技术摘要：
本发明公开了一种深冷环境用节Ni低温钢埋弧焊焊丝及焊接工艺，涉及技术领域，其化学成分及质量百分比如下：C：0.01%～0.10%，Mn：2.0%～4.5%，Si：0.10%～0.20%，S≤0.01%，P≤0.02%，Ni：9.0%～15.0%，Cr：10.0%～16.0%，Mo≤0.01%，V≤0.01%，余量为Fe及不可避免杂质 全部
背景技术：
随着国际形势变化及能源对经济产生深渊影响，国内石油、化工等能源行业发展 与危机并存。液化石油气、液态甲醇等的运输和储存设备需求旺盛，这将给低温服役条件下 能源生产及存储设备等制造行业提供广阔的市场及发展机遇，同时对低温用钢的需求与日 俱增。 目前，Ni系低温钢广泛应用于低温容器的生产制造中。金属Ni具有提高钢材低温 韧性的特点，但其昂贵的价格以及我国镍资源贫乏的现状给Ni系低温钢的可持续应用带来 一定的影响。随着全球范围内能源及资源需求的日益增长，实现钢材的减量化及低成本成 为钢铁行业的一个重要发展方向。 随着钢铁工业技术及工艺的日益成熟，以“Mn代Ni”的技术思路和工业化生产在低 温钢中得到了发展和实践。在低温钢的成分设计中通过便宜的金属Mn代替昂贵的金属Ni， 在降低生产成本的同时保证了低温韧性，从而实现既合理利用资源，节约贵金属的使用，又 有效降低钢材成本的可持续化生产，成为近年来新型低温钢研发的热点和趋势。 如一种低成本的节Ni型低温钢，Ni含量仅0.85％～1.25％，通过Q(DQ)-L-T热处理 工艺，获得了以贝氏体 残余奥氏体为主的显微组织，保证屈服强度达到355MPa、抗拉强度 达到490MPa的同时，实现了-101℃时不低于80J的优良的冲击韧性，从力学性能上完全达到 3.5Ni低温钢的要求。该低温钢可用于低温储罐和运输容器等的建造中，连接方式通过传统 的焊接技术完成。然而，该新型低温钢是否有较宽的焊接工艺窗口，接头性能特别是焊接接 头的低温冲击韧性等能否达到标准或用户要求，成为该钢种进入市场的第一道门槛。由此 可见，找到一种适用于低成本节Ni低温钢的埋弧焊焊接工艺，保证焊接接头力学性能满足 要求，对于结构安全使用具有重要的现实意义。
技术实现要素：
为了解决以上技术问题，本发明提供一种深冷环境用节Ni低温钢埋弧焊焊丝，其 化学成分及质量百分比如下：C：0.01％～0.10％，Mn：2.0％～4.5％，Si：0.10％～0.20％，S ≤0.01％，P≤0.02％，Ni：9.0％～15.0％，Cr：10.0％～16.0％，Mo≤0.01％，V≤0.01％，余 量为Fe及不可避免杂质。 技术效果：本发明设计的适用于深冷环境下低成本节Ni型低温钢的埋弧焊焊丝， 保证了焊缝金属与母材尽可能匹配，确保焊缝-101℃低温冲击韧性≥34J，焊丝抗拉强度≥ 530MPa。 本发明进一步限定的技术方案是： 前所述的一种深冷环境用节Ni低温钢埋弧焊焊丝，适用于如下化学成分及质量百分比 3 CN 111590238 A 说 明 书 2/3 页 的钢板：C：0 .03％～0 .08％，Si：0 .05％～0 .20％，Mn：0 .85％～1 .75％，Ni：0 .85％～ 1.25％，Mo≤0.20％，Al：0.015％～0.06％，P≤0.010％，S≤0.002％，余量为Fe和不可避免 的杂质。 前所述的一种深冷环境用节Ni低温钢埋弧焊焊丝，适用于厚度20～35mm的钢板。 前所述的一种深冷环境用节Ni低温钢埋弧焊焊丝，焊丝直径Φ1.2～4.0mm。 本发明的另一目的在于提供一种深冷环境用节Ni低温钢埋弧焊焊丝的焊接工艺： 坡口形式：对称X型坡口，角度为52～62°； 焊前不预热，层间温度≤120℃，反面焊接前进行清根处理； 采用埋弧焊焊接工艺。 前所述的一种深冷环境用节Ni低温钢埋弧焊焊丝的焊接工艺，坡口钝边尺寸为0 ～2mm，坡口装配留0～3mm间隙。 前所述的一种深冷环境用节Ni低温钢埋弧焊焊丝的焊接工艺，焊接电流350～ 450A，电弧电压25～37V，焊接速度28～38cm/min，焊接热输入18～36kJ/cm。 本发明的有益效果是： (1)本发明适用的钢板屈服强度≥355MPa，抗拉强度≥490MPa，延伸率≥22％，-101℃ 冲击功KV2≥80J，针对此类钢板设计焊丝和焊接工艺，从而保证焊缝金属和热影响区的组 织和力学性能； (2)本发明采用的焊丝和焊接工艺获得的焊接接头综合力学性能优良，焊缝及热影响 区-101℃冲击功KV2≥34J、抗拉强度Rm≥490MPa、焊接接头侧弯d＝4a，180°合格； (3)本发明采用的焊接工艺形成的焊接接头获得了良好的综合力学性能，可适用于20 ～35mm厚节Ni型低温钢钢板的生产焊接，具有易操作、适用环境广、经济性高等优点。 附图说明 图1为本发明的焊接坡口示意图。
本发明公开了一种深冷环境用节Ni低温钢埋弧焊焊丝及焊接工艺，涉及技术领域，其化学成分及质量百分比如下：C：0.01%～0.10%，Mn：2.0%～4.5%，Si：0.10%～0.20%，S≤0.01%，P≤0.02%，Ni：9.0%～15.0%，Cr：10.0%～16.0%，Mo≤0.01%，V≤0.01%，余量为Fe及不可避免杂质 全部
背景技术：
随着国际形势变化及能源对经济产生深渊影响，国内石油、化工等能源行业发展 与危机并存。液化石油气、液态甲醇等的运输和储存设备需求旺盛，这将给低温服役条件下 能源生产及存储设备等制造行业提供广阔的市场及发展机遇，同时对低温用钢的需求与日 俱增。 目前，Ni系低温钢广泛应用于低温容器的生产制造中。金属Ni具有提高钢材低温 韧性的特点，但其昂贵的价格以及我国镍资源贫乏的现状给Ni系低温钢的可持续应用带来 一定的影响。随着全球范围内能源及资源需求的日益增长，实现钢材的减量化及低成本成 为钢铁行业的一个重要发展方向。 随着钢铁工业技术及工艺的日益成熟，以“Mn代Ni”的技术思路和工业化生产在低 温钢中得到了发展和实践。在低温钢的成分设计中通过便宜的金属Mn代替昂贵的金属Ni， 在降低生产成本的同时保证了低温韧性，从而实现既合理利用资源，节约贵金属的使用，又 有效降低钢材成本的可持续化生产，成为近年来新型低温钢研发的热点和趋势。 如一种低成本的节Ni型低温钢，Ni含量仅0.85％～1.25％，通过Q(DQ)-L-T热处理 工艺，获得了以贝氏体 残余奥氏体为主的显微组织，保证屈服强度达到355MPa、抗拉强度 达到490MPa的同时，实现了-101℃时不低于80J的优良的冲击韧性，从力学性能上完全达到 3.5Ni低温钢的要求。该低温钢可用于低温储罐和运输容器等的建造中，连接方式通过传统 的焊接技术完成。然而，该新型低温钢是否有较宽的焊接工艺窗口，接头性能特别是焊接接 头的低温冲击韧性等能否达到标准或用户要求，成为该钢种进入市场的第一道门槛。由此 可见，找到一种适用于低成本节Ni低温钢的埋弧焊焊接工艺，保证焊接接头力学性能满足 要求，对于结构安全使用具有重要的现实意义。
技术实现要素：
为了解决以上技术问题，本发明提供一种深冷环境用节Ni低温钢埋弧焊焊丝，其 化学成分及质量百分比如下：C：0.01％～0.10％，Mn：2.0％～4.5％，Si：0.10％～0.20％，S ≤0.01％，P≤0.02％，Ni：9.0％～15.0％，Cr：10.0％～16.0％，Mo≤0.01％，V≤0.01％，余 量为Fe及不可避免杂质。 技术效果：本发明设计的适用于深冷环境下低成本节Ni型低温钢的埋弧焊焊丝， 保证了焊缝金属与母材尽可能匹配，确保焊缝-101℃低温冲击韧性≥34J，焊丝抗拉强度≥ 530MPa。 本发明进一步限定的技术方案是： 前所述的一种深冷环境用节Ni低温钢埋弧焊焊丝，适用于如下化学成分及质量百分比 3 CN 111590238 A 说 明 书 2/3 页 的钢板：C：0 .03％～0 .08％，Si：0 .05％～0 .20％，Mn：0 .85％～1 .75％，Ni：0 .85％～ 1.25％，Mo≤0.20％，Al：0.015％～0.06％，P≤0.010％，S≤0.002％，余量为Fe和不可避免 的杂质。 前所述的一种深冷环境用节Ni低温钢埋弧焊焊丝，适用于厚度20～35mm的钢板。 前所述的一种深冷环境用节Ni低温钢埋弧焊焊丝，焊丝直径Φ1.2～4.0mm。 本发明的另一目的在于提供一种深冷环境用节Ni低温钢埋弧焊焊丝的焊接工艺： 坡口形式：对称X型坡口，角度为52～62°； 焊前不预热，层间温度≤120℃，反面焊接前进行清根处理； 采用埋弧焊焊接工艺。 前所述的一种深冷环境用节Ni低温钢埋弧焊焊丝的焊接工艺，坡口钝边尺寸为0 ～2mm，坡口装配留0～3mm间隙。 前所述的一种深冷环境用节Ni低温钢埋弧焊焊丝的焊接工艺，焊接电流350～ 450A，电弧电压25～37V，焊接速度28～38cm/min，焊接热输入18～36kJ/cm。 本发明的有益效果是： (1)本发明适用的钢板屈服强度≥355MPa，抗拉强度≥490MPa，延伸率≥22％，-101℃ 冲击功KV2≥80J，针对此类钢板设计焊丝和焊接工艺，从而保证焊缝金属和热影响区的组 织和力学性能； (2)本发明采用的焊丝和焊接工艺获得的焊接接头综合力学性能优良，焊缝及热影响 区-101℃冲击功KV2≥34J、抗拉强度Rm≥490MPa、焊接接头侧弯d＝4a，180°合格； (3)本发明采用的焊接工艺形成的焊接接头获得了良好的综合力学性能，可适用于20 ～35mm厚节Ni型低温钢钢板的生产焊接，具有易操作、适用环境广、经济性高等优点。 附图说明 图1为本发明的焊接坡口示意图。
