CN112809135B - 一种9Ni钢自动高效深熔氩弧焊接工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种9Ni钢自动高效深熔氩弧焊接工艺，属于镍基钢材焊接技术领域。其包括以下步骤：先将9Ni钢待焊工件通过氩弧焊进行组对装配，使用氩弧焊枪在Ar气体保护下，利用锁孔效应对待焊工件进行焊接形成打底焊缝，再进行盖面或填充焊接以及盖面焊接。本发针对母材厚度更优化其坡口尺寸，通过手动氩弧焊形成定位焊点、合理优化打底焊缝参数，采用含镍复合实心焊丝，改善深熔焊接时母材容易在高温形成裂纹的问题，并且采用的含镍复合实心焊丝与母材金属相匹配，熔合融洽，最后焊接后的焊缝成型平整、光滑、质量更高，采用自动化作业，操作性更强，更容易控制。

Description

一种9Ni钢自动高效深熔氩弧焊接工艺
技术领域
本发明涉及镍基钢材焊接技术领域，具体涉及一种9Ni钢自动高效深熔氩弧焊接工艺。
背景技术
9Ni钢亦被称为Ni9钢或(Ni)9％钢，是ω(Ni)8.5％～9.5％的超低温钢，与具有优良性能的不锈钢相比，有许用应力大、热膨胀率小的优点，常被广泛用于建造液化天然气(LNG)储罐。
在LNG储罐中，9Ni钢的焊接主要采用焊条电弧焊(SWAM)、埋弧焊(SAW)和药芯焊丝气体保护焊(FCAW)，其中，埋弧焊常用于环缝，焊条电弧焊常用于立缝，药芯焊丝气体保护焊常用于环缝。在采用埋弧焊焊接时，通常需要做焊缝清根处理，即使在一些薄板采用不清根的埋弧焊中，焊缝余高超高问题，焊缝一次拍片合格率并不理想。焊缝清根有碳弧气刨、氧乙炔割炬、机械加工方法，常用的碳弧气刨，但其劳动强度大，生产效率低，对技能员工的依赖程度高，并且碳弧气刨伴有烟雾、粉尘污染和弧光辐射，若操作不当容易造成槽道增碳、夹碳、粘渣、刨槽不正和深浅不均、刨偏、铜斑等缺陷，并不适用于对焊接有高要求的LNG储罐。在采用焊条电弧焊焊接时，由于焊条电弧焊立焊中热影响区、熔合区和母材的伸长率不一致，焊缝塑性和完整性不好，容易在拉伸面出现裂纹。在采用药芯焊丝气体保护焊时，由于存在焊剂，在焊接过程中会产生大量的烟，长时间暴露在没有通风条件的地方会危害焊工的健康，这些烟会降低焊工的视线，并且这些焊剂在层间清理不当或操作技术不当时，会有残渣残留在焊缝金属中的可能性。
针对LGN钢材的特殊性，需要采用更高效优质的焊接工艺。目前，已有采用深熔氩弧焊接对9Ni钢进行焊接，深熔氩弧焊接是在惰性气体保护下，通过对钨针的高效冷却，压缩电弧，获得能量密度大、挺度高的电弧，可以实现穿孔形式的焊接，达到增大焊接熔深的目的。该焊接方案由于电弧具有较大的能量密度和较高的电弧挺度，可以实现穿孔形式的焊接，获得稳定的单面焊双面成形焊接工艺，同时可以大大提高焊接速度。但在深熔氩弧焊接中，深熔的焊接金属容易发生高温裂纹形成梨型焊道裂纹和表面裂纹，且容易形成凸焊道，在后续路径的焊接中，母材和焊接金属界面容易发生融合不良的情况，因此在LNG焊接技术中，深熔氩弧焊应用存在局限性。
发明内容
本发明的目的是提供一种9Ni钢自动高效深熔氩弧焊接工艺，以解决现有深熔氩弧焊应用到9Ni钢存在局限性的问题。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种9Ni钢自动高效深熔氩弧焊接工艺，包括以下步骤：
先将9Ni钢待焊工件通过氩弧焊进行组对装配，使用氩弧焊枪在Ar气体保护下，利用锁孔效应对待焊工件进行焊接形成打底焊缝，再进行盖面焊接、或填充焊接以及盖面焊接。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述的9Ni钢自动氩弧焊接工艺，包括以下步骤：
(1)将9Ni钢待焊工件进行组对装配，采用手动氩弧焊在待焊工件焊接端的钝边顶部进行母材自熔焊，成形为点定焊缝；
(2)采用自动高效深熔氩弧焊机作为焊接设备，氩弧焊枪在正反面均在Ar气体保护下，对准装配后的9Ni钢待焊工件焊缝中心，调整焊枪内钨针端部于焊缝上方2mm处；
(3)在待焊工件背部通入Ar，进行打底焊接，形成打底焊缝，背面成形；
(4)打底焊道完成之后，进行盖面焊接、或采用含镍复合实心焊丝后送丝进行填充焊剂以及盖面焊接。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述的9Ni钢自动氩弧焊接工艺，步骤(1)中，
当9Ni钢待焊工件板厚度为3～9mm时，9Ni钢待焊工件的焊接端不开坡口，两焊接端的间隙和错边尺寸均为0.01～1mm；
当9Ni钢待焊工件板厚度为10～24mm时，9Ni钢待焊工件的焊接端正反面均开坡口，
正面焊Y型坡口：两焊接端的间隙为1～1.3mm；错边为0.01～1mm；钝边为3～6mm；
反面焊倒Y型坡口：两焊接端的间隙为1～1.3mm；错边为0.01～1.3mm；钝边为3～10mm；
当9Ni钢待焊工件板厚度为25～34mm时，9Ni钢待焊工件的焊接端正面开U型坡口，
正面焊坡口：两焊接端的间隙为0.01～1mm；错边为0.01～1mm；钝边为3～8mm；
当9Ni钢待焊工件板厚度大于35mm时，9Ni钢待焊工件的焊接端正面开X型坡口，
正面焊X型坡口：两焊接端的间隙为0.01～1mm；错边为0.01～1mm；钝边为3～6mm。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述的9Ni钢自动氩弧焊接工艺，在步骤(3)中，打底焊道的控制参数为：
当9Ni钢待焊工件板厚度为3～8mm时，焊接电流为330～480A、焊接速度为32～60cm/min、正面及背面采用99.99％纯氩气或99.2％工业氩，其流量为20～50L/min；
当9Ni钢待焊工件板厚度为9～15mm时，焊接电流为400～550A、焊接速度为20～30cm/min、正面及背面采用99.99％纯氩气或99.2％工业氩，其流量为20～50L/min；
当9Ni钢待焊工件板厚度大于15mm时，焊接电流为400～550A、焊接速度为20～30cm/min、正面及背面采用99.99％纯氩气或99.2％工业氩，其流量为20～50L/min。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述的9Ni钢自动氩弧焊接工艺，在步骤(4)中，
当9Ni钢待焊工件板厚度为3～8mm时，经盖面焊接后完成焊接；
当9Ni钢待焊工件板厚度为9～15mm时，经后送丝填充、盖面焊接后完成焊接；
当9Ni钢待焊工件板厚度大于15mm时，在X型坡口的一侧坡口面先填充盖面；再在另一侧后送丝填充、盖面焊接后完成焊接。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述的9Ni钢自动氩弧焊接工艺，送丝填充的条件参数为：
焊接电流150～250A，焊接速度10～15cm/min，送丝速度80～100cm/min，焊枪摆动速度1.5m/min，摆动宽度比前一道焊缝跨度小2～3mm，摆动两侧停顿时间0.2～0.3s。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述的9Ni钢自动氩弧焊接工艺，送丝采用的材料为含镍复合实心焊丝，其直径为1.0或1.2mm。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述的9Ni钢自动氩弧焊接工艺，含镍复合实心焊丝包括：ERNiCrMo-3实心焊丝和复合材料，所述复合材料为ERNiCrMo-3实心焊丝质量的3～10wt％；
其中，所述复合材料包括：按百分比计，NiO 8～10％、SiC 0.1～0.5％、Mn02 0.3～0.7％、CdS 0.01～0.015％，其余量为Fe。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述的9Ni钢自动氩弧焊接工艺，NiO、SiC、Mn02和CdS粒径为纳米级别。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述述的9Ni钢自动氩弧焊接工艺，含镍复合实心焊丝的制备方法包括以下步骤：
(1)将复合材料中组分混合后进行超声分散；
(2)将ERNiCrMo-3实心焊丝用3～10wt％的KH550酒精溶液浸泡后取出，将分散后的复合材料加入到ERNiCrMo-3实心焊丝，对ERNiCrMo-3实心焊丝进行拉伸、绞合、拉伸、再造丝，重复2～3次后，制得所述含镍复合实心焊丝。
本发明具有以下有益效果：
本发明针对9Ni钢母材，根据母材厚度更优化其坡口尺寸，通过手动氩弧焊形成定位焊点、合理优化打底焊缝参数，采用含镍复合实心焊丝，在高温电弧作用下蒸发形成蒸汽引起电弧收缩，电弧能量密度变高，电弧力和电弧稳定性变强，从而改善深熔焊接时母材容易在高温形成裂纹，并且采用的含镍复合实心焊丝与母材金属相匹配，熔合融洽，最后焊接后的焊缝成型平整、光滑、质量更高；采用自动化作业，操作性更强，更容易控制、更高效。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明的9Ni钢自动高效深熔氩弧焊接工艺的焊接流程成果展示图；
图2为本发明的9Ni钢自动高效深熔氩弧焊接工艺的焊枪焊接结构示意图；
图3为本发明的9Ni钢自动高效深熔氩弧焊接工艺中实施例4的焊缝效果图；
图4为本发明的9Ni钢自动高效深熔氩弧焊接工艺中对照例1的焊缝效果图。
具体实施方式
以下结合实施例及附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
请参照图1，本发明待焊工件的焊接流程成果展示图，先将待焊工件进行装配，针对焊接工件不同厚度有针对性选择是否进行开坡口，在本发明中分别对焊接工件进行开不同形状坡口：I型(即不开坡口)、Y型、倒Y型、U型和X型，在组队装配之后，采用手动氩弧焊在待焊工件焊接端的钝边顶部进行母材自熔焊，成形为点定焊缝；该形成的焊缝成为装配定位焊点，采用氩弧点焊的方式有别于焊条和二氧化碳点焊，在点焊过程不会出现气孔和夹渣的焊接缺陷。
采用如附图2所示的氩弧焊枪，该焊枪是自动高效深熔氩弧焊机的操作部分，在本发明中采用自动高效深熔氩弧焊机为广东福维德焊接股份有限公司生产的HTIG-1000型自动高效深熔氩弧焊机。在正反面均在Ar气体保护下，氩弧焊枪对准装配后的9Ni钢待焊工件焊缝中心，依照定位焊点，调整焊枪内钨针端部于焊缝上方2mm处，在针对有坡口工件时，则需将钨针端部深入到坡口内部，并距离坡口顶部2mm，无坡口时即为工件表面。在待焊工件背部通入Ar，采用更适合的焊接电流、速度，进行打底焊接，形成打底焊缝，背面成形。在打底焊道完成之后，根据焊接工件厚度，进行盖面焊接、或采用含镍复合实心焊丝后送丝进行填充焊接以及盖面焊接。
送丝采用的材料为含镍复合实心焊丝，其直径为1.0或1.2mm。其中，含镍复合实心焊丝包括：ERNiCrMo-3实心焊丝和复合材料，所述复合材料为ERNiCrMo-3实心焊丝质量的3～10wt％；所述复合材料包括：按百分比计，NiO 8～10％、SiC 0.1～0.5％、Mn02 0.3～0.7％、CdS 0.01～0.015％，其余量为Fe。采用的NiO、SiC、Mn02和CdS粒径为纳米级别。
该含镍复合实心焊丝的制备方法包括以下步骤：
(1)将复合材料中各个组分混合后进行超声分散；
(2)将ERNiCrMo-3实心焊丝用3～10wt％的KH550酒精溶液浸泡后取出，将分散后的复合材料加入到ERNiCrMo-3实心焊丝，对ERNiCrMo-3实心焊丝进行拉伸、绞合、拉伸、再造丝，重复2～3次后，制得所述含镍复合实心焊丝。
本发明采用与性能优异的ERNiCrMo-3实心焊丝作为基体，并加入复合材料对其进行改性处理，其中复合材料组成与9Ni钢母材组成相匹配，9Ni钢的化学成分和力学性能如下：
9Ni钢的化学成分
Figure BDA0002900732170000071
9Ni钢的力学性能
Figure BDA0002900732170000072
在本发明中，含镍复合实心焊丝包括：ERNiCrMo-3实心焊丝和纳米复合材料，纳米级别的复合材料同ERNiCrMo-3实心焊丝一同送入到熔池中，ERNiCrMo-3实心焊丝可以确保复合材料能顺利进入到熔池中，可以看出，复合材料的组成与9Ni钢的金属相匹配，在焊接时，复合材料同实心焊丝一同被送入到焊缝中，能更好弥补母材合金元素的烧损。其中NiO和MnO2还具有活性，在高温电弧作用下蒸发形成蒸汽引起电弧收缩，电弧能量密度变高，电弧力和电弧稳定性变强，使得电弧下熔池金属熔化体积增加，从而增加熔深，并且由于电弧收缩，熔宽变小，从而加深熔深效果。并且在含镍复合实心焊丝中具有0.01～0.015％的S，这使得熔融金属很少流向背部，更多地流向宽度方向，能与Mn形成MnS结晶，提高焊丝的共晶温度和降低热裂纹敏感性。并且实心焊丝中含有其他组成也能与硫形成硫化物，同样具有高的熔点，使硫分散到熔池中。此外，MnO2能增加钢的淬透性，SiC可细化熔覆区晶粒，增加熔合区机械强度，保证熔池不发生坍塌变形，为增加熔深提供机械强度基础。
在本发明中，采用后送丝的方式，有别于传统的前送丝，采用前送丝时，送丝速度不好控制，在送丝速度过快时，会导致熔池稳定性变差，造成反面焊缝成型效果差；送丝速度慢，熔池焊丝填充量较少，不能很好弥补母材合金元素的烧损，导致焊缝的力学性能过低，同量的焊接效率降低。后送丝，送丝方向和焊接方向一致，且从焊枪后面进行送丝，这样送丝的进行不受焊缝的影响，可增加送丝的速度，且不会对熔池的稳定性造成影响，能更好弥补母材合金元素的烧损，反面焊缝成型效果更佳，焊缝的力学性能指标更优。
实施例1：
本实施例针对待焊工件板厚度为3～9mm，此时，9Ni钢待焊工件的焊接端不开坡口，两焊接端的间隙和错边尺寸均为0.01～1mm，该9Ni钢自动高效深熔氩弧焊接工艺包括以下步骤：
(1)将9Ni钢待焊工件进行组对装配，采用手动氩弧焊在待焊工件焊接端的钝边顶部进行母材自熔焊，成形为点定焊缝；
(2)使用氩弧焊枪在正反面均在Ar气体保护下，对准装配后的9Ni钢待焊工件焊缝中心，调整焊枪内钨针端部于工件表面焊缝上方2mm处；
(3)在待焊工件背部通入Ar，进行打底焊接，形成打底焊缝，背面成形；其中，打底焊道的控制参数：焊接电流为330～480A、焊接速度为32～60cm/min、正面及背面采用99.99％纯氩气或99.2％工业氩，其流量为20～50L/min；
(4)打底焊道完成之后，进行盖面焊接。
实施例2
本实施例针对9Ni钢待焊工件板厚度为10～24mm时，9Ni钢待焊工件的焊接端正反面均开坡口，正面焊Y型坡口：两焊接端的间隙为1～1.3mm；错边为0.01～1mm；钝边为3～6mm；反面焊倒Y型坡口：两焊接端的间隙为1～1.3mm；错边为0.01～1.3mm；钝边为3～10mm；当9Ni钢待焊工件板厚度为25～34mm时，9Ni钢待焊工件的焊接端正面开U型坡口，正面焊坡口：两焊接端的间隙为0.01～1mm；错边为0.01～1mm；钝边为3～8mm；该9Ni钢自动高效深熔氩弧焊接工艺，包括以下步骤：
(1)将9Ni钢待焊工件进行组对装配，采用手动氩弧焊在待焊工件焊接端的钝边顶部进行母材自熔焊，成形为点定焊缝；
(2)使用氩弧焊枪在正反面均在Ar气体保护下，对准装配后的9Ni钢待焊工件焊缝中心，调整焊枪内钨针端部将钨针端部深入坡口内部，并距离坡口顶部2mm；
(3)在待焊工件背部通入Ar，进行打底焊接，形成打底焊缝，背面成形；打底焊道的控制参数为：当9Ni钢待焊工件板厚度为9～15mm时，焊接电流为400～550A、焊接速度为20～30cm/min、正面及背面采用99.99％纯氩气或99.2％工业氩，其流量为20～50L/min；当9Ni钢待焊工件板厚度大于15mm时，焊接电流为400～550A、焊接速度为20～30cm/min、正面及背面采用99.99％纯氩气或99.2％工业氩，其流量为20～50L/min。
(4)打底焊道完成之后，采用含镍复合实心焊丝后送丝进行填充焊接以及盖面焊接。其中，送丝填充的条件参数为：焊接电流150～250A，焊接速度10～15cm/min，送丝速度80～100cm/min，焊枪摆动速度1.5m/min，摆动宽度比前一道焊缝跨度小2～3mm，摆动两侧停顿时间0.2～0.3s。
其中，含镍复合实心焊丝包括：ERNiCrMo-3实心焊丝和复合材料，所述复合材料为ERNiCrMo-3实心焊丝质量的3wt％；复合材料包括：按百分比计，NiO 8％、SiC 0.1％、Mn020.3％、CdS 0.01％，其余量为Fe。
该含镍复合实心焊丝的制备方法包括以下步骤：
(1)将复合材料中各组分混合后进行超声分散；
(2)将ERNiCrMo-3实心焊丝用3wt％的KH550酒精溶液浸泡后取出，将分散后的复合材料加入到ERNiCrMo-3实心焊丝，对ERNiCrMo-3实心焊丝进行拉伸、绞合、拉伸、再造丝，重复2次后，制得所述含镍复合实心焊丝。
实施例3
本实施例针对9Ni钢待焊工件板厚度大于35mm时，9Ni钢待焊工件的焊接端正面开X型坡口，正面焊X型坡口：两焊接端的间隙为0.01～1mm；错边为0.01～1mm；钝边为3～6mm。该9Ni钢自动高效深熔氩弧焊接工艺，包括以下步骤：
(1)将9Ni钢待焊工件进行组对装配，采用手动氩弧焊在待焊工件焊接端的钝边顶部进行母材自熔焊，成形为点定焊缝；
(2)使用氩弧焊枪在正反面均在Ar气体保护下，对准装配后的9Ni钢待焊工件焊缝中心，调整焊枪内钨针端部与将钨针端部深入坡口内部，并距离坡口顶部2mm；
(3)在待焊工件背部通入Ar，进行打底焊接，形成打底焊缝，背面成形；打底焊道的控制参数为：焊接电流为400～550A、焊接速度为20～30cm/min、正面及背面采用99.99％纯氩气或99.2％工业氩，其流量为20～50L/min。
(4)打底焊道完成之后，X型坡口的一侧坡口面先填充盖面；再在另一侧采用含镍复合实心焊丝后送丝进行填充焊接以及盖面焊接。其中，送丝填充的条件参数为：焊接电流150～250A，焊接速度10～15cm/min，送丝速度80～100cm/min，焊枪摆动速度1.5m/min，摆动宽度比前一道焊缝跨度小2～3mm，摆动两侧停顿时间0.2～0.3s。
其中，含镍复合实心焊丝包括：ERNiCrMo-3实心焊丝和复合材料，所述复合材料为ERNiCrMo-3实心焊丝质量的7wt％；复合材料包括：按百分比计，NiO 9％、SiC 0.3％、Mn020.5％、CdS 0.013％，其余量为Fe。
该含镍复合实心焊丝的制备方法包括以下步骤：
(1)将复合材料中组分进行超声分散；
(2)将ERNiCrMo-3实心焊丝用7wt％的KH550酒精溶液浸泡后取出，将分散后的复合材料加入到ERNiCrMo-3实心焊丝混合，对ERNiCrMo-3实心焊丝进行拉伸、绞合、拉伸、再造丝，重复3次后，制得所述含镍复合实心焊丝。
实施例4
本实施例针对9Ni钢待焊工件板厚度为40mm时，9Ni钢待焊工件的焊接端正面开X型坡口，正面焊X型坡口：两焊接端的间隙为1mm；错边为1mm；钝边为4mm。该9Ni钢自动高效深熔氩弧焊接工艺，包括以下步骤：
(1)将9Ni钢待焊工件进行组对装配，采用手动氩弧焊在待焊工件焊接端的钝边顶部进行母材自熔焊，成形为点定焊缝；
(2)使用氩弧焊枪在正反面均在Ar气体保护下，对准装配后的9Ni钢待焊工件焊缝中心，调整焊枪内钨针端部与将钨针端部深入坡口内部，并距离坡口顶部2mm；
(3)在待焊工件背部通入Ar，进行打底焊接，形成打底焊缝，背面成形；打底焊道的控制参数为：焊接电流为550A、焊接速度为25cm/min、正面及背面采用99.99％纯氩气或99.2％工业氩，其流量为35L/min。
(4)打底焊道完成之后，X型坡口的一侧坡口面先填充盖面；再在另一侧采用含镍复合实心焊丝后送丝进行填充焊接以及盖面焊接。其中，送丝填充的条件参数为：焊接电流200A，焊接速度13cm/min，送丝速度90cm/min，焊枪摆动速度1.5m/min，摆动宽度比前一道焊缝跨度小3mm，摆动两侧停顿时间0.2s。
其中，含镍复合实心焊丝包括：ERNiCrMo-3实心焊丝和复合材料，所述复合材料为ERNiCrMo-3实心焊丝质量的10wt％；复合材料包括：按百分比计，NiO10％、SiC 0.5％、Mn020.7％、CdS 0.015％，其余量为Fe。
该含镍复合实心焊丝的制备方法包括以下步骤：
(1)将复合材料中各组分混合后进行超声分散；
(2)将ERNiCrMo-3实心焊丝用10wt％的KH550酒精溶液浸泡后取出，将分散后的复合材料加入到ERNiCrMo-3实心焊丝，对ERNiCrMo-3实心焊丝进行拉伸、绞合、拉伸、再造丝，重复3次后，制得所述含镍复合实心焊丝。
对照例1
本对照例的9Ni钢自动氩弧焊接工艺与实施例4一致，有别于实施例3的后送丝，本对照例采用前送丝。
从图3可以看出，本发明实施例4采用后送丝和对照例1采用前送丝，焊接效果有很大的区别，对照例1采用前送丝的因送丝速度不好控制，过快或过慢将最后焊缝都不平整，而实施例4采用后送丝有效避免前送丝的缺陷，最后的焊缝成型平整、光顺更加美观，焊缝宽度均匀，背面成形连续，表面光滑。
对照例2
本对照例的9Ni钢自动氩弧焊接工艺与实施例4一致，区别在于本对照例采用市面上其他实心焊丝。
对照例2形成的焊缝成形效果较差，焊缝宽度不均匀，背面成形不连续，局部未熔透，表面出现明显裂纹。
对照例3
本对照例的9Ni钢自动氩弧焊接工艺与实施例4一致，区别在于本对照例采用ERNiCrMo-3实心焊丝。
对照例3形成的焊缝宽度较不均匀、成型效果较差，局部未熔透，表面出现微小裂纹。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种9Ni钢自动高效深熔氩弧焊接工艺，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将9Ni钢待焊工件进行组对装配，采用手动氩弧焊在待焊工件焊接端的钝边顶部进行母材自熔焊，成形为点定焊缝；
（2）采用自动高效深熔氩弧焊机作为焊接设备，氩弧焊枪在正反面均在Ar气体保护下，对准装配后的9Ni钢待焊工件焊缝中心，调整焊枪内钨针端部于焊缝上方2mm处；
（3）在待焊工件背部通入Ar，进行打底焊接，形成打底焊缝，背面成形；
（4）打底焊道完成之后，采用含镍复合实心焊丝后送丝进行填充焊接以及盖面焊接；
所述含镍复合实心焊丝包括：ERNiCrMo-3实心焊丝和复合材料，所述复合材料为ERNiCrMo~3实心焊丝质量的3~10wt%；
其中，所述复合材料包括：按百分比计，NiO 8~10%、SiC 0.1~0.5%、MnO2 0.3~0.7%、CdS0.01~0.015%，其余量为Fe。
2.根据权利要求1所述的9Ni钢自动高效深熔氩弧焊接工艺，其特征在于，在步骤（1）中，当9Ni钢待焊工件板厚度为3~9mm时，9Ni钢待焊工件的焊接端不开坡口，两焊接端的间隙和错边尺寸均为0.01~1mm；
当9Ni钢待焊工件板厚度为10~24mm时，9Ni钢待焊工件的焊接端开坡口，
正面焊Y型坡口：两焊接端的间隙为1~1.3mm；错边为0.01~1mm；钝边为3~6mm；
反面焊倒Y型坡口：两焊接端的间隙为1~1.3mm；错边为0.01~1.3mm；钝边为3~10mm；
当9Ni钢待焊工件板厚度为25~34mm时，9Ni钢待焊工件的焊接端正面开U型坡口，
正面焊坡口：两焊接端的间隙为0.01~1mm；错边为0.01~1mm；钝边为3~8mm；
当9Ni钢待焊工件板厚度大于35mm时，9Ni钢待焊工件的焊接端正面开X型坡口，
正面焊X型坡口：两焊接端的间隙为0.01~1mm；错边为0.01~1mm；钝边为3~6mm。
3.根据权利要求2所述的9Ni钢自动高效深熔氩弧焊接工艺，其特征在于，在步骤（3）中，打底焊道的控制参数为：
当9Ni钢待焊工件板厚度为3~8mm时，焊接电流为330~480A、焊接速度为32~60cm/min、正面及背面采用99.99%纯氩气或99.2%工业氩，其流量为20~50L/min；
当9Ni钢待焊工件板厚度为9~15mm时，焊接电流为400~550A、焊接速度为20~30cm/min、正面及背面采用99.99%纯氩气或99.2%工业氩，其流量为20~50L/min；
当9Ni钢待焊工件板厚度大于15mm时，焊接电流为400~550A、焊接速度为20~30cm/min、正面及背面采用99.99%纯氩气或99.2%工业氩，其流量为20~50L/min。
4.根据权利要求1所述的9Ni钢自动高效深熔氩弧焊接工艺，其特征在于，在步骤（4）中，送丝填充的条件参数为：
焊接电流150~250A，焊接速度10~15cm/min，送丝速度80~100cm/min，焊枪摆动速度1.5m/min，摆动宽度比前一道焊缝跨度小2~3mm，摆动两侧停顿时间0.2~0.3s。
5.根据权利要求1所述的9Ni钢自动高效深熔氩弧焊接工艺，其特征在于，含镍复合实心焊丝，其直径为1.0或1.2mm。
6.根据权利要求1所述的9Ni钢自动高效深熔氩弧焊接工艺，其特征在于，所述NiO、SiC、MnO2和CdS粒径为纳米级别。
7.根据权利要求6所述的9Ni钢自动高效深熔氩弧焊接工艺，其特征在于，所述含镍复合实心焊丝的制备方法包括以下步骤：
（1）将复合材料中各组分混合后进行超声分散；
（2）将ERNiCrMo-3实心焊丝用3～10wt％的KH550酒精溶液浸泡后取出，将分散后的复合材料加入到ERNiCrMo-3实心焊丝中，对ERNiCrMo-3实心焊丝进行拉伸、绞合、拉伸、再造丝，重复2~3次后，制得所述含镍复合实心焊丝。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113351965B (zh) * 2021-06-18 2022-09-13 浙江诚信医化设备有限公司 一种不锈钢中厚板的焊接工艺
CN114226925A (zh) * 2021-12-20 2022-03-25 广州市洲航船舶设备有限公司 一种不锈钢工件对接深熔氩弧焊接方法
CN115055791A (zh) * 2022-06-30 2022-09-16 广船国际有限公司 一种船舶用铜镍合金管的焊接方法
CN115383257A (zh) * 2022-08-22 2022-11-25 广船国际有限公司 一种对接焊接方法及合金管的对接焊接结构
CN116900450B (zh) * 2023-08-22 2024-01-02 广东福维德焊接股份有限公司 一种高效深熔弧焊辅助焊接方法
CN117161519B (zh) * 2023-11-02 2024-01-26 南通润邦海洋工程装备有限公司 一种提高lng不锈钢储罐对接环缝焊接效率的方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11138293A (ja) * 1997-11-10 1999-05-25 Nippon Steel Weld Prod & Eng Co Ltd 極低温用鋼のｔｉｇ溶接用ワイヤおよび溶接方法
KR20100129435A (ko) * 2009-06-01 2010-12-09 현대중공업 주식회사 협 개선 수동 가스 텅스텐 아크 용접용 토치
CN105127553A (zh) * 2015-07-08 2015-12-09 广东福维德焊接股份有限公司 一种锁孔效应tig深熔焊焊机控制***及控制方法
CN105312741A (zh) * 2015-11-30 2016-02-10 哈尔滨理工大学 Lng储罐tip tig焊接方法
CN106425041A (zh) * 2015-08-12 2017-02-22 中国石油天然气股份有限公司 LNG低温储罐9%Ni钢环向对接焊道的焊接方法
CN107824943A (zh) * 2017-09-22 2018-03-23 广东福维德焊接股份有限公司 一种深熔弧焊双焊枪焊接工艺
CN108453352A (zh) * 2018-04-13 2018-08-28 海洋石油工程股份有限公司 液化天然气储罐内罐壁板竖向焊接接头全自动焊接方法
CN110026666A (zh) * 2019-05-15 2019-07-19 南京钢铁股份有限公司 一种用于薄板9Ni钢焊接的等离子弧焊填丝方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11138293A (ja) * 1997-11-10 1999-05-25 Nippon Steel Weld Prod & Eng Co Ltd 極低温用鋼のｔｉｇ溶接用ワイヤおよび溶接方法
KR20100129435A (ko) * 2009-06-01 2010-12-09 현대중공업 주식회사 협 개선 수동 가스 텅스텐 아크 용접용 토치
CN105127553A (zh) * 2015-07-08 2015-12-09 广东福维德焊接股份有限公司 一种锁孔效应tig深熔焊焊机控制***及控制方法
CN106425041A (zh) * 2015-08-12 2017-02-22 中国石油天然气股份有限公司 LNG低温储罐9%Ni钢环向对接焊道的焊接方法
CN105312741A (zh) * 2015-11-30 2016-02-10 哈尔滨理工大学 Lng储罐tip tig焊接方法
CN107824943A (zh) * 2017-09-22 2018-03-23 广东福维德焊接股份有限公司 一种深熔弧焊双焊枪焊接工艺
CN108453352A (zh) * 2018-04-13 2018-08-28 海洋石油工程股份有限公司 液化天然气储罐内罐壁板竖向焊接接头全自动焊接方法
CN110026666A (zh) * 2019-05-15 2019-07-19 南京钢铁股份有限公司 一种用于薄板9Ni钢焊接的等离子弧焊填丝方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
9%Ni钢的动态全自动送丝和热丝TIG半自动焊工艺研究;路书永;《金属加工(热加工)》;20131031(第20期);第1-5节 *

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Denomination of invention: An automatic and efficient deep penetration argon arc welding process for 9Ni steel

Effective date of registration: 20230407

Granted publication date: 20210914

Pledgee: Guangdong Provincial Bank of Communications Co.,Ltd.

Pledgor: GUANGDONG FUWEIDE WELDING Co.,Ltd.

Registration number: Y2023440000044

EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract
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Application publication date: 20210518

Assignee: Heshan Fuweide Intelligent Equipment Co.,Ltd.

Assignor: GUANGDONG FUWEIDE WELDING Co.,Ltd.

Contract record no.: X2023440000016

Denomination of invention: An automatic and efficient deep penetration argon arc welding process for 9Ni steel

Granted publication date: 20210914

License type: Common License

Record date: 20230710