本發(fā)明適用于采用窄間隙高頻熱絲TIG方法進(jìn)行立焊，材質(zhì)為9％Ni鋼的LNG低溫儲罐，儲罐容積為3～16×10⁶m³。

背景技術(shù)：

TIG焊(Tungsten Inert Gas Welding)，又稱為非熔化極惰性氣體鎢極保護(hù)焊。9％Ni鋼是含Ni量為9％的低碳鋼，使用溫度最低可達(dá)-196℃，是一種低碳調(diào)質(zhì)鋼，組織為馬氏體和貝氏體，這種鋼在LNG低溫儲罐領(lǐng)域具有廣闊的前景，是制造LNG低溫貯罐的主要材料。9％Ni鋼的焊接是LNG儲罐建設(shè)的重要環(huán)節(jié)，特別是LNG儲罐的立向焊道的焊接質(zhì)量直接影響到儲罐服役的安全性。

目前，LNG儲罐立向焊道焊接主要采用的方法有:第一種是手工焊條電弧焊，這種方法具有操作靈活、簡便易行、適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)點。但它的焊接效率低，對焊工的要求高，焊工的技術(shù)水平對焊接質(zhì)量的影響大，且勞動強(qiáng)度大，人員成本高。第二種手工鎢極氬弧焊，這種方法能保證焊接接頭具有高的質(zhì)量，這種方法能分別控制焊接電流和焊絲的給送速度，容易控制稀釋率而得到滿意的焊道形狀，但它的焊接效率極低，焊工的技術(shù)水平對焊接質(zhì)量的影響大。第三種是藥芯焊絲熔化極氣體保護(hù)焊，這種焊接方法熔敷速率大，效率高，主要問題是容易產(chǎn)生熔合不良和氣孔，焊接接頭的低溫韌性差，且焊絲依賴進(jìn)口，焊接成本高。

在實現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有LNG低溫儲罐立向焊道焊接技術(shù)至少存在以下問題:第一，現(xiàn)有的焊接方法都是手工焊接，焊接效率很低，在實際焊接施工中，需要大量富有經(jīng)驗的焊工，勞動力成本很高；第二，采用現(xiàn)有焊接方法，焊接接頭的一致性難以保證，產(chǎn)生焊接缺陷幾率大，焊接接頭低溫韌性差；第三，9％Ni鋼立向焊道是異種鋼焊接，需要采用較大的坡口形式，以提高焊接熔合比，焊材消耗大；第四，采用現(xiàn)有焊接方法，需要進(jìn)行焊道背 面清根，焊道表面需要打磨。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有焊接技術(shù)的問題，本發(fā)明提供了LNG低溫儲罐9％Ni鋼對接焊道的焊接方法，用于LNG低溫儲罐9％Ni鋼立向?qū)雍傅赖恼g隙高頻熱絲TIG焊接。該焊接方法通過設(shè)計坡口型式，選擇根焊和填充蓋面焊接工藝，克服現(xiàn)有技術(shù)的焊接效率低、焊接材料消耗大、焊道缺陷多、焊接接頭性能差，對焊工操作技能要求高等缺點。該焊接方法具有焊接效率高、焊道質(zhì)量好、焊接接頭性能優(yōu)良等特點。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為一種LNG低溫儲罐9％Ni鋼對接焊道的焊接方法，包括如下步驟：

S100、設(shè)計帶鈍邊的窄間隙對接坡口，所述對接坡口為U型，所述對接坡口鈍邊間隙為0mm，所述對接坡口鈍邊鈍邊厚度為1.5～2.0mm，所述對接坡口鈍邊坡口角度為3～5，所述對接坡口鈍邊坡口底部倒角為3～5mm；

S200、采用窄間隙熱絲TIG工藝依次進(jìn)行單層打底焊、底部加強(qiáng)焊、填充焊、蓋面焊。

所述的LNG低溫儲罐9％Ni鋼對接焊道的焊接方法，所述步驟S200中，所述單層打底焊焊接采用的基值焊接電流為220A，脈沖頻率200Hz，峰值焊接電流260A，脈沖頻率200Hz，焊接電壓11V，焊接速度140～150mm/min，送絲速度3000～3500mm/min，熱絲電流為30A。

所述的LNG低溫儲罐9％Ni鋼對接焊道的焊接方法，所述步驟S200中，所述填充焊采用的基值焊接電流為260A，脈沖頻率250Hz，峰值焊接電流330A，脈沖頻率250Hz，焊接電壓11V，焊接速度140～150mm/min，送絲速度3000～3500mm/min，熱絲電流為30A。

所述的LNG低溫儲罐9％Ni鋼對接焊道的焊接方法，所述步驟S200中，所述采用的蓋面焊所采用的基值焊接電流為260A，脈沖頻率250Hz，峰值焊接電流330A，脈沖頻率250Hz，焊接電壓11V，焊接速度140～150mm/min，送絲速度3000～3500mm/min，熱絲電流為30A。

所述的LNG低溫儲罐9％Ni鋼對接焊道的焊接方法，所述步驟S200中，所述單層打底焊、底部加強(qiáng)焊、填充焊、蓋面焊采用直流焊接電源，直流熱絲電源。

所述的LNG低溫儲罐9％Ni鋼對接焊道的焊接方法，進(jìn)行所述步驟S200操作時，送絲嘴與工件夾角30°±2°，窄間隙焊炬為垂直工件方向。

所述的LNG低溫儲罐9％Ni鋼對接焊道的焊接方法，進(jìn)行所述步驟S200操作時，通入的保護(hù)氣Ar流量為15～30L/min。

所述的LNG低溫儲罐9％Ni鋼對接焊道的焊接方法，采用窄間隙熱絲TIG工藝進(jìn)行焊接時，選用直徑為1.0mm，牌號為Inconel625的焊絲。

所述的LNG低溫儲罐9％Ni鋼對接焊道的焊接方法，所述單層打底焊、底部加強(qiáng)焊、填充焊、蓋面焊的厚度分別為3mm。

本發(fā)明能有效的控制焊接變形，避免焊接熱裂紋，焊接磁偏吹，焊接接頭低溫力學(xué)性能良好，本發(fā)明具有如下優(yōu)勢：

發(fā)明的該焊接工藝實現(xiàn)了LNG低溫儲罐用9％Ni鋼板立向?qū)雍傅赖恼g隙熱絲TIG焊接，焊接過程穩(wěn)定。

焊接熱輸入量小、焊道窄且光滑美觀。按照J(rèn)B/T4730.1～6-2005《承壓設(shè)備無損檢測》，探傷等級Ⅰ級，節(jié)約焊材近60％；-196℃焊接接頭CTOD平均值為0.65mm。

以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，但不作為對本發(fā)明的限定。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一實施例的對接坡口尺寸結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明一實施例的焊層分布示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理和工作原理作具體的描述：

本發(fā)明提供的LNG低溫儲罐9％Ni鋼對接焊道的焊接方法，用于LNG低溫儲罐9％Ni鋼立向?qū)雍傅勒g隙高頻熱絲TIG焊接，包括如下步驟：

S100、設(shè)計帶鈍邊的窄間隙對接坡口，接坡口為U型，對接坡口鈍邊間隙為0mm，對接坡口鈍邊鈍邊厚度為1.5～2.0mm，對接坡口鈍邊坡口角度為3～5，對接坡口鈍邊坡口底部倒角為3～5mm；

S200、采用窄間隙熱絲TIG工藝依次進(jìn)行單層打底焊、底部加強(qiáng)焊、填 充焊、蓋面焊。

詳細(xì)之，步驟S200中，單層打底焊焊接采用的基值焊接電流為220A，脈沖頻率200Hz，峰值焊接電流260A，脈沖頻率200Hz，焊接電壓11V，焊接速度140～150mm/min，送絲速度3000～3500mm/min，熱絲電流為30A。

步驟S200中，所述填充焊采用的基值焊接電流為260A，脈沖頻率250Hz，峰值焊接電流330A，脈沖頻率250Hz，焊接電壓11V，焊接速度140～150mm/min，送絲速度3000～3500mm/min，熱絲電流為30A。

步驟S200中，所述采用的蓋面焊所采用的基值焊接電流為260A，脈沖頻率250Hz，峰值焊接電流330A，脈沖頻率250Hz，焊接電壓11V，焊接速度140～150mm/min，送絲速度3000～3500mm/min，熱絲電流為30A。

步驟S200中，單層打底焊、底部加強(qiáng)焊、填充焊、蓋面焊的厚度分別為3mm。

步驟S200中，單層打底焊、底部加強(qiáng)焊、填充焊、蓋面焊均采用直流焊接電源與直流熱絲電源。

進(jìn)行步驟S200操作時，采用大功率直流焊接電源，直流熱絲電源，選用直徑為1.0mm，牌號為Inconel625的焊絲。窄間隙焊炬為垂直工件方向，送絲嘴與工件夾角為30°±2°，保護(hù)氣Ar流量為15～30L/min。

為進(jìn)一步描述LNG低溫儲罐9％Ni鋼環(huán)向?qū)雍傅赖暮附臃椒?，特舉如下實施例：

進(jìn)行32mm厚、300mm長、150mm寬的一對X7Ni9板立向?qū)雍傅脑嚢?，坡口形式為U型，見圖1，試板厚δ＝32mm、試板長300mm，試板寬150mm，坡口鈍邊間隙為0mm鈍邊厚度p為1.5mm，坡口角度β為3°，底部倒角R為3mm，a＝1mm，S＝4mm，其中S＝R+a。

先將試板按附圖1組對好，具體焊接層數(shù)分布見圖2。

焊接過程采用的焊接參數(shù)如表1、表2所示：

表1 打底焊接工藝參數(shù)

表2 填充蓋面工藝參數(shù)

窄間隙焊炬為垂直工件方向，送絲嘴與工件夾角為30°±2°

焊后對試板按照按照J(rèn)B/T4730.1～6-2005《承壓設(shè)備無損檢測》，探傷等級Ⅰ級，按NB/T47014-2011進(jìn)行縱彎試驗，面彎試驗，拉伸試驗，焊道及熱影響區(qū)-196℃沖擊試驗均滿足標(biāo)準(zhǔn)要求；按GB/T21143-2007進(jìn)行焊接接頭-196℃CTOD檢測，CTOD均值為0.65mm。

當(dāng)然，本發(fā)明還可有其它多種實施例，在不背離本發(fā)明精神及其實質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。