随着中国经济的高速发展,对能源的需求更加迫切。液化天然气(LNG)作为绿色清洁能源,将成为能源发展的重点。然而,作为制造LNG储罐的关键材料低温用9Ni钢及焊接技术,国内仍属空白。对其进行有关试验研究具有重要的工程意义。针对国产新研制的9Ni钢,在对国内外相关资料进行了大量的收集和研究的基础上,综合分析了9Ni钢的焊接性能、焊接材料、焊接方法及焊接工艺。采用焊接热模拟和试板焊接两种方法对国产9Ni钢焊接工艺进行了试验研究,用JBD-300低温Charpy冲击试验机、硬度测试仪和MTS 809 Axial测试系统对热模拟试样和焊接接头低温力学性能进行了测试。为探明焊接工艺对接头组织与低温断裂韧性的影响规律,对试样进行了光学显微观察、电子扫描电镜分析和X-衍射等试验。试验结果表明:单道热模拟试验中,当峰值温度为560℃时,低温韧性最好,-165℃低温Charpy-V形冲击功为257J。9Ni钢1350℃粗晶区冲击功在50J～90J之间,与母材(268J)相比,下降了许多。低温冲击功随线能量的增大,整体呈降低的趋势。对粗晶区的二次热模拟试验表明在沿熔合线的粗晶区有脆化区的存在。在二次热循环作用下,形成紧靠熔合线的若干小块的低温韧性较低的区域,包括原粗晶区、未改变粗晶区和临界粗晶区,这是热影响区中裂纹最易形成与扩展的区域。国产9Ni钢在含C量很低,以及洁净度极高的情况下,能改善其粗晶区的组织因焊接冷却时的冷速过快而产生的组织遗传现象。这样,在二次热循环时,可显著的起到细化晶粒,改善性能的作用。在对国产9Ni钢的焊接试验研究表明,采用小线能量,低层间温度,多层多道焊接可有效提高9Ni钢接头的低温韧性。在线能量达到37kJ/cm时,热影响区的粗晶区低温韧性仍具有较高的水平,-165℃下为62J。在保证进行多层多道焊、低层间温度的基础上,可把线能量适当提高,以提高焊接效率。