Das Schweißen von ASTM A519 Gr.4130 Stahlrohren

Hochfester Stahl ASTM A519 Gr.4130 ist ein mittelkohlenstoffmodulierter Cr-Mo-Stahl mit ausgezeichneter Streckgrenze, Zugfestigkeit und Kerbzähigkeit. Das Material bietet einen hohen Kohlenstoffgehalt, und die geeignete Zugabe von Cr, Mo und anderen Elementen kann seine Härtbarkeit und manipulationssichere Erweichungsneigung verbessern, die in Marine-Hochdruckleitungsrohren weit verbreitet ist. Durch chemische Zusammensetzung und Simulationsexperimente haben wir festgestellt, dass der Stahl während des Schweißens in einer Wärmeeinflusszone zu Rissen oder Versprödung neigt. Es gibt die chemische Zusammensetzung und die mechanischen Eigenschaften des Stahls:

0.28 ~ 0.33

0.15 ~ 0.35

0.40 ~ 0.60

≤ 0.040

≤ 0.035

0.80 ~ 1.10

≤ 0.030

≤ 0.03

0.15 ~ 0.25

Zugfestigkeit (MPa)	Streckgrenze (MPa)	Dehnung A%	Schlagarbeit (-40 ℃ kV / J)	Rockwell-Härte (HRC)
731	625	21.6	50.52.48.50	20

4130 Stahlrohr Der Schweißprozess reagiert empfindlich auf den Schweißwärmeeintrag. Ein zu großer Wärmeeintrag führt dazu, dass die Schweißwärmeeinflusszone austenitischer wird. Durch den geringen Wärmeeintrag, der die Abkühlgeschwindigkeit beschleunigt, wird das gehärtete Gewebe leicht erzeugt und die Rissneigung erhöht. Nach unserer Erfahrung und in Kombination mit dem Schweißverfahren sollte der Wärmeeintrag des WIG-Schweißens in diesem Test im Bereich von 1.5 bis 2.0 kJ / mm und der des manuellen Lichtbogenschweißens im Bereich von 1.8 bis 2.5 kJ geregelt werden / mm.

Um eine gute Qualität der Schweißverbindungen zu erzielen, empfehlen wir, die folgenden Punkte zu kontrollieren:

1) Kontrollieren Sie den Härtewert der Schweißwärmeeinflusszone;

2) Kontrollieren Sie den restlichen diffundierten Wasserstoff. Gemäß den Vorschriften der Klassifikationsgesellschaft sollten zum Schweißen dieser Art von Stahl schweißstoffarme Schweißmaterialien (HDM ≤ 5 ml / 100 g) verwendet werden. Daher haben wir im Test den Argon-Lichtbogenschweißdraht OK Tigrod 13.13 (AWS A5.28ER100S-g) von ESAB verwendet .

3) Kontrollieren Sie die Niedertemperaturzähigkeit der Verbindung (-20 ℃ ≥27J).

Vorheizen und Zwischenlagentemperatur

Das Vorheizen ist eine der wirksamen Maßnahmen, um Kälterisse zu vermeiden. Es kann Wasserstoff reduzieren, das Gewebe verbessern und Stress reduzieren. AWS D 1.1 Anhang Ⅰ schlägt die Vorheiztemperatur von 120-150 ℃ vor. Die Zwischenlagentemperatur sollte streng im Bereich von 150-210 ° C geregelt werden, um ein Überwachsen der Schweißnähte zu vermeiden. Rillen- und Perlenlayout sind wie folgt eingestellt:

Schweißparameter

Der Wärmeeintrag ist die Energie, die die Schweißnaht pro Längeneinheit erhält. Dies ist der Hauptfaktor, der den thermischen Schweißzyklus beeinflusst. Das heißt, wenn das Schweißmaterial und das Schweißverfahren bestimmt werden, hängen die Struktur und die Leistung der Schweißverbindung hauptsächlich von der Größe des Schweißwärmeeintrags ab, und falsche Schweißparameter führen zu einer Verschlechterung der Verbindungsleistung. Die Schweißparameter wurden gemäß der zweidimensionalen Formel für die maximale Härte der Wärmeübertragung und der Wärmeeinflusszone optimiert:

Schweißdurchgänge Nr.	Kabeldurchmesser (Mm)	Strom (EIN)	Stromspannung V）	Schweißgeschwindigkeit (mm / min)
1	2.4	120-130	14-15	35
2-7	2.4	130-140	15-16	30-59
8-10	2.4	130-140	15-16	40-65

Die experimentellen Ergebnisse zeigen, dass die Ergebnisse der Zugversuche auch die Anforderungen erfüllen:

Proben-Nr.	Zugfestigkeit （mpa）	Bruchposition
1	785	Schweißverbindungen
2	705	Schweißverbindungen

Schweißverbindungstest

Bigsamkeitstest

Der Biegetest ist ein Test der Fähigkeit eines Materials, Verformungen standzuhalten. Wir testen es in der Universalprüfmaschine WE-100 mit einem Muster für den Biegetest gemäß den Spezifikationsanforderungen. Nehmen Sie vier seitliche Stile mit 5 t (t) für die Grundmetalldicke im Biegetest mit einem Winkel von 180 °, ohne Riss am Oberfläche der Probe nach dem Biegen und es gibt keine Länge größer als 3 mm in irgendeiner Richtung andere Defekte, die experimentellen Ergebnisse erfüllen die Anforderungen.

Aufpralltest

Schlagprüfung in einer Schlagprüfmaschine JB-30B mit Stoßbelastung, um den Bruch der Verbindungsnut zu verursachen, kann die auf der Einheitsfläche verbrauchte Aufprallenergie die Schlagleistung der Schweißverbindung bestimmen. Der Schlagversuch nimmt einen Charpy-Schlag von -20 ° an, wobei die Probenahme an einer Position 1-2 mm von der Verbindungsoberfläche entfernt erfolgt. Die Kerbposition befindet sich in der Schweißmitte, der Schmelzlinie, der Schmelzlinie 2 mm und der Schmelzlinie 5 mm.

Nutposition	Einzelschlagwert (J)	Durchschnittlicher Aufprallwert
Schweißmitte	112, 140, 94	115
Fusionslinie	128, 130, 134	131
Fusionslinie + 2mm	134, 128, 118	127
Fusionslinie + 5mm	134, 140, 128	134