本文以用于建造大型LNG儲(chǔ)罐的國產(chǎn)9Ni彎管現(xiàn)場(chǎng)焊接工藝研究為對(duì)象，在對(duì)9Ni彎管的焊接特性、常用的焊接方法和焊接材料進(jìn)行大量科研調(diào)研的基礎(chǔ)上，篩選了適于現(xiàn)場(chǎng)焊接9Ni彎管的焊接方法和焊接材料；開展了焊接熱模擬試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)焊接工藝試驗(yàn)；采用低溫示波沖擊、光學(xué)金相觀察、透射電鏡觀察、x射線能譜分析等研究手段和方法，研究了焊接工藝對(duì)9Ni彎管焊接接頭的低溫韌性和微觀組織的影響規(guī)律。研究結(jié)論如下：

1）使用經(jīng)試驗(yàn)確定的QT及IHT熱處理工藝參數(shù)對(duì)熱軋狀態(tài)的國產(chǎn)9Ni彎管進(jìn)行處理后，其-192℃Charpy V型缺口沖擊功（Ak-12）由19.3J分別提高到92.7J和158.0J，達(dá)到和超過BS7777標(biāo)準(zhǔn)對(duì)LNG工程用9Ni彎管Akv.96e>35J的要求。

2）9Ni彎管經(jīng)單道焊接熱模擬，獲得的粗晶熱影響區(qū)（CGHAZ）組織為粗大的板條馬氏體，低溫韌性Agu12c平均值為12.42]，僅是焊接熱循環(huán)前的7.9%，成為9Ni彎管焊接熱影響區(qū)的低溫韌性低谷區(qū)。

3）9Ni彎管兩道焊接熱模擬試驗(yàn)表明，單道焊接熱循環(huán)下的CGHAZ經(jīng)過二次熱循環(huán)后形成了未轉(zhuǎn)變粗晶區(qū)（UACGHAZ）、過臨界粗晶區(qū)（SCRCGHAZ）和臨界粗晶區(qū)

（ICRCGHAZ）；各區(qū)域的低溫韌性發(fā)生變化，其中UACGHAZ和ICRCGHAZ的Ak.192分別為11.78]和13.84]；而SCRCGHAZ的Akv-12c上升到；上述區(qū)域緊鄰熔合線，形成“脆化帶”，夾雜在其中的SCRCGHAZ細(xì)小組織對(duì)“脆化帶”的低溫韌性起到明顯的改善作用：進(jìn)一步研究表明，在工藝上采用小焊接線能量多層焊能夠有效地增加和改變SCRCGHAZ組織在“脆化帶”中的數(shù)量和分布的彌散性，提高9Ni彎管HAZ的低溫韌性。

4）現(xiàn)場(chǎng)焊接工藝試驗(yàn)表明，盡管9Ni彎管在焊接過程中，焊接接頭的低溫韌性不可避免地有所降低，但是在以選用含Ni大于60%的Ni基合金焊接材料、采用小線能量下的多層焊和適當(dāng)控制焊接層間溫度為原則要點(diǎn)而制定的焊接工藝操作規(guī)范下，通過焊縫組織單相奧氏體化、HAZ的組織細(xì)化和使SCRCGHAZ組織數(shù)量增加及彌散分布，可以有效地控制和改善9Ni彎管焊接接頭的低溫韌性，并獲得遠(yuǎn)高于標(biāo)準(zhǔn)要求的低溫韌性值。

5）Ni基合金焊材中的Ni容易與s、P等元素生成低熔點(diǎn)共晶物，具有熱裂傾向，并且其熔融金屬具有流動(dòng)性差、熔點(diǎn)低等特點(diǎn)，容易引起弧坑裂紋、夾渣、未熔合和未焊透等缺陷，在焊接工藝執(zhí)行過程中，應(yīng)注意采取措施避免。