焊接低温钢的操作方法

　　对于低温钢的技术要求一般是：在低温环境下具有足够的强度和充分的韧性，具有良好的焊接工艺性能、加工性能和耐腐蚀性等。其中低温韧性，即低温下防止脆性破坏发生和扩展的能力是最重要的因素。所以，各国通常都规定出最低温度下的一定的冲击韧性值。

　　1、 低温钢概述在低温钢成分中，一般认为，碳、硅、磷、硫、氮等元素使低温韧性恶化，其中磷的危害最大，所以在冶炼中应早期低温脱磷。锰、镍等元素能使低温韧性提高。每增加1%的镍含量，脆性临界转变温度约可降低20℃左右。

　　热处理工艺对低温钢的金相组织和晶粒度有决定性影响，从而也影响钢的低温韧性。经过调质处理后的低温韧性有明显的提高。

　　根据热加工成型方式的不同，低温钢可分为铸钢和轧材两种。根据成分和金相组织的区别，低温钢可分为：低合金钢、6％镍钢、9％镍钢、铬—锰或铬—锰—镍奥氏体钢以及铬—镍奥氏体不锈钢等。低合金钢一般在一100℃左右的温区内使用，用于制造冷冻设备、运输设备、乙烯地上贮藏室和石油化工设备等。在美国、英国、日本等国家，9％镍钢广泛应用于一196℃的低温结构上，如保存、运输液化沼气和甲烷的贮罐、贮存液氧、制造液氧和液氮的设备等。奥氏体不锈钢是非常优良的低温用结构材料，它的低温韧性好、焊接性能优良、导热率低，在低温领域里得到广泛应用，用于液氢、液氧的运输罐车和贮罐等。但是，由于它含铬、镍较多，因而比较昂贵。

      2、坡口加工低温钢焊接接头的坡口形式跟普通碳素钢、低合金钢或者不锈钢的并没有什么原则区别，可以按常规处理。但是对9Ni刚来讲，坡口张角最好不小于70度，钝边最好不少于3mm。

　　所有低温钢材都可以用氧炔焰来切割。只是在气割9Ni钢时切割速度要比气割普通碳素结构钢时稍稍放慢一些。钢材厚度若超过100mm，气割前可将割口预热到150—200℃，但不得超过200℃。

　　气割对受焊接热影响的区域并没有什么不良的影响。但是由于含镍钢具有自硬特性，割口表层会硬化。为了确保焊接接头能有令人满意的性能，施焊前最好用砂轮将割口表层打磨平整干净。

　　在焊接施工中倘若要除掉焊道或母材，可以采用电弧气刨。但是在重新施工之前仍旧应当把槽口表面打磨干净。氧炔焰气刨不能采用，因为它有使钢材过热的危险性。

　　3、焊接方法的选用低温钢可用的典型焊接方法有电弧焊、埋弧焊、熔化极氩弧焊等。电弧焊是低温钢最常用的焊接方法，它可在各种焊接位置上施焊。其焊接热输入量约是18—30KJ/cm左右。倘若使用低氢型电焊条，可以得到完全令人满意的焊接接头，不但机械性能好，缺口韧性也相当优良，此外，电弧焊还有焊机简单便宜，设备投资少，可不受位置、方向的限制等优点。

　　低温钢埋弧焊的热输入量约有10—22KJ/cm。由于它设备简单，焊接效率高，操作方便，所以用得很广泛。但是由于焊剂的隔热作用，会使冷却速度减慢，所以产生热裂纹的倾向性也较大，加之从焊剂中常可能有杂质和Si进入焊缝金属，这就会更助长这种倾向，因此在采用埋弧焊时要注意焊丝、焊剂的选配和慎重仔细地进行操作。

　　CO2气体保护焊所焊成的接头韧性较低，所以在低温钢焊接中不予采用。钨极氩弧焊（TIG焊）通常都是手工操作，其焊接热输入量局限在9—15KJ/cm范围内。因此，虽然焊接接头有完全令人满意的性能，但当钢材厚度超过12mm时就完全不适用了。

　　熔化极氩弧焊(MIG焊)是目前低温钢焊接中应用最广的自动或半自动焊接方法。它的焊接热输入量23—40KJ/cm。根据熔滴过渡方式，它可分为短路过渡工艺（热输入量较低）、射流过渡工艺（热输入量较高）和脉冲射流过渡工艺（热输入量最高）三种。短路过渡MIG焊存在着熔深不够的问题，可能出现熔合不良的缺陷。其他方式MIG焊液存在类似问题，只是程度有所不同。为了使电弧更为集中以取得满意的熔深，可以在充当保护气体的纯氩中渗入百分之几到百分之几十的CO2 或O2。合适的百分数应针对所焊的具体钢种通过试验来加以确定。

　　4、注意事项

      （1） 按规定严格预热， 控制层间温度， 层间温度控制在100 ～ 200 ℃。每条焊缝应一次焊完，若中断， 应采取缓冷措施。

　　（2） 焊件表面严禁电弧擦伤， 收弧应将弧坑填满并用砂轮磨去缺陷。多层焊的各层间接头要错开。

　　（3） 严格控制线能量， 采用小电流、低电压、快速焊。直径3.2 mm 的W707Ni 焊条每根焊接长度必须大于8cm。

　　（4） 必须采用短弧、不摆动的操作方式。

　　（5） 必须采用全焊透工艺， 并严格按照焊接工艺说明书和焊接工艺卡的要求进行。

　　（6） 焊缝余高0 ～ 2mm， 焊缝每侧增宽≤2mm。

　　（7） 焊缝外观检测合格后， 至少24 h 后方可进行无损检测。管道对接焊缝执行JB 4730-94。

　　（8） 《压力容器：压力容器无损检测》标准， Ⅱ级合格。

　　（9） 焊缝返修应在焊后热处理前进行， 若热处理后须返修， 则返修后， 焊缝要重新进行热处理。

　　（10） 若焊缝表面成形几何尺寸超标， 允许修磨， 且修磨后其厚度不得小于设计要求。

　　（11） 对于一般的焊接缺陷最多允许两次返修，若两次返修仍不合格， 则需切除这道焊缝， 按照完整的焊接工艺重新施焊。