低温钢焊接注意事项.doc

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1、低温钢焊接注意事项一、低温钢的定义通常把用于-20℃—-253℃低温工作的焊接结构的专用钢称为低温钢，低温钢的重要特性是在低温工作条件下具有足够的强度、塑性等性能外，对于低温冲击韧性值一般钢种是达不到这个数值的。同时应具有良好的制造性能，对应变时效脆性和回火脆性的敏感性要小，以便在构件制成后，使钢材和焊接接头的脆性转变温度低于最低工作温度，具备足够的抗断能力，达到安全使用的要求。二、低温钢的分类低温钢通常可按使用温度、合金含量和组织以及合金系统中有无镍、铬元素进行分类。1.按使用温度分，低温钢一般以使用温度分级，可分为-40℃、-70℃、-100℃、-196℃和-253℃

2、等级。各种不同温度等级的低温钢，适用于各种液化气体的容器。2.按合金含量和组织分，低温钢可分为三类，一是低合金铁素体型低温钢，其合金元素总含量不超过5%，组织是铁素体加少量贝氏体，使用温度范围为-110℃以上，例16MnR（-40℃）、09Mn2VR（-70℃）二是中合金低碳马氏体型低温钢，其合金元素总含量在5-10%组织和热处理方法有关。通常淬火后的组织是低碳马氏体，正常化后的组织为低碳马氏体、铁素体以及少量奥氏体，回火后的组织是含镍铁素体和少量富碳奥氏体。典型的钢种是9Ni钢。9Ni钢的使用温度可达-196℃，冲击韧性优异。三是高合金奥氏体型低温钢，其合金元素总含量大

3、于10%，组织为奥氏体。奥氏体组织稳定，低温冲击韧性优良，使用温度可达-196℃-269℃。3.按有无镍、铬元素低温钢可分为二类。含镍、铬的低温钢，工作温度可低于-50℃。大陆研制成的无镍、铬的低温钢，有16MnR（-40℃），09Mn2V，09MnTiCr（-70℃），06MnNb（-90℃），06AlNbCuN（-110℃），15Mn26Al4（-253℃）三、低温钢的焊接特点低温钢焊接的主要问题是保证焊接接头具有良好的低温冲击韧性，低温钢母材的含碳量一般都较低，且材质的韧性和塑性均很好。焊接接头的薄弱环节通常是在熔合线和焊道这两个部位。低温钢焊接时具有以下几个特点：

4、1.晶粒细化。不论是奥氏体型还是铁素体型的低温钢，它们的晶粒尺寸对低温韧性有着很大的影响，晶粒越细，韧性越好，低温钢焊接就是要获得细晶粒的组织。所以焊接时要用小入热量进行，要控制道间温度，不宜过高，防止金属过热而引起韧性下降的现象。2.异材焊道，对于含Ni的低温钢，通常采用异材焊接材料进行焊接其结果就是焊接金属的成分和组织不同于母材。控制焊接金属成分就能控制焊道的低温韧性。采用高Ni焊条，可使焊接金属含Ni量高，能使焊道中奥氏体组织比例扩大，且稳定奥氏体组织，晶粒也细化，可获得较理想的效果。3.热裂纹，当焊接金属含有较高的Ni量时，由于Ni和S、P、B都能形成低熔共晶体，

5、其中Ni+Ni3S2共晶体的熔点为645℃，远低于钢的熔点，就是在焊缝结晶过程中形成低熔杂质的液态薄膜，这就要导致热裂纹的产生，尤其容易引起弧坑裂纹。4.未熔合，未焊透，如果采用异质材料，焊接材料的熔点和母材熔点不一，在焊接过程中两者就难以熔融，这就可能产生熔深不足，熔合不良缺陷。5.焊接应力和变形大，焊接材料和母材异质，焊道和母材的导热系数与膨胀系数也有差异，焊接时由于两者膨胀收缩不同，这必然导致有较大的应力和变形。另一方面，这类构件，就是焊后热处理也不能完全消除残留应力，而只能应力重新分布。6.稀释，用异质焊接材料焊接时，焊道的合金元素含量高，而母材含量低，形成焊道后

6、，在熔合线附近焊接金属的合金元素被稀释，而母材中的碳则向熔合线和焊道边移，其结果，可能在熔合线附近形成马氏体或马氏体+奥氏体组织，促使熔合线的韧性下降。四、5Ni钢（12Ni19）低温钢的焊接要领1.5Ni钢的化学成分表1-15Ni钢化学成分%CMnSiSPNNiMoAlO0.0480.4280.1810.00150.00140.0075.1420.0240.0210.0015从表中可知钢中镍含量达5%，又称5Ni钢。它在-110℃以下也具有良好的冲击韧性，因此称为低温用钢。目前主要用于制造液化天然气储罐，化工容器等。5Ni钢出厂都经热处理，以提高钢的强度和低温韧性、其供

7、货状态有正常化、正常化+退火调质。5Ni钢是细晶粒铁素体类钢。2.5Ni钢配用的电焊条5Ni钢目前主要焊接方法之一是手工电弧焊，配用的焊条TN-11O是由天泰制造。该焊条操作性良好，焊接时飞溅极少，焊条熔敷系数高，脱渣容易，各种焊接位置均有良好的作业性，但容易产生弧坑等热裂纹。该焊条规格（AWSA5.11-86/11M-97：ENiCrMo-6）TN-110的熔填金属化学成分%CMnSiNiCrMoNbWFe0.0292.520.5367.114.47.270.931.665.51TN-110是镍基焊条，焊芯为纯镍，熔填金属组