【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及焊接，具体为一种lng运输船围护系统薄膜舱焊接方法。
技术介绍
1、液化天然气（lng）运输船是目前天然气主要的运输方式之一，目前超过四分之一的天然气通过lng运输船进行运输。随着世界能源开采的不断发展，天然气的开采不断向深水挺进，传统管道传输方式面临着离岸距离远，投资巨大，长距离管线流动安全难以保障等风险。大型lng运输船的需求量将持续增加。lng运输船最核心、也最难建造的部分是围护系统的薄膜舱，薄膜舱能够在零下163℃的条件下储存液化天然气，保证不泄漏。
2、markiii flex型围护系统薄膜舱是目前最先进的一类薄膜舱，一般采用304不锈钢板焊接制做主屏壁。目前的焊接方法主要采用传统的tig焊（非熔化极惰性气体钨极保护焊）。但是传统的tig焊接存在电流小，电弧发散，自动化程度低，焊接速度慢，一般焊接速度低于1m/min，而且，传统的tig焊焊接后焊缝易出现缺陷，焊后薄板变形较大。这严重制约了lng运输船围护系统薄膜舱的建造效率和建造质量。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种lng运输船围护系统薄膜舱焊接方法，以解决现有技术中存在的问题。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种lng运输船围护系统薄膜舱焊接方法，包括以下步骤：
3、（1）利用数控裁剪床剪切不锈钢板，获得2块500mm×500mm×（1~3）mm的试板，保证切口平直，无毛刺和卷边；将试板的连接部分分别用丙酮和无水乙醇擦洗干净；p>
4、（2）利用手工tig焊的方法将两块相邻的试板先每间隔一定距离点焊固定；
5、（3）采用钨极tig焊焊枪，将含永磁体的磁场发生装置固定在tig焊焊枪两侧，产生平行于钨极的恒定纵向磁场，调控永磁体到焊缝熔池的距离，确定施加磁场大小；
6、（4）设置焊接参数，焊接速度范围为1~2m/min，焊接电流为100~200a，实施自动焊接过程；
7、（5）进行固溶预处理，温度为1100℃，处理时间30-50min后，水冷；
8、（6）将质量分数为2-5%的ag-cuo钎料粉体植入焊接熔合线，进行摩擦搅拌处理；
9、（7）进行退火处理，温度为760℃，时间为60-120min，出炉后进行水冷；
10、（8）再次进行固溶处理，温度为1150℃，固溶处理时间40min，试样出炉后进行水冷。
11、进一步的，所述步骤（1）中不锈钢板为0cr18ni9（304）或00cr19ni10（304l）不锈钢板。
12、进一步的，所述步骤（1）中不锈钢板的厚度为1-3mm。
13、进一步的，所述步骤（2）中点焊固定时每个点之间的间距范围：80-120mm。
14、进一步的，所述步骤（3）中所使用的钨极的直径为1-4mm。
15、进一步的，所述步骤（3）中永磁体为稀土永磁体，恒定纵向磁场为10-100mt。
16、进一步的，所述步骤（4）中焊接过程中采用纯度99.99%的氩气保护，气流量范围：10~20l/min。
17、进一步的，所述步骤（6）中摩擦搅拌参数：fsp搅拌头材料为w6mo5cr4v2 高速钢制备搅拌头，搅拌头圆柱形轴肩直径为10-20mm，搅拌针为圆台形，圆台顶部直径4 mm，根部直径 6mm，搅拌针长2.2 mm，转速为1000-1200rpm，倾角为1.5°，下压量为0.5mm，预热时间为40s，前进速度为100mm/min。
18、进一步的，所述步骤（8）中选用球化退火方式。
19、进一步的，所述步骤（8）中为防止加工过程中搅拌区的严重氧化，通过保护气罩装置在加工前预通气5 min，并在fsp过程中持续通入氩气，纯度≥99.9%，流量0.3 l/min。
20、与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：
21、本专利技术以纵向磁场对tig焊电弧进行聚焦，焊接后再对焊板熔合线进行固溶、退火、摩擦搅拌表面工艺改性，以实现抗变形、高力学性能、形貌良好、防开裂的效果。
22、首先，选用耐高温的稀土永磁体来直接提供磁场，装置简单，产生磁场不需要额外耗能；针对可有效克服传统tig焊在不锈钢薄板焊接过程中电弧发散，焊接效率低，焊缝易出现缺陷等技术难题，根据tig焊电弧特点在焊接过程中施加纵向的磁场，利用磁场对电弧中的等离子体进行汇聚，极大提升了tig焊电弧的能量密度，提升lng运输船围护系统薄膜舱的制备效率和质量。此外，磁场对焊缝熔池中的液态金属具有搅拌作用，使得凝固后的焊缝晶粒更加细小，焊缝的综合力学性能更高。
23、其次，焊接后常会发现熔合线附近有沿晶开裂形貌，为了提高焊接抗晶间腐蚀，先对接头进行整体固溶预处理，未溶碳化物基本溶解的同时晶粒粗化，再以ag-cuo钎料为填料对对熔合线局部进行摩擦搅拌表面改性，将固溶处理产生的巨大晶体颗粒进行细化，保证降低孔隙率的同时降低开裂的可能性，ag-cuo钎料在此时与氧气、不锈钢反应生成氧化物保护层，同时因为摩擦搅拌表面改性不会与不锈钢过度反应生成气化物；再进行退火使得碳化物分布均匀性和圆整度均提高，同时使粗大柱状晶组织消失，提高不锈钢焊接的耐冲击性；最后对部分进行固溶处理，消除熔合线附近退火处理产生的粗大网状碳化物，降低晶间腐蚀敏感性，减少或避免晶间腐蚀倾向，从而达到抗裂的效果，固溶的温度也能使ag-cuo钎料在不锈钢表面的铺展达到稳定状态；在整个过程中通氩气保护，有利于背面焊缝成形的同时加快效率。
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1.一种LNG运输船围护系统薄膜舱焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种LNG运输船围护系统薄膜舱焊接方法，其特征在于，所述步骤（1）中不锈钢板为0Cr18Ni9（304）或00Cr19Ni10（304L）不锈钢板。
3.根据权利要求1所述的一种LNG运输船围护系统薄膜舱焊接方法，其特征在于，所述步骤（1）中不锈钢板的厚度为1-3mm。
4.根据权利要求1所述的一种LNG运输船围护系统薄膜舱焊接方法，其特征在于，所述步骤（2）中点焊固定时每个点之间的间距范围：80-120 mm。
5.根据权利要求1所述的一种LNG运输船围护系统薄膜舱焊接方法，其特征在于，所述步骤（3）中所使用的钨极的直径为1-4 mm。
6.根据权利要求1所述的一种LNG运输船围护系统薄膜舱焊接方法，其特征在于，所述步骤（3）中永磁体为稀土永磁体，恒定纵向磁场为10-100 mT。
7.根据权利要求1所述的一种LNG运输船围护系统薄膜舱焊接方法，其特征在于，所述步骤（4）中焊接过程中采用纯度99.99%的氩气保护
8.根据权利要求1所述的一种LNG运输船围护系统薄膜舱焊接方法，其特征在于，所述步骤（6）中摩擦搅拌参数：FSP搅拌头材料为W6Mo5Cr4V2 高速钢制备搅拌头，搅拌头圆柱形轴肩直径为10-20mm，搅拌针为圆台形，圆台顶部直径4 mm，根部直径 6mm，搅拌针长2.2mm，转速为1000-1200rpm，倾角为1.5°，下压量为0.5mm，预热时间为40s，前进速度为100mm/min。
9.根据权利要求1所述的一种LNG运输船围护系统薄膜舱焊接方法，其特征在于，所述步骤（8）中选用球化退火方式。
10.根据权利要求1所述的一种LNG运输船围护系统薄膜舱焊接方法，其特征在于，所述步骤（8）中为防止加工过程中搅拌区的严重氧化，通过保护气罩装置在加工前预通气5min，并在FSP过程中持续通入氩气，纯度≥99.9%，流量0.3 L/min。
...【技术特征摘要】
1.一种lng运输船围护系统薄膜舱焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种lng运输船围护系统薄膜舱焊接方法，其特征在于，所述步骤（1）中不锈钢板为0cr18ni9（304）或00cr19ni10（304l）不锈钢板。
3.根据权利要求1所述的一种lng运输船围护系统薄膜舱焊接方法，其特征在于，所述步骤（1）中不锈钢板的厚度为1-3mm。
4.根据权利要求1所述的一种lng运输船围护系统薄膜舱焊接方法，其特征在于，所述步骤（2）中点焊固定时每个点之间的间距范围：80-120 mm。
5.根据权利要求1所述的一种lng运输船围护系统薄膜舱焊接方法，其特征在于，所述步骤（3）中所使用的钨极的直径为1-4 mm。
6.根据权利要求1所述的一种lng运输船围护系统薄膜舱焊接方法，其特征在于，所述步骤（3）中永磁体为稀土永磁体，恒定纵向磁场为10-100 mt。
7.根据权利要求1所述的一种lng运输船围护系统...
【专利技术属性】
技术研发人员：龚爱军，徐智，刘银君，廉宝刚，杨军，
申请(专利权)人：江苏扬子鑫福造船有限公司，
类型：发明
国别省市：
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