Normalerweise bezeichnen wir Stahl, der bei -10 bis -196 Grad verwendet wird, als „Niedrigtemperaturstahl“ und „Ultratieftemperaturstahl“, der bei weniger als -196 Grad verwendet wird. Niedertemperaturstahl muss unter Arbeitsbedingungen bei niedrigen Temperaturen eine ausreichende Festigkeit, Plastizität und Zähigkeit sowie gleichzeitig eine gute Verarbeitungsleistung aufweisen. Er wird hauptsächlich in der Energie-, Petrochemie-, Offshore- und anderen Industriezweigen zur Herstellung von Schweißkonstruktionen verwendet, die bei einer niedrigen Temperatur von -20 bis -253 Grad betrieben werden, z. B. für die Lagerung und den Transport aller Arten von Flüssigprodukten Gasbehälter.
Bei Niedertemperatur-Stahlrohren (ASTM A333) sind die am häufigsten verwendeten Schweißmethoden Stablichtbogenschweißen, automatisches Unterpulverschweißen, Wolfram-Argon-Lichtbogenschweißen und Gasschmelzlichtbogenschweißen. Der Schweißstrom sollte nicht zu groß sein. Gleichzeitig muss die Temperatur zwischen den Schweißkanälen kontrolliert werden. Das Schweißen sollte mit einer kleinen und kontrollierten Wärmezufuhr unter 20 KJ/cm erfolgen.
Die Schweißnahtenergie wird auch als Schweißwärmeeintrag bezeichnet. Dabei handelt es sich um die Wärme des Schweißlichtbogens, die pro Längeneinheit der Schweißnaht erzeugt wird.
Formel: E=U • I / v (Joule / cm)
U: Lichtbogenspannung (Volt); I: Schweißstrom (Ampere); V: Schweißgeschwindigkeit (cm/min).
Die Schweißnahtenergie ist ein wichtiger Faktor, der die mechanischen Eigenschaften von Tieftemperatur-Schweißverbindungen von Stahlrohren beeinflusst. Wenn der Schweißstrom und die Lichtbogenspannung steigen, erhöht sich die Schweißnahtenergie, und wenn die Schweißgeschwindigkeit abnimmt. Bei Tieftemperatur-Stahlrohren ist die Schweißlinienenergie zu groß, die Verbindungsfestigkeit nimmt schnell ab, was den Druckbehälter im Niedertemperaturbetrieb anfällig für sofortige Schäden macht. Daher sollten Schweißstrom, Lichtbogenspannung und Schweißgeschwindigkeit streng kontrolliert werden.
Tieftemperaturstahlrohre neigen aufgrund ihres niedrigen Kohlenstoffgehalts und ihrer guten Schweißbarkeit nur wenig zur Verhärtung und zur Kaltrissbildung. Zu viel Schweißnahtenergie führt jedoch zur Bildung einer dicken Kristallstruktur in der Schweißnaht und im Wärmeeinflussbereich und verringert die Tieftemperaturzähigkeit. Strukturelle Veränderungen und starke Drehmomente in der Fertigung verursachen hohe lokale Spannungen und erhöhen das spröde Versagen von Geräten bei niedrigen Temperaturen. Daher sollten beim Schweißvorgang folgende Tipps beachtet werden:
Eine geringe Schweißnahtenergie kann eine Überhitzung minimieren und das Auftreten von dickem Gewebe in der Schweißverbindung verhindern. Beim Elektrodenlichtbogenschweißen werden im Allgemeinen 12–15 kJ/cm und beim Unterpulverschweißen normalerweise 20 kJ/cm verwendet. Versuchen Sie zu diesem Zweck, 5 Schweißstäbe zu vermeiden, automatisches Unterpulverschweißen und wählen Sie 3,2 Schweißdraht, Schweißstab-Lichtbogenschweißen jeder Schicht etwa 2 mm, automatisches Unterpulverschweißen etwa 2,5 mm.
Gerader Schritt, mehrstufiges Schnellpressschweißen. Es soll eine Überhitzung reduzieren und das Nachschweißen der vorderen Schweißnaht hat eine anlassende Wirkung, so dass die Kornverfeinerung erfolgt.
Es ist notwendig, starke Drehmomente zu vermeiden, um lokale Spannungskonzentrationen zu vermeiden.
Der Schweißer sollte die Zwischenschichttemperatur zwischen den Schweißraupen so weit wie möglich reduzieren und vermeiden, dass sich die Schweißraupen längere Zeit im Hochtemperaturzustand befinden. Diskontinuierliche Schweißmethoden sind geeignet.
Wählen Sie die Elektrode und den ultraniedrigen Wasserstofffluss aus. Bevor das Schweißen gemäß den Anforderungen getrocknet wird, sollte die Schweißelektrode, die länger als 4 Stunden nicht verbraucht wurde, zur erneuten Trocknung und Verwendung in den Sekundärspeicher zurückgebracht werden. Darüber hinaus sollten Niedertemperatur-Stahlschweißstäbe gemäß den einschlägigen Normen für die Metalldiffusionsabscheidung von Wasserstoff verwendet werden, im Allgemeinen die Quecksilbermethode.
Es sollte ordnungsgemäß auf mindestens 15 Grad vorgeheizt werden. Für den Winterbau oder dickwandige Stahlrohre beträgt die Vorwärmtemperatur zum Schweißen von großwandigen dicken Stahlrohren im Allgemeinen 50 Grad, und die Zwischenkanaltemperatur wird zwischen 50 150 und 150 Grad geregelt.
Die Lichtbogenzündung muss durch eine Lichtbogenstartplatte oder im Schlitz erfolgen und darf nicht an ungeschweißten Teilen erfolgen. Eine spannungsarme Wärmebehandlung nach dem Schweißen von Stahlrohren bei niedriger Temperatur kann das Risiko eines Sprödbruchs von Schweißprodukten aus niedriglegiertem Stahl verringern.
