[發明專利]提高304L奧氏體不銹鋼焊接接頭低溫韌性的焊接方法

在審

• 申請號: 202010061216.4
• 申請日: 2020-01-19
• 公開（公告）號: CN111230255A
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: 閔曉峰;潘伍覃;劉進;胡洪學;吳夢先;王元興;侯華東;黃攀宇;鄒大軍;林德鈺
• 申請（專利權）人: 武漢一冶鋼結構有限責任公司;中國一冶集團有限公司
• 主分類號: B23K9/00
• 分類號: B23K9/00;B23K9/167;B23K9/235;B23K33/00;C22C38/58;C22C38/04;C22C38/02;C21D9/50;B23K103/04
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 鄭夢閣

本發明公開了一種提高304L奧氏體不銹鋼焊接接頭低溫韌性的焊接方法，包括以下步驟：對304L母材制備坡口后，將需焊接的304L母材進行組對裝配，采用鎢極氬弧焊進行點固焊；采用雙面鎢極氬弧焊進行打底焊接；采用焊條電弧焊進行填充層和蓋面層的焊接；對焊接后的304L奧氏體不銹鋼焊接接頭進行熱處理。本發明提出的焊接方法，可大幅度提高了304L奧氏體不銹鋼焊接接頭低溫韌性，特別是?196℃低溫韌性。

技術領域

本發明涉及焊接工藝技術領域，尤其涉及一種提高304L奧氏體不銹鋼焊接接頭低溫韌性的焊接方法。

背景技術

304L奧氏體不銹鋼具有較高的強度和優良的低溫韌性和塑形，同時由于碳含量低，具有優良的耐腐蝕性，常常被用做低溫用鋼，如國內生產的深冷低溫液體儲運容器，使用溫度通常為-196~-183℃，主體母材通常為18-8型奧氏體不銹鋼。

目前壓力容器產品主要采用焊條電弧焊進行焊接，對于304L奧氏體不銹鋼，通常采用化學成分相匹配的E308L-XX焊條，其熔敷金屬-196℃低溫沖擊功平均為34J左右，能夠滿足一般民用產品的使用要求。然而對于一些軍工產品，如大型低溫風洞，要求焊接接頭在熱處理后-196℃低溫沖擊功到達50J以上甚至更高，采用常規的焊條電弧焊工藝無法達到要求。

雖然304L奧氏體不銹鋼焊條電弧焊工藝已經非常成熟了，但由于焊接接頭熱處理后晶界析出Cr₂₃C₆，會降低耐腐蝕性能，因此一般的304L奧氏體不銹鋼產品不進行熱處理。而軍工產品一般采用中厚板，焊接接頭質量要求高，需要進行去應力熱處理，這會極大的降低焊接接頭-196℃低溫韌性，如果采用常規的焊條電弧焊工藝其焊接接頭-196℃低溫沖擊功平均只有20J左右，遠遠不能滿足使用要求，而國內對于這方面的研究成果幾乎沒有。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種提高304L奧氏體不銹鋼焊接接頭低溫韌性的焊接方法，特別是提高在-196℃及以下的低溫韌性。

為實現上述目的，本發明提供一種提高304L奧氏體不銹鋼焊接接頭低溫韌性的焊接方法，包括以下步驟：

對304L母材制備坡口后，將需焊接的304L母材進行組對裝配，采用鎢極氬弧焊進行點固焊；

采用雙面鎢極氬弧焊進行打底焊接；

采用焊條電弧焊進行填充層和蓋面層的焊接；

對焊接后的304L奧氏體不銹鋼焊接接頭進行熱處理。

優選地，對304L母材制備坡口后，采用氧乙炔中性焰對304L母材坡口兩側預設范圍進行加熱以去除水分。

優選地，采用鎢極氬弧焊進行點固焊后，采用砂輪機將點固焊背面焊縫進行打磨，直至露出銀白色金屬光澤。

優選地，焊條電弧焊進行填充層和蓋面層的焊接時，焊條選用E316LMn-15，焊條中除了N元素外的其它化學成分均符合GB/T 983標準， N元素的質量含量＜0.1%，焊條在300~350℃下烘烤1~2 h，采用擺動焊進行焊接，焊條擺動的幅度小于等于所使用焊條直徑的5倍。

優選地，進行填充層焊接時，對于φ3.2mm的焊條，焊接電弧電壓控制為20~24V，焊接電流為90~100A，焊接速度為50~85mm/min，線能量為12.7~28.8 KJ/cm；對于φ4.0mm的焊條，焊接電弧電壓控制為20~24V，焊接電流為115~125A，焊接速度為55~80mm/min，線能量為17.3~32.7 KJ/cm。