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3.5Ni钢在低温工况环境下有良好的冲击性能和机械性能,广泛用于深冷分离、加工、空分、液化气领域设备的制造,近年来国内石化项目中预脱甲烷塔、甲醇洗涤塔等低温设备大量采用该类材料制造。3.5Ni钢焊接接头要满足-101℃下的使用要求,保证焊缝的低温冲击性能一直是3.5Ni钢压力容器制造中最大难点。影响焊接接头冲击性能的主要因素是化学成分和焊接工艺。对于3.5Ni钢曾有人通过提高Ni含量来提高焊缝的性能,但随着Ni含量的提高焊材的工艺性下降,焊缝的脆硬倾向和热裂纹倾向都有很大增加。因此本文采用工艺方式提高焊缝低温冲击性能。为从焊接工艺角度优化3.5Ni钢焊接接头低温冲击性能,本文对焊接工艺参数影响低温冲击性能的规律做了系统性的研究。通过控制影响焊缝冲击性能的主要焊接工艺参数,焊接线能量、道间温度、电流特性获得一系列焊接接头。分析各焊接工艺参数的对焊缝低温冲击性能的影响作用,得出焊条电弧焊道间温度为150℃,线能量在16~45KJ/cm,随着线能量的增加3.5Ni钢焊缝金属低温冲击性能下降。线能量为16KJ/cm道间温度在150~350℃范围内随道间温度的提高,低温冲击性能下降。埋弧焊焊接线能量和道间温度的影响规律与焊条电弧焊相同。埋弧焊在相同线能量和道间温度下,交流电特性下焊接的焊缝比直流电特性下焊接的焊缝低温冲击性能好。分析各个焊接接头金相组织组成和分布特征对低温冲击性能的影响。得出焊缝由一次结晶的道间柱状晶和道间热作用的道间细晶区组成,道间细晶区和道间原始柱状晶区的比例是影响焊缝低温冲击性能的主要原因。本文通过控制工艺参数和焊道布置,优化焊缝焊道间细晶区和道间原始柱状晶区比例获良好的焊接接头低温冲击性能。