低温用钢的焊接

出处：按学科分类—工业技术 河南科学技术出版社《焊接技术手册》第570页（1525字）

1．焊接特点

低碳铁素体类(－70～－120℃用)和奥氏体类(－196℃～－253℃用)低温用钢(具体类型及其使用范围见图10－29)具有下列焊接特点：

图10－29 低温钢类型及其使用温度范围

(1)淬硬倾向及冷裂纹倾向小，可焊性好。

(2)奥氏体类的焊缝金属有稍大的热裂纹倾向。

(3)为保证低温用钢焊接容器或结构的低温工作可靠性(避免低应力脆性破坏)，要求严格限制焊接线能量(防止焊缝及热影响区晶粒长大)，并尽量减小焊接接头的应力集中。

2．焊接方法和焊接材料

常用的焊接方法为手弧焊及埋弧焊，也可用气体保护电弧焊。焊接材料可参照表10－33。

表10－33 低温钢的焊接材料

3．焊接工艺

焊接时，必须保证焊缝金属中含有最少的有害元素，如硫、磷、氧、氮等。除了要防止出现裂纹外，关键是要保证焊缝和过热区的低温韧性，这是制定低温用钢焊接工艺的一个根本出发点。解决热影响区韧性主要是通过控制焊接线能量，而焊接韧性除了与线能量有关外，最根本的是取决于焊缝成分的选择。由于焊缝金属是粗大的铸造组织，因此性能要低于同样成分的母材，故焊缝成分不能与母材完全一样，如何正确选择焊缝成分，是焊缝韧性的关键。由于对低温条件的要求不同，因此应该针对不同类型的低温用钢，选择不同的焊接材料和不同的线能量。焊接低温用钢时应注意：

(1)焊条、焊剂使用前于350～400℃保温2h烘干；焊丝去除油污。

(2)定位焊道长度≥≥40mm。

(3)焊接电流不宜过大，参照表10－34选用。采用快速焊，焊条不做横向摆动；多层多道焊要控制工件焊接接头处的层间温度≤200～300℃。

表10－34 低温钢的焊接工艺参数

(4)焊前预热：3．5Ni钢要求预热150℃左右，对9Ni钢预热100～150℃，其余钢种可不预热。

(5)焊后消除应力热处理：3．5Ni钢及其他铁素体－珠光体类低温用钢，当板厚或其他因素造成不利的焊接残余应力状态时，考虑采用；9Ni钢及其余奥氏体类低温用钢，一般不考虑。

(6)制造过程中，还应从其他各方面尽量防止接头中的过热组织和工件上的应力集中。如：尽量避免产生和返修焊接缺陷；返修工艺的制定及施行应特别严格；不得在非焊接部位任意打弧；可在焊缝或坡口内引弧，但引弧处应受到重熔，弧坑应填满；焊缝应成形良好，避免咬边；焊缝表面应圆滑过渡到母材；纵、环缝及接管、入孔处的角焊缝必须采取保证焊透的工艺方法和措施；当环缝不得不采用残留垫环进行单面焊时，应特别注意垫环的装配质量，并在装到内壁后，将垫环本身的对接处焊合；装配用的定位块和楔子去除后所留的焊疤等应打磨光滑或参照返修工艺处理。