304L奥氏体不锈钢MIG焊的焊接方法技术

本发明专利技术公开了一种304L奥氏体不锈钢MIG焊的焊接方法，包括以下步骤：对304L母材制备坡口，并去除坡口两侧水分，将需焊接的304L母材进行组对装配后，采用钨极氩弧焊进行点固焊；采用双面钨极氩弧焊进行打底焊接，焊丝采用ER316L；采用MIG焊进行填充层和盖面层的焊接；对焊接后的304L奥氏体不锈钢焊接接头进行热处理，热处理温度为550~590℃，保温时间为1~2h。本发明专利技术提出的304L奥氏体不锈钢MIG焊的焊接方法，可提高304L奥氏体不锈钢MIG焊焊接接头的低温韧性。

MIG welding method of 304L Austenitic Stainless Steel

【技术实现步骤摘要】
304L奥氏体不锈钢MIG焊的焊接方法
本专利技术涉及焊接工艺
，尤其涉及一种304L奥氏体不锈钢MIG焊的焊接方法。
技术介绍
304L奥氏体不锈钢具有较高的强度和优良的低温韧性和塑形，同时由于碳含量低，具有优良的耐腐蚀性，常常被用做低温用钢，如国内生产的深冷低温液体储运容器，使用温度通常为-196~-183℃，主体母材通常为18-8型奥氏体不锈钢。目前，304L奥氏体不锈钢压力容器产品主要采用焊条电弧焊进行焊接，MIG焊应用相对较少，这是由于MIG焊熔深小，而304L奥氏体不锈钢再结晶温度约为900℃，高于碳钢200℃左右，焊接过程中容易产生细微的未熔合缺陷，从而降低焊接接头的-196℃低温韧性。而MIG焊由于具有效率高、焊接变形小、焊材利用率高等优点，近年来在压力容器上的应力也越来越多。对于304L奥氏体不锈钢来说，能够有效消除焊接应力的热处理温度为500℃以上，而这个温度范围恰好处于304L奥氏体不锈钢的晶间腐蚀敏感区，因此压力容器标准既不规定对304L奥氏体不锈钢进行热处理，也不反对。NB/T47014标准中规定奥氏体不锈钢-196℃低温冲击功必须≥31J，与304L奥氏体不锈钢匹配的焊丝为ER308L，其熔敷金属-196℃冲击功大概在30J左右，如果经过去应力热处理，则会降低焊接接头的-196℃低温韧性，其-196℃冲击功会小于31J。一般使用304L奥氏体不锈钢制作的压力容器产品没有热处理要求，焊接接头-196℃冲击功要求也不高，有些产品甚至对于冲击功没有要求。然而对于一些军工产品，如大型低温风洞，要求焊接接头在热处理后-196℃低温冲击功到达50J以上甚至更高，采用传统的MIG焊焊接工艺远远不能满足使用要求。而国内对于这方面的研究成果几乎没有。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种304L奥氏体不锈钢MIG焊的焊接方法，旨在提高304L奥氏体不锈钢MIG焊焊接接头的低温韧性。为实现上述目的，本专利技术提供一种304L奥氏体不锈钢MIG焊的焊接方法，包括以下步骤：对304L母材制备坡口，并去除坡口两侧水分，将需焊接的304L母材进行组对装配后，采用钨极氩弧焊进行点固焊；采用双面钨极氩弧焊进行打底焊接，焊丝采用ER316L，焊丝化学成分符合GB/T29713标准，其中Cr元素含量控制在18%~19%，Ni元素含量控制在13%~14%；采用MIG焊进行填充层和盖面层的焊接；对焊接后的304L奥氏体不锈钢焊接接头进行热处理，热处理温度为550~590℃，保温时间为1~2h。优选地，去除坡口两侧水分时，采用氧乙炔中性焰对304L母材坡口两侧预设范围进行加热以去除水分。优选地，采用双面钨极氩弧焊进行打底焊接时，两名焊工针对同一坡口根部同一时间同一速度焊接，正面坡口由一名焊工采用填丝焊，同时由另外一名焊工在坡口背面进行不填丝重熔。优选地，双面钨极氩弧焊焊接参数如下：正面坡口氩气流量为15~20L/min，背面坡口氩气流量为10~15L/min，氩气纯度≥99.99%；正面坡口焊接电弧电压为10~12V，焊接电流为120~150A，焊接速度为60~80mm/min，线能量为9~18KJ/cm；背面坡口焊接电弧电压为10~12V，焊接电流为100~120A，焊接速度为60~80mm/min，线能量为7.5~14.4KJ/cm；采用摆动焊进行焊接。优选地，采用MIG焊进行填充层和盖面层的焊接时，焊丝选用实芯焊丝，直径大于或等于1.2mm，型号为ER316L，焊丝化学成分符合GB/T29713标准，其中Cr元素含量控制在18%~19%，Ni元素含量控制在13%~14%，保护气体采用97%Ar+3%CO2，采用摆动焊进行焊接，焊枪摆动幅度≤15mm。优选地，采用MIG焊进行填充层和盖面层的焊接时，具体参数如下：当采用平焊位置：焊接电弧电压为23~25V，焊接电流为200~220A，焊接速度为140~160mm/min，线能量为17.3~23.6KJ/cm；当采用横焊位置时：焊接电弧电压为24~26V，焊接电流为170~190A，焊接速度为200~220mm/min，线能量为11.1~14.8KJ/cm；当采用立焊位置时：焊接电弧电压为21~23V，焊接电流为120~140A，焊接速度为70~90mm/min，线能量为16.8~27.6KJ/cm。优选地，焊接过程中，控制层间温度为100℃~130℃。优选地，对304L母材制备坡口时，当坡口形式为对称X型或V型时，单边坡口角度为30~35°，钝边为1±1mm，间隙为3±1mm；当坡口形式为对称K型时，单边坡口角度为50~55°，钝边为1±1mm，间隙为4±1mm。优选地，所述钨极氩弧焊采用直流正接电源，MIG焊采用直流反接电源，熔滴过渡形式为单脉冲方式。本专利技术提出的304L奥氏体不锈钢MIG焊的焊接方法，相对于传统的焊接工艺（采用ER308L焊丝，碳弧气刨清根、MIG焊保护气体为98%Ar+2%O2等），其焊接接头-196低温冲击韧性大幅度提高。本焊接方法，通过合理选择焊接材料，可大大提高304L奥氏体不锈钢MIG焊焊接接头的低温韧性，可使经过去应力热处理的焊接接头的-196℃低温冲击功＞50J，能够满足军工产品比如大型低温风洞的使用要求，且焊接接头的抗拉强度、塑性均符合承压设备工艺评定的要求。采用本焊接方法，能够极大的消除焊接接头的微小未熔合，从而间接的提高焊接接头的-196℃低温韧性；此外，本焊接方法其操作过程简单，能够实现工程应用。附图说明图1为本专利技术对比例1在焊接和热处理后焊缝的微观金相图；图2为本专利技术实施例1在焊接和热处理后焊缝的微观金相图；图3为本专利技术实施例2的焊接接头宏观金相图；图4为本专利技术实施例3的焊接接头宏观金相图；图5为本专利技术实施例4的焊接接头纵轴剖面图。本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。一种304L奥氏体不锈钢MIG焊的焊接方法，包括以下步骤：步骤S10，对304L母材制备坡口，并去除坡口两侧水分，将需焊接的304L母材进行组对装配后，采用钨极氩弧焊进行点固焊；步骤S20，采用双面钨极氩弧焊进行打底焊接，焊丝采用ER316L，焊丝化学成分符合GB/T29713标准，其中Cr元素含量控制在18%~19%，Ni元素含量控制在13%~14%；步骤S30，采用MIG焊进行填充层和盖面层的焊接；步骤S40，对焊接后的304L奥氏体不锈钢焊接接头进行热处理，热处理温度为550~590℃，保温时间为1~2h。步骤S10中，去除坡口两侧水分时，采用氧乙炔中性焰对304L母材坡口两侧预设范围（如坡口其两侧20mm范围内）进行加热以去除水分。步骤S20中，采用双面钨极氩本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种304L奥氏体不锈钢MIG焊的焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：/n对304L母材制备坡口，并去除坡口两侧水分，将需焊接的304L母材进行组对装配后，采用钨极氩弧焊进行点固焊；/n采用双面钨极氩弧焊进行打底焊接，焊丝采用ER316L，焊丝化学成分符合GB/T 29713标准，其中Cr元素含量控制在18%~19%，Ni元素含量控制在13%~14%；/n采用MIG焊进行填充层和盖面层的焊接；/n对焊接后的304L奥氏体不锈钢焊接接头进行热处理，热处理温度为550~590℃，保温时间为1~2h。/n

【技术特征摘要】
1.一种304L奥氏体不锈钢MIG焊的焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：
对304L母材制备坡口，并去除坡口两侧水分，将需焊接的304L母材进行组对装配后，采用钨极氩弧焊进行点固焊；
采用双面钨极氩弧焊进行打底焊接，焊丝采用ER316L，焊丝化学成分符合GB/T29713标准，其中Cr元素含量控制在18%~19%，Ni元素含量控制在13%~14%；
采用MIG焊进行填充层和盖面层的焊接；
对焊接后的304L奥氏体不锈钢焊接接头进行热处理，热处理温度为550~590℃，保温时间为1~2h。


2.如权利要求1所述的304L奥氏体不锈钢MIG焊的焊接方法，其特征在于，去除坡口两侧水分时，采用氧乙炔中性焰对304L母材坡口两侧预设范围进行加热以去除水分。


3.如权利要求1所述的304L奥氏体不锈钢MIG焊的焊接方法，其特征在于，采用双面钨极氩弧焊进行打底焊接时，两名焊工针对同一坡口根部同一时间同一速度焊接，正面坡口由一名焊工采用填丝焊，同时由另外一名焊工在坡口背面进行不填丝重熔。


4.如权利要求3所述的304L奥氏体不锈钢MIG焊的焊接方法，其特征在于，双面钨极氩弧焊焊接参数如下：正面坡口氩气流量为15~20L/min，背面坡口氩气流量为10~15L/min，氩气纯度≥99.99%；正面坡口焊接电弧电压为10~12V，焊接电流为120~150A，焊接速度为60~80mm/min，线能量为9~18KJ/cm；背面坡口焊接电弧电压为10~12V，焊接电流为100~120A，焊接速度为60~80mm/min，线能量为7.5~14.4KJ/cm；采用摆动焊进行焊接。


5.如权利要求1所述的304L奥氏体不锈钢MIG焊的焊接方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：闵晓峰，潘伍覃，邹大军，王葳，吴梦先，林德钰，候华东，郭则明，方亮，汪伏波，
申请(专利权)人：武汉一冶钢结构有限责任公司，中国一冶集团有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42