洛阳理工学院毕业设计（论文）
大型LNG储罐用9Ni钢焊接工艺与机理研究
摘 要
本文针对大型液化天然气（LNG）储罐对9Ni钢的焊接需求，系统研究了9Ni钢的焊条电弧焊（SMAW）、钨极氩弧焊（GTAW）和埋弧焊（SAW）的焊接工艺与机理。利用光学显微镜、扫描电镜及能谱分析、强度测试和硬度测试等方法，分别研究了9Ni钢焊接接头的界面显微组织和力学性能。通过研究工艺参数对接头微观组织和力学性能的影响，优化了焊接工艺，阐明了接头不同特征区域的断口特性。通过对比分析三种焊接方法在大型LNG储罐生产中的适用性，确定底板和壁板不同位置焊缝需要选择的最佳焊接方法。通过对比分析三种焊接方法可知：大型LNG储罐的现场焊接方法最好采用以上三种方法的组合，其中，底板的平位置焊缝最好采用焊条电弧焊或钨极氩弧焊方法；壁板的横位置焊缝最好采用埋弧焊方法；壁板的立位置焊缝最好采用焊条电弧焊或钨极氩弧焊方法的多层多道焊；而底板与壁板的接缝是平角缝，最好采用埋弧焊方法。
关键词：9Ni钢；焊接方法；界面结构；力学性能
I
洛阳理工学院毕业设计（论文）
Large LNG tanks with steel welding and 9 Ni mechanism
research
ABSTRACT
This article in view of the large liquefied natural gas (LNG) of 9 Ni tanks of steel welding demand, the systematic study of the steel electrode 9 Ni electric arc welding (SMAW), tungsten extremely argon arc welding (GTAW) and submerged arc welding (SAW) of the welding process and mechanism. Use of optical microscopy, scanning electron microscope and energy spectrum analysis, strength and hardness testing methods of test, are studied and Ni steel welding joint microstructure of interface and mechanical properties. Through the research process parameters on the joint microstructure and mechanical properties of the influence, the optimization of welding technology, and expounds the characteristics of different region joint fracture characteristics. Through the comparison and analysis of the three welding method in large LNG tanks the applicability of production, to determine the bottom and wall plate weld need to choose different positions of the best welding method. Through the comparison and analysis of the three kinds of welding method it is to know that the large LNG storage tank welding method had better use the combination of three kinds of methods, among them, the flat bottom position had better use the electric arc welding electrode or tungsten extremely argon arc welding methods; Wall plate of horizontal position weld had better use submerged arc welding methods; Wall plate made of weld had better use electrode position electric arc welding or tungsten argon arc welding method of multi-layer a multi-channel welding; And bottom and wall plate the seams of the flat is seam, had better use submerged arc welding method.
KEY WORDS: Keywords:9Ni steel,Welding method,Interfacal microstructure,Mechanical properties
II
洛阳理工学院毕业设计（论文）
目 录
前 言 ................................................................................................ 1 第1章 绪 论 ........................................................................... 2
1.1 课题背景 ............................................................................... 2 1.2 9Ni钢材料性能研究现状 ..................................................... 2 1.3 9Ni钢焊接技术研究现状 ..................................................... 4 1.3.1 9Ni钢焊接材料研究现状 .................................................. 5 1.3.2 9Ni钢焊接方法研究现状 .................................................. 6 1.3.3 9Ni钢焊接工艺研究现状 .................................................. 7 1.3.4 9Ni钢焊接检测研究现状 .................................................. 8 1.4本课题的研究内容 ................................................................ 9 第2章 实验材料、设备及方法 ..................................................... 11
2.1 试验材料 ............................................................................. 11 2.2 试验设备及过程 ................................................................. 11 2.3 微观组织分析及力学性能测试 .......................................... 14
2.3.1微观分析 .................................................................... 14 2.3.2力学性能测试 ............................................................ 14
第3章 9Ni钢的SMAW焊接接头组织与工艺研 ......................... 16
3.1 引言 .................................................................................... 16 3.2 焊条优选分析 ..................................................................... 16 3.3接头典型界面结构分析 ...................................................... 18 3.4工艺参数对界面结构的影响............................................... 22
3.4.1焊接电流的影响 ........................................................ 22 3.4.2焊接速度的影响 ........................................................ 23 3.5接头力学性能分析 .............................................................. 23
3.5.1强度测试结果 ............................................................ 24 3.5.2断口分析结果 ............................................................ 26 3.6本章小结 .............................................................................. 29 第4章 9Ni钢的GTAW焊接工艺及机理分析错误！未定义书签。
III
洛阳理工学院毕业设计（论文）
4.1 引言 ..................................................... 错误！未定义书签。 4.2 9Ni钢的GTAW焊接工艺 ................... 错误！未定义书签。
4.2.1 平焊位置时的GTAW焊接工艺 错误！未定义书签。 4.2.2横焊位置时的GTAW焊接工艺 . 错误！未定义书签。 4.2.3立向上焊时的GTAW焊接试验工艺错误！未定义书签。 4.3 GTAW接头组织分析 ........................... 错误！未定义书签。
4.3.1热影响区组织分析 ..................... 错误！未定义书签。 4.3.2熔合区组织分析 ......................... 错误！未定义书签。 4.3.3焊缝组织分析 ............................. 错误！未定义书签。 4.3.4焊接位置对接头组织影响 .......... 错误！未定义书签。 4.4 GTAW接头力学性能 ........................... 错误！未定义书签。
4.4.1接头的低温韧性 ......................... 错误！未定义书签。 4.4.2接头的显微硬度分析 ................. 错误！未定义书签。 4.4.3接头的屈服强度及抗拉强度分析错误！未定义书签。 4.4.4接头焊缝的断口分析 ................. 错误！未定义书签。 4.4.5接头热影响区的断口分析 .......... 错误！未定义书签。 4.5本章小结 ............................................... 错误！未定义书签。 第5章 9Ni钢的SAW焊接工艺及机理分析 . 错误！未定义书签。
5.1 引言 ..................................................... 错误！未定义书签。
5.1.1 9Ni钢的SAW工艺试验 ............ 错误！未定义书签。 5.3 SAW接头组织分析 .............................. 错误！未定义书签。
5.3.1热影响区组织分析 ..................... 错误！未定义书签。 3.2熔合区组织分析 ................................... 错误！未定义书签。
5.3.3焊缝组织分析 ............................. 错误！未定义书签。 5.4 SAW接头力学性能 .............................. 错误！未定义书签。
5.4.1接头的低温韧性 ......................... 错误！未定义书签。 5.4.2接头显微硬度分析 ..................... 错误！未定义书签。 5.4.3接头屈服强度及抗拉强度分析 .. 错误！未定义书签。 5.4.4 SAW接头断口分析 .................... 错误！未定义书签。 5.5各类焊接方法在现场应用的技术可行性错误！未定义书签。
IV
洛阳理工学院毕业设计（论文）
5.5.1焊接方法工作环境适应性评估 .. 错误！未定义书签。 5.5.2焊接位置对焊接方法的适应性分析错误！未定义书签。 5.6本章小结 ............................................... 错误！未定义书签。 结 论 ............................................................... 错误！未定义书签。 谢 辞 ................................................................. 错误！未定义书签。 参考文献 ........................................................... 错误！未定义书签。 附 录 ............................................................... 错误！未定义书签。 外文资料翻译 ................................................... 错误！未定义书签。
V