專利名稱：焊接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于奧氏體鋼的GTA或GMA焊接方法(鎢極氣體保護(hù)電弧焊或氣體保護(hù)金屬極電弧焊)，該奧氏體鋼不包含各自超過約0. 2重量％的量的作為合金元素的Ti或Al。
背景技術(shù)：
鎳含量相對較低的奧氏體鋼，例如所謂的9%鎳鋼和奧氏體Fe/Ni36(或Fe36Ni)合金(含有36%鎳的鐵，也稱作“l(fā)nvar ”鋼)，由于其耐低溫所以用于輸送液化氣的管道中。后一種鋼還具有以下優(yōu)點，其在加熱或冷卻時不會發(fā)生明顯的膨脹或收縮，從而即使在較長管道的情況下也可以省略掉補(bǔ)償伸長彎曲。所述鋼的組成如下(來源ThyssenKrupp)。Fe/Ni36(重量％ ):Ni :35. 0 至 37. 0Cr :0. 25C :0. 15Mn :0. 60Si :0. 40Co :0. 50P :0. 025S :0. 025Fe :余量。9% 鎳鋼Ni :8. 8 至 10. 0C < 0. 10Mn :0. 30 至 0.80Fe :余量。但是，這些材料具有以下不利的特性，其在用于焊接時形成具有極其粗大晶粒的焊縫金屬，這會非常嚴(yán)重地?fù)p害其機(jī)械性能。在Fe/Ni36的情況下，有人嘗試通過使用特殊改性的焊接添加劑來消除該問題,例如通過合金化將2%的Cr和I %的Al加入其中。這雖然改善了機(jī)械性能，但是損害了焊縫金屬的膨脹性能。然后，出人意料地發(fā)現(xiàn)，例如9%鋼和Fe/Ni36鋼以及其他含有僅非常低的量的Ti和/或Al的鋼，若將元素Ti和/或Al通過合金化加入焊接添加劑中同時焊接氣體含有氮氣，則形成優(yōu)異的焊縫
發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明涉及用于奧氏體鋼的GTA或GMA焊接方法，該奧氏體鋼不包含各自超過約0. 2重量％的量的作為合金元素的Ti或Al，其特征在于，在該方法中將含有Ti和/或Al的焊接添加劑連同含有氮氣的焊接氣體一起使用。
具體實施方式
Ti和Al容易與氮氣反應(yīng)形成氮化物，并將其各自以約0. I %至約5 %、優(yōu)選約0. 5%至約3 %、更優(yōu)選約I %至約2%的量通過合金化加入。優(yōu)選通過合金化添加這兩種元素中的僅一種。特別優(yōu)選為Ti。優(yōu)選不將在奧氏體鋼焊縫金屬中不包含的其他元素通過合金化加入焊接添加劑中，例如在Fe/Ni36鋼的情況下，優(yōu)選不將Cr通過合金化加入焊接添加劑中，這是因為在Fe/Ni36鋼中不包含明顯的量的Cr。因為形成粗大晶粒的趨勢導(dǎo)致無法獲得所期望的機(jī)械性能，所以額外地例如將Cr通過合金化加入焊縫金屬中這本身更多地被看作是“最終手段”。在常規(guī)焊接方法中，焊接添加劑的組成通常與焊縫金屬非常相似。因此，本發(fā)明的一個實施方案的一部分方面(除了使用含有氮氣的焊接氣體)在于，將Ti和/或Al作為僅有的在鋼合金本身中不含有的一種或多種元素通過合金化加入本身不含有明顯的量的Ti或Al的鋼合金的所有焊接添加劑中。因此，用于Fe/Ni36鋼的焊接添加劑優(yōu)選包含36%的Ni、余量的Fe以及一種或多種僅有的其他元素Ti和/或Al。在GMA焊接中，焊接添加劑以焊絲形式加入。在GTA焊接中，以焊絲或焊條形式加入。焊接氣體中氮氣的含量通常為約1%至約15%，優(yōu)選為約3%至約10%，更優(yōu)選為約5%至約8%。其他氣體選自常用于GTA或GMA焊接的焊接氣體，例如氬氣、氦氣、CO2, O2和H2。優(yōu)選的焊接氣體例如是CR0NIG0N Ni30(Ar+5% He+5% N2+550ppm CO2)，其含有上述量的氮氣。待處理的焊縫金屬可以是任何不含有如上所限定的明顯的量的Ti和/或Al的奧氏體鋼。其例子是Fe/Ni36鋼和9%鎳鋼。特別優(yōu)選為Fe/Ni36鋼。出人意料地發(fā)現(xiàn)，僅在焊接添加劑中存在Ti和/或Al連同含有氮氣的焊接氣體一起就足以實現(xiàn)焊縫的晶粒的顯著細(xì)化，這又改善了焊縫的品質(zhì)。在Fe/Ni36鋼的情況下，這意味著，除了良好的機(jī)械性能以外，出人意料地還可以獲得優(yōu)異的焊縫膨脹特性，而對于目前已知的焊接方法而言則并非如此。
權(quán)利要求
1.用于奧氏體鋼的GTA或GMA焊接方法，該奧氏體鋼不包含各自超過O.2重量％的量的Ti或Al，其特征在于，在該方法中將含有Ti和/或Al的焊接添加劑連同含有氮氣的焊接氣體一起使用。
2.根據(jù)權(quán)利要求I的GTA或GMA焊接方法，其特征在于，所述奧氏體鋼選自9%鎳鋼，或者更優(yōu)選選自Fe/Ni36鋼。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的GTA或GMA焊接方法，其特征在于，除了Ti和/或Al以夕卜，不將在所述奧氏體鋼中不存在的其他元素以明顯的量通過合金化加入否則是相同種類(否則具有相同成分)的焊接添加劑中。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的GTA或GMA焊接方法，其特征在于，Ti和/或Al的存在量各自為約O. I %至約5%，優(yōu)選為約O. 5%至約3%，更優(yōu)選為約1%至約2%。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的GTA或GMA焊接方法，其特征在于，所述焊接氣體中氮氣的含量為約1%至約15%，優(yōu)選為約3%至約10%，更優(yōu)選為約5%至約8%。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的GTA或GMA焊接方法，其特征在于，焊接氣體的其他成分包括IS氣、氦氣、co2、O2和/或h2。
全文摘要
用于奧氏體鋼的GTA或GMA焊接方法，該奧氏體鋼不包含各自超過約0.2重量％的量的Ti或Al，其特征在于，在該方法中將含有Ti和/或Al的焊接添加劑連同含有氮氣的焊接氣體一起使用。
文檔編號B23K35/30GK102615406SQ20121002609
公開日2012年8月1日 申請日期2012年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月31日
發(fā)明者T·阿曼 申請人:林德股份公司