一种用于薄板9Ni钢焊接的等离子弧焊填丝方法技术

本发明专利技术公开一种用于薄板9Ni钢焊接的等离子弧焊填丝方法，其特征在于包括以下步骤：1）焊前准备：9Ni薄板加工坡口，类型为I型；2）无需预热，在室温下进行等离子弧焊填丝焊接；3）焊接完成后，继续在焊缝背面通入氩气，待冷却至室温后再将焊板取出。本发明专利技术填补了9Ni钢等离子弧焊填丝焊接工艺空白，坡口加工相对简单，应力应变小，成型良好且焊接效率高，焊接接头的力学性能良好。

A Filling Method for Plasma Arc Welding of 9Ni Steel Sheet

【技术实现步骤摘要】
一种用于薄板9Ni钢焊接的等离子弧焊填丝方法
本专利技术涉及焊接
，具体涉及一种薄板9Ni钢的等离子弧焊填丝工艺。
技术介绍
液化天然气（LNG）作为一种清洁、高效的能源，其产业发展受到各个国家的重视。现阶段陆地车载储罐主要由不锈钢制作而成，与之相比，9Ni钢成本更低，即使所用焊接材料价格稍高，综合起来最终也能达到降本的目的。但不锈钢制作陆地移动罐时大量用到等离子弧焊，而9Ni钢与不锈钢差异较大，无法直接利用不锈钢成熟的等离子弧焊工艺。现阶段也几乎没有可供参考的9Ni钢等离子弧焊工艺。
技术实现思路
为了更好地实现9Ni钢代替不锈钢生产陆地罐降本的目的，本专利技术提出一种适用于薄板9Ni钢的等离子弧焊填丝工艺，且焊接后的焊接接头力学性能良好，尤其是低温冲击韧性良好。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种用于薄板9Ni钢焊接的等离子弧焊填丝方法，包括以下步骤：1）焊接前准备：由于板厚较薄，且等离子焊接无填充，因此待焊9Ni薄板加工坡口类型为I型。可事先将坡口加工平齐后打磨干净，去除坡口两侧水、油等污渍。进一步的，所述待焊薄板9Ni厚度为6mm。进一步的，加工坡口完成后采用钨极氩弧焊点焊将待焊9Ni薄板两段固定。2）预热：在室温下即可进行，无需预热；3）因9Ni钢与不锈钢成分的不同，制造工艺大有不同，无法直接套用不锈钢等离子焊接工艺参数对9Ni钢进行等离子弧焊，否则会导致9Ni钢焊接成型困难或不成型。经过针对9Ni钢进行反复试焊、不断优化参数及后续焊接接头力学性能测试结果，最终，采用如下焊接窗口进行9Ni钢等离子填丝焊接：采用等离子弧焊填丝工艺，将9Ni钢板整体放入焊接试验机并固定，钢板背面为背保护衬垫。通入纯度99.99%的氩气保护。送丝枪尽量靠近等离子焊枪口，实际因设备原因间距为2cm。送丝速度为1000~1200mm/min。焊接时等离子电弧中心沿焊缝中心，焊接电流为180~200A，焊接电压为23~27V，焊接速度为21~23cm/min，等离子气流量为5L/min；焊接过程中焊缝背面保护氩气流量为25L/min；进一步的，所用焊丝为京雷焊材φ1.2mmGMN-CM3焊丝。4）焊接完成后，继续在焊缝背面通入氩气，且仍用焊接试验机固定。待冷却至室温后再将焊板取出。5）焊接完成后将试板取样进行力学性能测试。由于采用了上述技术方案，本专利技术具有如下积极效果：本专利技术填补了9Ni钢等离子弧焊填丝焊接工艺空白，坡口加工相对简单，应力应变小，成型良好且焊接效率高，焊接接头的力学性能良好。本专利技术为9Ni代替不锈钢生产陆地车载LNG储罐提供了等离子弧焊工艺技术支持。对本专利技术所形成的焊接接头进行力学性能测试，其中冲击试样取3.3*10*55规格的试样。当焊接电流为180~200A，焊接电压为23~27V，焊接速度为21~23cm/min，等离子气流量为5L/min；焊接过程中焊缝背面保护氩气流量为25L/min，送丝枪送丝速度为1000~1200mm/min时，焊接接头抗拉强度720~730MPa。-196℃时，焊缝金属冲击值为15~21J；熔合线冲击值为12~15J；热影响区冲击值为21~27J。根据所取冲击试样的规格，焊接接头实际冲击值，-196℃时，焊缝金属为45~63J；熔合线为36~45J；热影响区冲击值为63~81J。因此，采用该工艺焊接的薄板9Ni钢，具有良好的力学性能，其-196℃低温冲击基本接近母材的冲击，低温冲击韧性优良。具体实施方式实施例1一种适用于薄板9Ni钢的等离子弧焊填丝工艺，将待焊薄板9Ni加工为I型坡口，将9Ni薄板整体放入焊接试验机，通过固定试板纵缝工装、压紧执行机构固定住9Ni薄板，钢板背面为背保护衬垫。无需预热。焊接试板为6mm厚的9Ni钢。9Ni钢的化学组分是：C为0.04wt%，Si为0.23wt%，Mn为0.65wt%，Ni为9.06wt%，所述9Ni钢的力学性能是：抗拉强度为732MPa，屈服强度为696MPa，延伸率A=20%；-196℃时冲击功Akv=70J。等离子弧焊填丝工艺参数：焊接时等离子电弧中心沿焊缝中心，焊接电流为180A，焊接电压为23V，焊接速度为21cm/min，等离子气流量为5L/min，焊接过程中焊缝背面保护氩气流量为25L/min，送丝枪距等离子枪2cm，送丝速度为1000mm/min。焊接完成后，继续在焊缝背面通入氩气，且仍用焊接试验机固定。待冷却至室温后再将焊板取出，对焊后的焊缝力学性能进行检测分析，结果如下：焊接接头抗拉强度为730MPa，在-196℃焊缝金属的实际冲击韧性平均值为45J，熔合线实际冲击韧性平均值36J，焊接热影响区实际冲击韧性平均值63J。测试结果表明：采用该等离子弧焊填丝工艺焊接的9Ni钢具有良好的力学性能，其-196℃低温冲击基本接近母材的冲击，低温冲击韧性优良。实施例2一种适用于薄板9Ni钢的等离子弧焊填丝工艺，将待焊薄板9Ni加工为I型坡口，将9Ni薄板整体放入焊接试验机，通过固定试板纵缝工装、压紧执行机构固定住9Ni薄板，钢板背面为背保护衬垫。无需预热。焊接试板为6mm厚的9Ni钢。9Ni钢的化学组分是：C为0.04wt%，Si为0.23wt%，Mn为0.65wt%，Ni为9.06wt%，所述9Ni钢的力学性能是：抗拉强度为732MPa，屈服强度为696MPa，延伸率A=20%；-196℃时冲击功Akv=70J。等离子弧焊填丝工艺参数：焊接时等离子电弧中心沿焊缝中心，焊接电流为200A，焊接电压为27V，焊接速度为23cm/min，等离子气流量为5L/min；焊接过程中焊缝背面保护氩气流量为25L/min。送丝枪距等离子枪2cm，送丝速度为1200mm/min。焊接完成后，继续在焊缝背面通入氩气，且仍用焊接试验机固定。待冷却至室温后再将焊板取出，对焊后的焊缝力学性能进行检测分析，结果如下：焊接接头抗拉强度为730MPa，在-196℃焊缝金属的实际冲击韧性平均值为63J，熔合线实际冲击韧性平均值45J，焊接热影响区实际冲击韧性平均值81J。测试结果表明：采用该等离子焊接工艺焊接的9Ni钢具有良好的力学性能，其-196℃低温冲击基本接近母材的冲击，低温冲击韧性优良。除上述实施例外，本专利技术还有其它实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案均落在本专利技术保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于薄板9Ni钢焊接的等离子弧焊填丝方法，其特征在于包括以下步骤：1）焊前准备：9Ni薄板加工坡口，类型为I型；2）无需预热，在室温下进行等离子弧焊填丝焊接，将9Ni薄板整体放入焊接试验机并固定，钢板背面为背保护衬垫；通入纯度99.99%的氩气保护；送丝枪尽量靠近等离子焊枪口，送丝速度为1000~1200mm/min；焊接时等离子电弧中心沿焊缝中心，焊接电流为180~200A，焊接电压为23~27V，焊接速度为21~23cm/min，等离子气流量为5L/min；焊接过程中焊缝背面保护氩气流量为25L/min；3）焊接完成后，继续在焊缝背面通入氩气，待冷却至室温后再将焊板取出。

【技术特征摘要】
1.一种用于薄板9Ni钢焊接的等离子弧焊填丝方法，其特征在于包括以下步骤：1）焊前准备：9Ni薄板加工坡口，类型为I型；2）无需预热，在室温下进行等离子弧焊填丝焊接，将9Ni薄板整体放入焊接试验机并固定，钢板背面为背保护衬垫；通入纯度99.99%的氩气保护；送丝枪尽量靠近等离子焊枪口，送丝速度为1000~1200mm/min；焊接时等离子电弧中心沿焊缝中心，焊接电流为180~200A，焊接电压为23~27V，焊接速度为21~23cm/min，等离子气流量为5L/min；焊接过程中焊缝背面保护氩气流量为25L/min；3）焊接完成后，继续在焊缝背面通入氩气，待冷却至室温后再将焊板取出。2.如权利要求1所述用于薄板9Ni...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴君明，汪晶洁，田浩，李松，王红鸿，彭思远，尹雨群，
申请(专利权)人：南京钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32