[发明专利]用于5%‑9%镍钢的药芯焊接电极

说明书

技术领域

本发明涉及但不限于一种用于通过药芯电弧焊接(FCAW)方法焊接5％-9％镍钢工件的药芯焊接电极。

背景技术

用于液化天然气(“LNG”)的储罐的内壳层通常是由5％-9％镍钢制成的，由于镍钢的高强度和在非常低的温度(例如-196℃)下的令人满意的冲击韧性的优异组合。

当此类罐现场构造时，形成该罐内部的单独的钢板通常通过焊接接合。水平取向的接缝主要使用自动焊接工艺、使用ERNiCrMo3和ERNiCrMo4埋弧焊剂/焊丝组合进行焊接。

相比之下，大多数竖直地取向的接缝通过自动保护金属极电弧焊接(SMAW)(又称“焊条(“stick”)”焊接)手动地焊接。这是因为通过当前的自动焊接方法产生的竖直焊缝在可操作性、强度、-196℃下的冲击韧性、对焊接热裂的敏感性或焊道形状上是较不理想的。

在此方面，当焊接5％-9％镍钢的相邻板时产生的焊道令人希望地是尽可能平的，当在横切面中观察时在既不是凹的也不是凸的意义上。此外，它们应该还是从区域到区域，即，沿着其整个长度，尽可能均匀的。 5％-9％镍钢工件中的竖直焊缝通常是手动地进行的，因为这种类型的焊接允许的灵活性。例如，接缝内的电极角度和位置、焊接速度、停留时间等可以改变，允许有经验的焊工沿着该接缝的整个长度产生“完美的”焊道。自动焊机不具有这种灵活性。此外，通常用于5％-9％镍钢手工焊接的焊条电极，ENiCrMo-6，就制成其的金属连同焊剂二者而言，显著地不同于现有的自动焊接方法所使用的药芯焊接电极。还据信此差异在通过手工焊接产生的竖直焊缝的优越性中起作用。

发明内容

概述

根据本发明，已经发现在高镍钢工件中的呈现希望的特性(包括强度、在-196℃下的冲击韧性、抗焊接热裂性以及焊道形状)组合的竖直焊缝可以通过自动焊接方法产生，其条件是用于此目的的药芯焊接电极具有特定的化学组成。

因此，本发明提供了一种用于通过药芯电弧焊接(FCAW)方法焊接5％-9％镍钢工件的新的药芯焊接电极，该药芯焊接电极包含一个微粒芯和围绕该微粒芯的一个金属护套，其中该金属护套的化学组成和该微粒芯的化学组成被选择为使得通过该焊接电极产生的焊缝熔敷组合物包含≤ 0.15C、≤6.0Mn、≤1.0Si、≤0.025P、≤0.020S、12.0-20.0Cr、≥55.0Ni、 5.5-7.5Mo、1.2-1.8Nb+Ta、≤12Fe、≤0.3Cu和0.5-4.0W。

具体实施方式

5％-9％镍钢

本发明主要旨在用于在用于液化天然气(LNG)的储罐的构造中焊接5％-9％镍钢。这些钢呈现出优异的强度和非常低温度(在存储和处理 LNG中遇到的)下的良好的冲击韧性。

对于此目的有用的5％-9％镍钢是熟知的。实例包括A353或A553 (EN 10028-4，X8Ni9)和A202或A333(EN10028-4、12Ni19、10Ni14、 12Ni14)。典型地，它们含有5至9wt.％镍。

本发明找到了用于焊接以前已经用于、或在将来可能用于制造用于LNG的储罐的任何钢的特定适用性。

结构

本发明的焊接电极具有与常规药芯焊接电极相同的结构，因为它包括一个由微粒成分的混合物形成的芯和一个围绕该芯的外金属护套。其结构然后与常规焊条电极如ENiCrMo-6的结构相反，例如，在该常规焊条电极中该电极的固体金属元素是一种焊丝芯并且补充此固体金属元素的微粒添加剂作为在此焊丝芯上的涂层存在。

本发明的药芯焊接电极可以按一种常规的方式制造，如通过用一个扁平的金属带开始，将该金属带初始地首先成形为“U”形，例如，如在以下项中示出的：Bernard美国专利号2,785,285、Sjoman美国专利号 2,944,142、以及Woods美国专利号3,534,390。然后将呈微粒形式的焊剂、合金元素、和/或其他芯填充材料熔敷到该“U”中并且通过一系列成形棍将该带封闭成管状的构型。通常，然后将如此形成的管通过一系列模具拉伸以将其横截面减小至最终希望的直径，在此之后然后如此形成的电极涂覆有一种适合的送进润滑剂、卷绕到线轴上、并且然后包装用于装运和使用。