我公司為船舶制造單位，產品涉及散貨船、Jack Up、油船、模塊及修理改裝項目。實際生產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鋼的線膨脹系數相近，有效減少了焊接熱應力，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構，有效保證了焊縫的低溫韌性。
焊接參數對保證9Ni鋼焊接質量也是極為重要的，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，為了保證質量節(jié)約焊材，坡口設計如圖1所示。為了保證根部焊道成形和焊條電弧焊填充，以及避免出現燒穿現象，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，坡口面上很容易產生未熔合，因此當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鋼焊接質量。
（2）模塊項目Inconel625復合管的焊接 本項目中Inconel625復合管是由管（碳鋼- API 5L B）+襯層（Inconel625材料，厚度3mm）復合而成。除了要解決Inconel625材料本身的焊接難點外，兩種材料結合層的焊接是極其復雜的，而最需要解決的是復合層Fe元素的稀釋問題，選擇什么材料焊接及焊接工藝成為難題。
通過規(guī)范、規(guī)格書的閱讀及試驗，整個焊縫均采用NiCrMo—3型焊材，為了避免Fe元素的稀釋，我們會在坡口內用NiCrMo—3型焊材預堆焊一層（見圖3），之后采用GTAW打底， SMAW填充、蓋面的方式進行焊接。并且為了保障焊接的穩(wěn)定性，我們選用了國外焊材（UTP A 6222 Mo及UTP 6222 Mo）。對焊接參數及工藝也進行了嚴格的控制，保證了項目的順利進行。
3. 對未來焊接材料發(fā)展的一些想法
首先，目前市場競爭激烈，產品的制造要求也日趨嚴格，經常還要面臨工期緊張的難題，我公司目前項目涉及很多特殊焊材（如9Ni鋼、雙相不銹鋼及超級雙相不銹鋼的焊材），這些焊材都需要國外進口，周期特別長，價格也非常貴，希望國內焊材廠家加強研發(fā)，提供高質量及高穩(wěn)定性的產品，這對成本控制及工期都是極其有利的。
其次，超高強度合金鋼焊材，如EQ70，針對6G位置，目前基本使用焊條及埋弧焊絲，我公司試了國內外很多家FCAW藥芯焊絲，低溫韌性很難保證，希望國內外焊材企業(yè)，針對此問題，開發(fā)出適合生產使用的焊材，這對提高生產率及保障焊接穩(wěn)定性都是非常有意義的。
最后，針對綠色焊接——健康、環(huán)保與安全生產，我認為未來焊材的研發(fā)要提高其工藝性，減少粉塵、污染、飛濺及噪聲等，減少對環(huán)境及焊工的傷害，同時隨著高效焊的推廣，希望研發(fā)更多更好的自動焊焊材，也希望焊接機器人能更快地在船舶行業(yè)推廣，提高生產率，解放勞動力。