一 分类及特性
通常把用于-20℃—-253℃低温工作的焊接结构的专用钢称为低温钢，低温钢的重要特性是在低温工作条件下具有足够的强度、塑性等性能。
低温钢通常可按使用温度、合金含量和组织以及合金系统中有无镍、铬元素进行分类。
a.低合金铁素体型低温钢，其合金元素总含量不超过5%，使用温度范围为-110℃以上，例16MnR（-40℃）、09MnNiDR（-70℃）。
b.中合金低碳马氏体型低温钢，其合金元素总含量在5-10%，其组织和热处理方法有关。典型的钢种是9Ni钢，广泛应用于LNG工程。
c.高合金奥氏体型低温钢，其合金元素总含量大于10%，组织为奥氏体。奥氏体组织稳定，低温冲击韧性优良，使用温度可达-196℃—-269℃。
(3)按有无镍、铬元素低温钢可分为二类。含镍、铬的低温钢，工作温度可低于-50℃。国内研制成的无镍、铬的低温钢，有16MnR（-40℃），09Mn2VDR（-50℃），09MnNiDR（-70℃）等。
二 可焊性分析以及焊接工艺
低温钢焊接的主要问题是保证焊接接头具有良好的低温冲击韧性，母材的含碳量一般都较低，且韧性和塑性均很好。焊接接头的薄弱环节通常是在熔合线和焊道这两个部位。低温钢焊接时须注意以下几点：
(1)晶粒细化——不论是奥氏体型还是铁素体型的低温钢，它们的晶粒尺寸对低温韧性有着很大的影响，晶粒越细，韧性越好，低温钢焊接就是要获得细晶粒的组织。所以焊接时要用小的输入热量进行，要控制道间温度，不宜过高，防止金属过热而引起韧性下降的现象。
(2)异材焊道——对于含Ni的低温钢，通常采用异种焊接材料进行焊接，其结果就是焊接金属的成分和组织不同于母材。控制焊接金属成分就能控制焊道的低温韧性。采用高Ni焊条，可使焊接金属含Ni量高，能使焊道中奥氏体组织比例扩大，且稳定奥氏体组织，晶粒也细化，可获得较理想的效果。
(3)热裂纹——当焊接金属含有较高的Ni量时，由于Ni和S、P、B都能形成低熔共晶体，其中Ni+Ni3S2共晶体的熔点为645℃，远低于钢的熔点，就是在焊缝结晶过程中形成低熔杂质的液态薄膜，这就导致热裂纹的产生，尤其容易引起弧坑裂纹。
(4)未熔合、未焊透——如果采用异质材料，焊接材料的熔点和母材熔点不一，在焊接过程中两者就难以熔融，这就可能产生熔深不足，熔合不良缺陷。
(5)焊接应力和变形大——焊接材料和母材异质，焊道和母材的导热系数与膨胀系数也有差异，焊接时由于两者膨胀收缩不同，这必然导致有较大的应力和变形。另一方面，就是焊后热处理也不能完全消除残留应力，而只能应力重新分布。
(6)稀释——用异质焊接材料焊接时，焊道的合金元素含量高，而母材含量低，形成焊道后，在熔合线附近焊接金属的合金元素被稀释，而母材中的碳则向熔合线和焊道方向迁移，其结果，可能在熔合线附近形成马氏体或马氏体+奥氏体组织，促使熔合线的韧性下降。
京公网安备：11011402010403号
京ICP备05058662号-1
