La soldadura de tubería de acero ASTM A519 Gr.4130

Acero de alta resistencia ASTM A519 Gr.4130 es un acero Cr-Mo modulado en carbono medio con excelente límite elástico, resistencia a la tracción y tenacidad a las muescas. El material ofrece un alto contenido de carbono, y la adición adecuada de Cr, Mo y otros elementos puede mejorar su templabilidad y su tendencia al ablandamiento anti-manipulación, que se ha utilizado ampliamente en los tubos de línea de alta presión marinos. A través de experimentos de simulación y composición química, descubrimos que el acero es propenso a agrietarse o fragilizarse en una zona afectada por el calor durante la soldadura. Están la composición química y las propiedades mecánicas del acero:

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 ~

Resistencia a la tracción (Mpa)	Fuerza de producción (Mpa)	Alargamiento A%	Trabajo de impacto (-40 ℃ kV / J)	Dureza Rockwell (HRC)
731	625	21.6	50.52.48.50	20

Tubería de acero 4130 el proceso de soldadura es sensible a la entrada de calor de la soldadura, una entrada de calor demasiado grande hará que la zona afectada por el calor de la soldadura sea más gruesa, la tenacidad de las juntas y la resistencia a las grietas disminuyan; una pequeña entrada de calor que acelera la velocidad de enfriamiento, el tejido endurecido se producirá fácilmente y aumentará la tendencia al agrietamiento. De acuerdo con nuestra experiencia y combinado con el proceso de soldadura, la entrada de calor de la soldadura TIG en esta prueba debe controlarse en el rango de 1.5 ~ 2.0kJ / mm y la de la soldadura por arco manual debe controlarse en el rango de 1.8 ~ 2.5kJ / mm.

Para obtener una buena calidad de las juntas de soldadura, sugerimos controlar los siguientes elementos:

1) Controlar el valor de dureza de la zona afectada por el calor de soldadura;

2) Controle el hidrógeno difuso residual. De acuerdo con las regulaciones de la sociedad de clasificación, los materiales de soldadura con bajo contenido de hidrógeno (HDM≤5ml / 100g) deben usarse para soldar este tipo de acero, por lo que utilizamos el alambre de soldadura por arco de argón OK Tigrod 13.13 de ESAB (AWS A5.28ER100S-g) en la prueba. .

3) Controle la tenacidad nominal a baja temperatura de la junta (-20 ℃ ≥27J).

Temperatura de precalentamiento y entre pasadas

El precalentamiento es una de las medidas eficaces para evitar el agrietamiento en frío. Puede reducir el hidrógeno, mejora los tejidos y reduce el estrés. AWS D 1.1 Anexo Ⅰ sugiere la temperatura de precalentamiento de 120-150 ℃. La temperatura entre pasadas debe controlarse estrictamente dentro del rango de 150-210 ℃ para evitar el crecimiento excesivo de la soldadura. El diseño de la ranura y el cordón se establece así:

Parámetros de soldadura

La entrada de calor es la energía que recibe la soldadura por unidad de longitud, que es el factor principal que afecta el ciclo térmico de la soldadura. Es decir, cuando se determina el material y el método de soldadura, la estructura y el rendimiento de la junta soldada dependen principalmente del tamaño de la entrada de calor de la soldadura, y los parámetros de soldadura inadecuados conducirán al deterioro del rendimiento de la junta. Los parámetros de soldadura se optimizaron de acuerdo con la fórmula bidimensional de dureza máxima de transferencia de calor y zona afectada por el calor:

Pases de soldadura No.	diámetro del cable (Mm)	Current (UNA)	Tensión (V)	Velocidad de soldadura (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

Los resultados experimentales muestran que los resultados de la prueba de tracción también cumplen los requisitos:

Muestra No.	Resistencia a la tracción （mpa）	Posición de fractura
1	785	Uniones soldadas
2	705	Uniones soldadas

Prueba de juntas de soldadura

Test de doblado

La prueba de flexión es una prueba de la capacidad de un material para resistir la deformación. Lo probamos en la máquina de prueba universal WE-100 con una muestra para la prueba de flexión de acuerdo con los requisitos de la especificación, tomamos cuatro estilos laterales con 5t (t) para el espesor del metal base en la prueba de flexión con un ángulo de 180 °, sin grietas en el superficie de la muestra después de la flexión y no hay una longitud mayor de 3 mm en cualquier dirección otros defectos, los resultados experimentales cumplen con los requisitos.

Prueba de impacto

Prueba de impacto en la máquina de prueba de impacto JB-30B, con carga de impacto para hacer que la ranura de la junta se fracture, la energía de impacto consumida en el área de la unidad puede determinar el rendimiento de impacto de la junta soldada. La prueba de impacto adopta un impacto Charpy de -20 °, muestreando en una posición de 1-2 mm de distancia de la superficie de la junta, la posición de la muesca se encuentra en el centro de soldadura, la línea de fusión, la línea de fusión 2 mm, la línea de fusión 5 mm.

Posición de la ranura	valor de impacto único (J)	Valor de impacto medio
Centro de soldadura	112, 140, 94	115
Línea Fusion	128, 130, 134	131
Línea de fusión + 2 mm	134, 128, 118	127
Línea de fusión + 5 mm	134, 140, 128	134