冷库货架的选择及焊接工艺

冷库的温度一般在-20℃左右，有时甚至低于-40℃，在这样人造低温环境下空间成本也会较高，无疑会利用货架来提高空间利用率。低温环境下，与常温环境中制作货架的材料及生产工艺也会有很大的区别。不同在哪里呢？先让我们来普及一下相关知识。

*普通碳素结构钢的低温脆变现象

有实验证明，温度在-200℃以下时，普通的钢铁就像虾片一样脆弱。温度低使的金属分子间的活动力降低,物质的刚性会升高,简单说就是越不能承受形变,所以接受外力就容易断裂。20世纪30年代以来，国外发生过多次桥梁构件脆断的事故，经过分析表明，金属或合金低于某个临界温度的条件下，韧性急剧降低，性质变脆。

*低温钢的分类

在低温环境下的设备，桥梁，压力容器等就需要特殊的低温钢来制造。以应对普通钢材的低温脆化现象。在此，我们就不展开论述，只是简单的将目前常用的低温钢进行一下分类。根据不同的锻造工艺将低温钢分为“铁素体低温钢”和“奥氏体低温钢”。

“铁素体低温钢”又分为：

1、低碳锰钢。使Mn/C≈10，降低氧、氮、硫、磷等有害杂质，有的还加入少量铝、铌、钛、钒等元素以细化晶粒。这类钢最低使用温度为－60℃左右。

2、低合金钢。主要有低镍钢(Ni2～4％)、锰镍钼钢(Mn0.6～1.5％,Ni0.2～1.0％，Mo0.4～0.6％，C≤0.25％)、镍铬钼钢(Ni0.7～3.0％，Cr0.4～2.0％，Mo0.2～0.6％，C≤0.25％)。这些钢种的强度高于低碳钢，最低使用温度可达-110℃左右。

3、中（高）合金钢。主要有6％Ni钢、9％Ni钢、36％Ni钢，其中9％Ni钢是应用较广的深冷用钢。这类高镍钢的使用温度可低至-196℃。

“奥氏体低温钢”又分为以下3个系列：

1、Fe-Cr-Ni系。主要为18-8型铬镍不锈耐酸钢。这种钢低温韧性、耐蚀性和工艺性均较好，已不同

程度地应用于各种深冷(-150～269℃)技术中。

2、Fe-Cr-Ni-Mn和Fe-Cr-Ni-Mn-N 系。这类钢种以锰、氮代替部分镍来稳定奥氏体。氮还有强

化作用，使钢具有较高的韧性、极低的磁导率和稳定的奥氏体组织，适用于作超低温无磁钢（即材料的磁导率很小）。

3、Fe-Mn-Al系奥氏体低温无磁钢。是中国研制的节约铬、镍的新钢种，如15Mn26Al4等可部分代替铬镍奥氏体钢,用于-196℃以下的极低温区。

*冷库货架的焊接工艺要求
介绍完冷库货架材料，还得要介绍一下冷库货架的焊接工艺要求。
低温钢可用的典型焊接方法有电弧焊、埋弧焊、熔化极氩弧焊等。

电弧焊是低温钢最常用的焊接方法，它可在各种焊接位置上施焊。其焊接热输入量约是18—30KJ/cm左右。倘若使用低氢型电焊条，可以得到完全令人满意的焊接接头，不但机械性能好，缺口韧性也相当优良。

低温钢埋弧焊的热输入量约有10—22KJ/cm。由于它设备简单，焊接效率高，操作方便，所以用得很广泛。但是由于焊剂的隔热作用，会使冷却速度减慢，所以产生热裂纹的倾向性也较大，加之从焊剂中常可能有杂质和Si进入焊缝金属，这就会更助长这种倾向，因此在采用埋弧焊时要注意焊丝、焊剂的选配和慎重仔细地进行操作。

*CO2气体保护焊所焊成的接头韧性较低，所以在低温钢焊接中不予采用。而常温货架通常采用CO2气体保护焊。

钨极氩弧焊（TIG焊）通常都是手工操作，其焊接热输入量局限在9—15KJ/cm范围内。因此，虽然焊接接头有完全令人满意的性能，但当钢材厚度超过12mm时就完全不适用了。
熔化极氩弧焊(MIG焊)是目前低温钢焊接中应用最广的自动或半自动焊接方法。它的焊接热输入量23—40KJ/cm。根据熔滴过渡方式，它可分为短路过渡工艺（热输入量较低）、射流过渡工艺（热输入量较高）和脉冲射流过渡工艺（热输入量最高）三种。短路过渡MIG焊存在着熔深不够的问题，可能出现熔合不良的缺陷。其他方式MIG焊液存在类似问题，只是程度有所不同。为了使电弧更为集中以取得满意的熔深，可以在充当保护气体的纯氩中渗入百分之几到百分之几十的CO2或O2。合适的百分数应针对所焊的具体钢种通过试验来加以确定。

*冷库货架焊接材料的选择
焊接材料的选择
焊接材料（包括电焊条、焊丝和焊剂等），通常应当根据采用的焊接方法。接头形式和坡口形状以及其他必须的特性来选择。对低温钢来讲，最需要重视的是应使焊缝金属具有足以跟母材相匹配的低温韧性，尽量减少其中扩散氢的含量。

货架是承重设备，安全是货架选材、制作、安装各环节应该遵守的最高原则。必须有专业的态度，高度的责任感和安全意识去实施。上海腾佑货架有限公司用心专业造货架，“做货架，我们是认真的”。