我公司為船舶制造單位，產(chǎn)品涉及散貨船、Jack Up、油船、模塊及修理改裝項目。實際生產(chǎn)中焊材主要包含碳鋼、低合金高強鋼、不銹鋼（含雙相及超級雙相不銹鋼）、低溫鋼（316L、9Ni）及鎳基合金（Inconel 625）等。碳鋼及低合金鋼焊接以FCAW為主，超高強鋼仍以手工焊為主，雙相及超級雙相不銹鋼以鎢極氬弧焊為主，9Ni及鎳基合金采用鎢極氬弧焊打底、手工焊蓋面的焊接方法。隨著高效焊接技術(shù)的推廣，焊條的使用正逐年縮減，自動焊、半自動焊比例逐漸增多。近年來，隨著項目要求越來越嚴格、工期緊張及成本控制等方面的變化，我公司在焊接方法及焊材的選用方面也面臨著越來越多的難題。
2. 主要難題及解決方案
（1）9Ni鋼的焊接 該項目中，9Ni鋼的焊接不僅要滿足高強度、﹣196℃低溫沖擊性能，還要滿足SSC（抗硫化氫腐蝕試驗）要求，而9Ni鋼具有磁性，難消磁，焊接容易產(chǎn)生裂紋，這對我們選擇焊材及制定焊接工藝提出了更高的要求。
首先針對9Ni鋼的磁性問題，我們在焊接前需要進行消磁處理。焊接時，在坡口上方進行定位焊處理，焊接時，坡口兩側(cè)磁場消磁，保證了焊接順利進行。對于焊接裂紋，通過分析發(fā)現(xiàn)焊材的選用是非常重要的，我公司選用的NiCrMo—3型焊材，與9Ni鋼的線膨脹系數(shù)相近，有效減少了焊接熱應(yīng)力，含碳量與9Ni鋼相近，而wNi=55%~60%，保證了奧氏體組織的含量，避免熔合線出現(xiàn)硬脆馬氏體帶，wC≤0.03%，脆性溫度區(qū)間小。采用NiCrMo—3型焊材焊接9Ni鋼，有效地保證了9Ni鋼的低溫韌性，這是由于高的Ni含量有效防止了C的遷移，并且焊縫為奧氏體結(jié)構(gòu)，有效保證了焊縫的低溫韌性。
焊接參數(shù)對保證9Ni鋼焊接質(zhì)量也是極為重要的，此項目中，涉及此材料的焊接為厚壁管，我公司采用GTAW打底，SMAW填充、蓋面的方法進行焊接，為了保證質(zhì)量節(jié)約焊材，坡口設(shè)計如圖1所示。為了保證根部焊道成形和焊條電弧焊填充，以及避免出現(xiàn)燒穿現(xiàn)象，打底焊至少要焊兩層，焊縫厚度至少達到6.4mm后，再采用焊條電弧焊填充。焊道布置如圖2所示。
我公司針對9Ni鋼焊接工藝還做了如下規(guī)定：熱輸入≤2.2kJ/mm；焊接層間溫度≤100℃；由于9%鋼的熔深淺、穿透力很差，坡口面上很容易產(chǎn)生未熔合，因此當(dāng)焊接電弧擺動到坡口面上時，做短暫停留以獲得良好的熔合性；在多道焊的蓋面焊道，坡口兩側(cè)的蓋面焊道要求外延1~2mm，以保證良好的焊接熔合性。這些均有力保證了9Ni鋼焊接質(zhì)量。