冯 伟,于庭祥,,陈 波,徐 锴,杨鑫禹

(1.哈尔滨威尔焊接有限责任公司,哈尔滨 150060;2.中国机械总院集团 哈尔滨焊接研究所有限公司,哈尔滨 150028)

0 引言

随着全球能源的消耗量和需求量均持续增长,其中液化天然气(Liquefied Natural Gas,LNG)以其清洁、安全、高比热的优点在能源使用量中的占比逐年提高[1-2]。在LNG储罐材料方面,近年来国内外开发了一种C-Fe-Mn-Cr系低温高锰钢,其各项力学性能均满足建造LNG储罐要求,而价格比现有的奥氏体不锈钢、殷瓦钢、铝合金和9Ni钢等LNG储罐材料普遍便宜50%～75%[3]。

试验发现低温高锰钢焊接过程中存在合金元素易烧损、产生锰蒸汽等问题,在焊接时需科学地选择焊接工艺和焊接材料[4],且需防止锰蒸汽对人体的伤害。LNG储罐为了提高生产效率,通常采用埋弧横焊。在低温高锰钢埋弧焊焊材方面,学者提出了两种思路:一种是采用镍基焊丝焊接低温高锰钢;另一种是开发低温高锰钢配套的焊材。其中,FAN等[5]采用镍基合金焊丝焊接低温高锰钢,焊接接头抗拉强度较高但低温冲击韧性较低。而现有的低温高锰钢配套焊材尚存在横焊工艺性能和力学性能较差、成本较高等问题。本文考虑焊丝成分、焊剂成分对于低温高锰钢焊缝金属性能的影响,结合焊接过程中存在的问题,且为了降低成本等目的,开发一种低温高锰钢焊丝及配套焊剂。

1 焊材设计

合金成分对低温高锰钢焊缝金属组织和性能的影响起决定性作用,焊丝成分需保证焊缝金属与母材具有较好的相容性。……