船用液化气储罐是LPG运输船主要装载装备之一,是整个LPG船的核心,液罐的制造焊接是整个LPG船建造的关键。而且在独立C型全压式LPG运输船制造领域,P690QL1高强钢材料在双耳液罐的应用是世界首次。针对双耳液罐材料所用P690QL1焊接存在接头性能要求高,Y接头焊接冷裂纹倾向大,焊接质量难以保证等问题,本课题研究了双耳罐应用P690QL1高强钢材料所使用的SMAW、FCAW、SAW焊接工艺。本文首先在高强钢焊接性理论分析的基础上研究了P690QL1焊接预热温度、层间温度、后热温度,为后续工艺研究打下了理论基础。在此基础上,进行了焊材工艺性能对比试验,确定三种焊接方法的焊材型号。随后进行斜Y形坡口拘束裂纹试验、拘束对接裂纹试验、HAZ热影响区最高硬度等试验,以此确定出合理的预热温度、层间温度、后热温度参数。其次通过双耳罐Y接头3D模型应力分析,说明了Y接头在液罐结构中的特殊性。并针对此结构应力大、接头热影响区硬度高的问题,进行了Mock-up模拟试验,在刚性固定和非刚性固定情况下,采用不同坡口和焊接顺序,以及在焊趾处利用不同搭接量的回火焊道工艺,确定了适合Y接头焊接的焊接顺序以及一定搭接量的回火焊道工艺。最后根据液罐的制造流程和前文试验得到的试验参数,采用SMAW、自动FCAW、半自动FCAW、SAW在横、立位置进行焊接工艺评定试验。通过对接头无损检测、理化性能检测等试验,并借助光学显微镜对焊缝、熔合线和热影响区进行微观组织分析,进一步验证焊接热输入、预热和层间温度、后热温度等参数的合理性。论文主要研究结果表明:(1)板厚45mm的P690QL1试验材料碳当量CEQ=0.52,焊接冷裂纹敏感指数Pcm=0.22,具有一定的冷裂倾向,焊接性一般。焊前需要预热150℃,层间温度200℃以下,焊接后热250℃×2小时。(2)Y接头侧板在板厚45mm的1/3处开K型坡口,先在1/3侧采用低强匹配焊打底,等强匹配焊条填充,再在反面碳刨去除根部焊缝打磨焊接。两侧进行交替5次焊接后,Y接头的侧板变形量最小,接头两侧应力平衡。Y接头两侧焊缝焊趾处采用60~70%搭接量的回火焊道法,比采用搭载量30~40%的回火焊工艺的硬度降低了10%。(3)试验钢在横、立位置采用SMAW、FCAW、SAW工艺,热输入15~20kJ/cm,在适结论1条件下均可以获得良好的焊接接头。但SMAW和FCAW,随着热输入的增加,其立焊位置的低温冲击性能比横焊冲击性能弱,其焊缝晶粒变大,热影响粗晶区板条马氏体的数量多。