低溫碳鋼的焊接要點

通常把-10~-196℃的溫度范圍稱為“低溫”（我國從-40℃算起），低于-196℃時稱為“超低溫”。低溫鋼主要是為了適應(yīng)能源、石油化工等產(chǎn)業(yè)部門的需要而迅速發(fā)展起來的一種專用鋼。低溫鋼要求在低溫工作條件下具有足夠的強(qiáng)度、塑性和韌性，同時應(yīng)具有良好的加工性能，主要用于制造-20~-253℃低溫下工作的焊接結(jié)構(gòu)，如貯存和運輸各類液化氣體的容器等。1、焊接方法及熱輸入的選擇

常用的焊接方法有焊條電弧焊、埋弧自動焊、鎢極氬弧焊、熔化極氣體保護(hù)焊。

低合金低溫用鋼焊接時，為避免焊縫金屬及近縫區(qū)形成粗大組織而盡量不擺動，采用窄焊道、多道多層焊，焊接電流不宜過大，宜用快速多道焊以減輕焊道過熱，并通過多層焊的重?zé)嶙饔眉?xì)化晶粒。多道焊時，要控制道間溫度，應(yīng)采用小的熱輸入施焊，控制在20KJ/cm以下。如果需要預(yù)熱，應(yīng)嚴(yán)格控制預(yù)熱溫度及多層多道焊時的道間溫度。

焊接線能量也叫焊接熱輸入，是單位長度焊縫得到的焊接電弧熱量。

公式

E=U?I/v（焦耳/厘米）其中U：電弧電壓（伏特），I：焊接電流（安培），v:焊接速度（厘米/分）。

焊接線能量是影響焊接接機(jī)械頭性能的重要因素。當(dāng)焊接電流、電弧電壓增大時，焊接線能量增大，當(dāng)焊接速度減小時，焊接線能量增大。

對于低溫鋼，焊接線能量過大，接頭韌性的下降更為嚴(yán)重，使壓力容器在低溫狀況下運行時易發(fā)生瞬間的破壞。所以焊接時，要嚴(yán)格控制焊接電流、電弧電壓、焊接速度，保證焊接接頭的各項性能指標(biāo)。

2、低溫鋼的焊接特點及其工藝措施

低溫鋼由于含碳量低，其淬硬傾向和冷裂傾向小，具有良好的焊接性。但是過大的焊接線能量會使焊縫及熱影響區(qū)形成粗晶組織而使低溫韌性大為降低，結(jié)構(gòu)的突變及制造中的強(qiáng)力組對會使結(jié)構(gòu)的局部產(chǎn)生高的應(yīng)力，從而增大設(shè)備在低溫狀態(tài)下的脆性破壞。

為此，在焊接過程中應(yīng)做到以下幾點：

⑴采用小的焊接線能量，最大限度的減少過熱，防止在焊接接頭上出現(xiàn)粗大的組織。焊條電弧焊常采用12-15KJ/cm，埋弧焊通常為20KJ/cm。為此焊條電弧焊盡量不用φ5焊條，埋弧自動焊多選用φ3.2焊絲，焊條電弧焊每層約2mm，埋弧自動焊約2.5mm。

⑵采用直焊道，多道快速壓焊。目的是為了減少過熱和后一焊道對前一焊道有回火作用，使晶粒細(xì)化。

⑶避免強(qiáng)力組對，使結(jié)構(gòu)局部不產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象。

⑷盡可能降低焊道間的層間溫度，避免焊道長時間處于高溫狀態(tài)，盡量做到不連續(xù)施焊。

⑸通常選用超低氫焊條及焊劑，所以在焊前要嚴(yán)格按烘干制度進(jìn)行烘干處理，領(lǐng)用的焊條超過4小時未用完，應(yīng)返回二級庫重新烘干再使用。另外對于低溫鋼焊條，使用前要按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行熔敷金屬擴(kuò)散氫復(fù)驗，通常采用水銀法，按GB/T3965-2012執(zhí)行，合標(biāo)指標(biāo)符合設(shè)計要求。

⑹在冬季施工及厚度較大的結(jié)構(gòu)，應(yīng)適當(dāng)進(jìn)行預(yù)熱，至少預(yù)熱到15℃以上。對于大厚板焊接，預(yù)熱溫度一般為50℃，道間溫度控制在50~150℃之間。

（7）引弧須采用引弧板或在坡口內(nèi)引弧，不得在非焊接部位引弧。

（8）低溫鋼焊后消除應(yīng)力熱處理可以降低低合金鋼焊接產(chǎn)品的脆斷危險性。

常用低溫鋼焊接材料的選擇

16MnDR:

J507GR,J507RH,——E5015-G或E5016-GH10Mn2SJ101——F5P4-H10Mn2

09MnNiDR:

W707Ni,W807Ni——E5515-N5E7015-C1L,E7016-C1LF7P7-ENi2-Ni2H07MnNDRSJ603W——F5P7-H07MnNiDR08Ni3DR:對于溫度低于-100℃，一般選進(jìn)口焊材E7015-C2L，E7016-C2LF7P15-ENi3-Ni3

SA-203Gr.D是ASME材料，要求-101℃沖擊

E7016-C2LF7P15-ENi3-Ni3

低溫壓力容器的焊接檢驗

1、固規(guī)要求：對于設(shè)計溫度低于-40℃的低合金鋼制低溫壓力容器上的焊接接頭要進(jìn)行100%MT檢測，按JB/T4730.4-2005I級合格。

2、如設(shè)計執(zhí)行HG20584，對于有超聲檢測要求的低溫鋼材的焊接，坡口表面及清根后的坡口表面應(yīng)進(jìn)行100%MT檢則，按JB/T4730.5-2005I級合格。

3、低溫下由缺陷引起的應(yīng)力集中將增大結(jié)構(gòu)低溫脆性破坡傾向。應(yīng)注意避免弧坑、未熔透及焊縫成