[发明专利]用于LNG超低温不锈钢焊接的金属材料、工艺及制品

权利要求书

1.用于LNG超低温不锈钢焊接的金属材料，其特征在于，所述的焊接材料各组分按重量百分比计算为：C≤0.03％，Si≤0.6％，Mn:2.5～5.5％，Cr:17.0～19.0％，Ni:11～18％，Mo:0.1～5％，N：0.08～0.25％，S≤0.008％，P≤0.035％，Sr:0.002～0.05％。

2.LNG超低温不锈钢的焊接工艺，所述焊接工件为管道对接、平板对接和角焊缝焊接，坡口型式设计为单面U型、单面V型，筒体焊接设计为双面X型坡口，钝边1～3mm，组对间隙0～4mm，坡口单边角度15～30°，其特征在于，包括如下内容：

S1)焊材组分设计：

为保证焊缝金属具有极低的铁素体残留，坯料冶炼时将奥氏体的形成元素Ni的含量适当提高，提高Mn和N元素的含量，并降低影响铁素体形成的元素，将Cr和Si向材料规定的下限进行控制，使焊缝中的铁素体含量降低，使其残留的铁素体比例降低到1％以下；

S2)选择焊接方法：

采用氩弧焊打底、氩弧焊填充盖面或埋弧焊填充盖面的焊接方法；

S3)焊材结构设计：

通过电炉冶炼、浇注并轧制成盘圆坯料，再拔制成细丝，经捻股制成麻花焊丝；

S4)焊接线能量控制：

氩弧焊焊接的线能量为≤10KJ/cm，埋弧焊焊接的线能量≤13KJ/cm；

S5)焊接保护气体组分设计：

N₂：0.3～2％，余量为Ar

或N₂：0.8～2％，O₂：0.8～2％，余量为Ar

或N₂：0.8～2％，O₂：0.8～2％，He：20～40％，余量为Ar；

S6)辅助焊接：

在焊接母材上固定超声振动器和/或机械振动装置进行高频振动，消除和降低焊接残余应力。

3.根据权利要求2所述的LNG超低温不锈钢的焊接工艺，其特征在于，步骤S3)中所述麻花焊丝由7～150根经过拉拔的细丝捻股而成，麻花焊丝的每盘长度超过100米，用自动送丝机进行送丝。

4.根据权利要求2所述的LNG超低温不锈钢的焊接工艺，其特征在于，步骤S4)中所述线能量控制的焊接工艺参数为：

氩弧焊：麻花焊丝填充和盖面的焊丝直径为焊接电流为80～300A，电压为12～30V，焊接速度为15～30cm/min；

埋弧焊：麻花焊丝的焊丝直径为焊接电流为200～500A，电压为20～40V，焊接速度为60～120cm/min。

5.采用权利要求1所述的用于LNG超低温不锈钢焊接的金属材料的制品，其特征在于，所述制品包括无缝钢管、板材及锻件。