[發明專利]一種異種鋼焊接工藝

在審

• 申請號: 202211076559.3
• 申請日: 2022-09-05
• 公開（公告）號: CN115319244A
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發明（設計）人: 李群生;李義民;張國信;李雙權;張偉;車文斌;繆平;武正彬;劉博文;厚喜榮
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中石化廣州工程有限公司;蘭州蘭石重型裝備股份有限公司
• 主分類號: B23K9/167
• 分類號: B23K9/167;B23K9/235;C21D1/26;C21D6/00;C23C26/02
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本發明公開了一種Q690DR鋼和12Cr2Mo1VR鋼的異種鋼焊接工藝。包括以下步驟：1)堆焊鎳基合金層：在Q690DR鋼和12Cr2Mo1VR鋼焊接坡口處分別堆焊鎳基合金層；2)母材熱處理：將堆焊之后的Q690DR鋼進行退火處理，退火溫度為560～600℃，保溫時間為2～4h；將堆焊之后的12Cr2Mo1VR鋼進行退火處理，退火溫度為660～720℃，保溫時間為2～4h；3)施焊：采用鎢極氬弧焊+焊條電弧焊進行施焊。本發明的焊接工藝保證了Q690DR和12Cr2Mo1VR異種鋼焊接過程良好的焊接性，避免了Q690DR鋼的回火脆性，同時有效的降低了12Cr2Mo1VR鋼的焊后應力。

技術領域

本發明涉及石油化工設備領域、氫能領域中壓力容器異種鋼焊接領域，具體地說涉及一種異種鋼焊接工藝。

背景技術

氫能產業鏈整體可以分為氫能制取、氫能儲運、氫能應用三大環節，其中儲運環節是高效利用氫能的關鍵，是影響氫能向實現規模化商業應用的重要環節；氫氣的儲存主要有氣態儲氫、液態儲氫和固體儲氫三種方式。目前低溫液態儲氫在航天等領域得到應用，有機液態儲氫和固態儲氫已經處于示范階段，大規模氣態儲氫僅限于10Mpa級別。因高壓氣態儲氫具有充放氫氣速度快、容器結構簡單及易于產業化推廣應用等優點，是未來加氫站、電解氫現場儲存等裝置中的主要的儲氫方式。但是，更高壓力下由于氫氣的易泄露性、易燃性、易爆性以及高壓儲氫罐面臨的壓力危險和充裝危險對儲氫罐的設計及材料提出了更高要求。

高壓儲氫用Q690DR鋼板是近期國內知名鋼企與研究院聯合開發的高強度、高韌性、高抗氫性能鋼板，目前該鋼板由南京鋼鐵集團有限公司出產。

現有Q690DR低合金調質高強鋼大厚度鍛件制造難度大，導致性能仍舊不能滿足技術條件最低要求，影響高壓儲氫罐產品的生產制造。

發明內容

為了解決現有Q690DR低合金調質高強鋼大厚度鍛件制造難度大，性能不能滿足技術條件最低要求的技術問題，本發明在高壓儲氫球罐的制造上用12Cr2Mo1VR鍛件材料替代Q690DR鍛件材料，為此提供了一種異種鋼焊接工藝。

本發明提供的Q690DR鋼和12Cr2Mo1VR鋼的異種鋼焊接工藝包括以下步驟：

1)堆焊鎳基合金層：在Q690DR鋼和12Cr2Mo1VR鋼焊接坡口處分別堆焊鎳基合金層；

2)母材熱處理：將堆焊之后的Q690DR鋼進行退火處理，退火溫度為560～600℃，優選575～585℃；保溫時間為2～4h(小時)，優選2.5～3.5h；將堆焊之后的12Cr2Mo1VR鋼進行退火處理，退火溫度為660～720℃，優選680～700℃；保溫時間為2～4h，優選2.5～3.5h；

3)施焊：采用鎢極氬弧焊+焊條電弧焊進行施焊，控制焊條電弧焊的焊接電流為130～190A，焊接電壓為20～26V，焊接速度為160～200mm/min；控制鎢極氬弧焊的焊接電流為130～170A，焊接電壓為13～19V，焊接速度為70～120mm/min。

本發明的方法具有如下有益效果：

1)可以用12Cr2Mo1VR鋼鍛件代替Q690DR鋼鍛件，從而有效解決了Q690DR低合金調質高強鋼大厚度鍛件制造難度大，性能不能滿足技術條件最低要求的技術問題，有利于高壓儲氫管的生產制造。

2)該焊接工藝保證了Q690DR和12Cr2Mo1VR異種鋼焊接過程良好的焊接性，避免了Q690DR鋼的回火脆性，同時有效的降低了12Cr2Mo1VR鋼的焊后應力。

附圖說明

圖1為本發明焊接工藝采用的焊接坡口結構示意圖。

圖中：1-Q690DR鋼，2-12Cr2Mo1VR鋼，3-鎳基合金層。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本法明做進一步說明。