低温9Ni 钢的焊接工艺研究

吕仲光，安钧洳，赵思琪，何世军

中石油第二建设有限公司，甘肃兰州730060

由于9Ni 钢成本低、强度高且具有更好的综合力学性能，尤其是具有优异的低温韧性，因而是唯一可以在-196 ℃使用的铁素体低温用钢。目前9Ni 钢已逐渐取代了Ni-Cr 不锈钢而成为低温储罐的主材。由于在低温储罐的制作过程中9Ni钢材料的焊接十分关键，因此针对9Ni 钢材料，就其焊接方法、焊接材料、焊接热输入对焊接工艺的影响进行了多次工艺试验研究，以期为相关的焊接施工提供依据。

1 试验材料的选择[1-2]

（1） 母材选择。选用国内06Ni9 和国外X07Ni9 钢材，06Ni9 钢材厚度分别为9、14、22 mm，X07Ni9 钢材厚度为12 mm，材料化学成分见表1，力学性能见表2。

（2） 试验用焊接材料。电弧焊焊条选用ENiCrMo-3，焊条直径为3.2、4.0 mm；埋弧焊、钨极气体保护焊、熔化极气体保护焊焊丝选用ERNiCrMo-4，埋弧焊焊丝直径为3.2 mm，钨极气体保护焊焊丝直径为2.0 mm，熔化极气体保护焊焊丝直径为1.2 mm。上述焊接材料的化学成分见表3。

表1 母材化学成分质量分数 单位：%

表2 母材力学性能（实测值）

表3 焊接材料化学成分质量分数 单位：%

2 焊接方法及焊接位置的选择

（1） 选用的焊接方法及特点[3]。一是选用焊条电弧焊（SMAW），其特点是工艺灵活、适应性强、热影响区较小、设备简单、操作方便、劳动条件差、生产率低；二是选用熔化极气体保护焊（GMAW），其特点是生产率高、易于实现焊接过程的自动化、操作灵活、抗风能力差；三是选用埋弧焊（SAW），其特点是生产效率高、劳动条件好、设备复杂、难焊易氧化金属、受焊件空间位置的限制；四是选用手工钨极氩弧焊（GTAW），其特点是电弧稳定、保护效果好、焊接质量高、易于全位置焊接、可焊材质范围广、抗风能力差、效率低。……