[发明专利]用于不锈钢单面焊双面成型的焊接方法

说明书

技术领域

本发明涉及钢铁焊接领域，尤其是涉及一种用于不锈钢单面焊双面成型的焊接方法。

背景技术

S30408奥氏体不锈钢具有全面的和良好的综合性能，在各行各业中得到广泛的应用，尤其是近几年用于建造低温深冷的LNG储罐。

S30408不锈钢导热系数小，热膨胀系数大，焊接过程中的大量输入易导致焊接变形，接头部位产生较大的内应力；当焊缝在400～485℃停留时间过长，易造成焊接区Cr与C反应，造成贫Cr，形成晶间腐蚀。传统的焊接方法为焊条电弧焊，正面焊完后反面再采用碳弧气刨清根，气刨过程中不仅有大量的热输入还会对焊缝渗碳，后期需要大量时间打磨焊缝去除渗碳层。若采用双人同步氩弧焊工艺虽能减小变形和避免清根，但焊接过程中投入的设备、人工，以及气体等辅材均造成成本过高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种能保证不锈钢焊接接头质量的用于不锈钢单面焊双面成型的焊接方法。

本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为：

用于不锈钢单面焊双面成型的焊接方法，该方法包括以下步骤：

1）不锈钢板的坡口采用单边V型坡口，坡口角度为60°，坡口间隙为4mm；坡口背面贴陶瓷衬垫；

2）坡口正面用氩弧焊丝进行氩弧焊打底，然后焊条电弧焊填充盖面；所述氩弧焊焊接工艺参数为焊接电流125～130A，电弧电压12～14V，焊接速度14cm/min、焊接热输入量8KJ/cm；所述焊条电弧焊的工艺参数为焊接电流150～160A，电弧电压22～24V，焊接速度8cm/min、焊接热输入量25KJ/cm，焊条烘焙制度为350℃×2h。

上述方案中，所述步骤2）中的氩弧焊丝的型号为ER308L，其成分如下：C≤0.03%，0.30%≤Si≤0.65%，1.0%≤Mn≤2.50%，P≤0.025%，S≤0.015%，9.0%≤Ni≤11.0%，19.5%≤Cr≤22.0%，Mo≤0.75%，Cu≤0.75%，其他合金元素总量≤1.50%，余量为Fe及不可避免的杂质。

上述方案中，所述步骤2）中所采用的焊条型号为E308L-16，其成分如下：C≤0.04%，Si≤0.9%，0.5%≤Mn≤2.50%，P≤0.030%，S≤0.020%，9.0%≤Ni≤11.0%，Mo≤0.75%，18.0%≤Cr≤21.0%，Cu≤0.75%，其他合金元素总量≤1.50%，余量为Fe及不可避免的杂质，扩散氢含量水银法小于5ml/100g。

上述方案中，所述焊条的熔敷金属的力学性能：抗拉强度Rm≥520MPa；屈服强度Rel≥250MPa；延伸率A≥35%；-196℃冲击功：Akv≥31J。

上述方案中，所述S30408不锈钢钢板的化学组份及质量百分比满足以下条件：C≤0.08%，Si≤0.75%，Mn≤2.0%，P≤0.035%，S≤0.020%，N≤0.10%，18.0%≤Cr≤20.0%，8.0%≤Ni≤10.50%，余量为Fe及不可避免的杂质。

上述方案中，所述S30408不锈钢钢板的力学性能满足：屈服强度Rel≥205MPa；抗拉强度Rm≥520MPa；延伸率A≥40%；布氏硬度HBS≤201。

上述方案中，所述氩弧焊采用带药皮的自保护氩弧焊丝填充，焊条电弧焊采用多层多道焊接，层间温度控制在不超过150℃。

本工艺方法经过多次试验验证，采用焊缝背面贴陶瓷衬垫，正面用带药皮的自保护氩弧焊丝进行氩弧焊打底，然后焊条电弧焊填充盖面的方法，能实现不锈钢单面焊双面成型，不仅避免了碳弧气刨清根，还能大大节省成本，可作推广使用。

与现有技术相比，本发明取得的技术效果是：

1）本发明方法通过多次试验，在坡口背面未进行充氩保护的情况下，能实现S30408不锈钢单面焊双面成型，陶瓷衬垫侧焊缝成型美观，无气孔、夹渣等缺陷。

2）该方法适用范围广，可用于S30408不锈钢的平、立、横位置的焊接，适用于储罐和球罐。

3）本发明方法在是施焊不锈钢时，不需进行背面清根，能有效的降低焊接变形和渗碳，其接头的低温韧性远远大于技术指标要求。

4）本方法可作为其他奥氏体不锈钢焊接工艺的参考。

本发明方法通过多次试验证明本焊接工艺方法能减小焊接变形。其次，采用所述方法焊接S30408钢板，焊接接头背面成型优良，焊接接头各区域具有较高的冲击韧性储备及安全富裕度。

附图说明

图1为本发明实施例1提供的坡口的结构示意图。

具体实施方式