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9Ni钢的焊接工艺

      9Ni钢是w(Ni)为8.5%~9.5%的低碳马氏体型低温用钢,是一种用于制造LNG储罐的优异材料。9Ni钢焊接时,宜采用小线能量, 多层多道焊, 焊前不需预热, 但需控制层间温度在100 ℃以下。具体工艺是:
  1、焊接方法
  目前, 9Ni 钢可采用的焊接方法主要是: 焊条电弧焊(SMAW), 埋弧焊(SAW)。
  2、焊接材料
  为获得性能优越的焊接接头, 保证焊缝具有与9Ni 钢相适应的低温韧性, 焊接生产中需采用合适的焊接材料, 按Ni 的质量分数分为: 1)60%以上的Ni 基型(Ni-Cr-Mo 系合金); 2)40%的Fe-Ni 基型(Fe-Ni-Cr 系合金)。这两类焊材是焊接9Ni 钢的最合适选择。
  3、焊接电流
  为避免磁偏吹, 最好采用交流方波焊接电源, 并配合交流焊接的镍基合金焊条。
  4、焊前清理及坡口加工
  焊接前, 采用有机溶剂清洗或打磨的方法,对焊接坡口表面进行清理, 保证坡口表面及其附近区域没有氧化皮、油污、水分和有机物等杂质。
  坡口加工: 通常采用X 形和Y 形坡口。由于大型LNG 储罐的9Ni 钢内壁钢板厚度为10~36 mm, 厚度的跨度比较大, 因此, 开坡口时,较薄的钢板采用单边V 形(Y 形)坡口, 较厚的钢板采用X 形坡口。
  5、预热温度、层间温度和焊接热输入
  预热温度, 层间温度和焊接热输入会直接影响钢材焊后的冷却速度。冷却速度越慢, 晶粒长大越显著, 导致低温韧性下降, 故9Ni 钢在焊前一般不需要预热, 且应控制层间温度在100 ℃以下, 焊接热输入应控制在7~35 kJ/cm 之间。
  对板厚超过8 mm 的9Ni 钢, 焊接时尽量采用多层多道焊, 避免单道焊。研究表明, 小线能量(15 kJ/cm)单道热循环CGHAZ 的低温(-196 ℃)冲击功比较低, 经过800 ℃或900 ℃二次热循环后, 低温冲击功明显提高, 三次热循环还能进一步改善CGHAZ 的低温韧性。在实际操作中, 还要认真做好层间清理工作, 确保无熔渣等杂质,然后再进行下一层的焊接。
  6、焊接检测
  9Ni 钢焊接检测方法常用的是无损检测。无损检测主要包括射线检测、超声波检测及渗透检测。焊缝的内部缺陷主要通过射线检测和超声波检测检测, 焊缝的表面缺陷主要是通过渗透检测检测。
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