ASTM A519 Gr.4130 teräsputkien hitsaus

Erittäin luja teräs ASTM A519 Gr.4130 on keskihiilimoduloitu Cr-Mo-teräs, jolla on erinomainen myötöraja, vetolujuus ja lovin sitkeys. Materiaali tarjoaa korkean hiilipitoisuuden, ja sopiva Cr:n, Mo:n ja muiden alkuaineiden lisääminen voi parantaa sen kovettuvuutta ja peukalointia estävää pehmenemiskykyä, jota on käytetty laajalti merenkulun korkeapaineputkissa. Kemiallisen koostumuksen ja simulaatiokokeiden avulla havaitsimme, että teräs on altis säröilleen tai haurastumiseen lämpövaikutteisella alueella hitsauksen aikana. Teräksen kemiallinen koostumus ja mekaaniset ominaisuudet ovat:

C	Si	Mn	S	P	Cr	Ni	Cu	Mo
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

 

Vetolujuus (MPa)	myötölujuus (Mpa)	Venymä A %	Iskutyö (-40℃ kV /J)	Rockwellin kovuus (HRC)
731	625	21.6	50.52.48.50	20

 

4130 teräsputki hitsausprosessi on herkkä hitsauslämmölle, liian suuri lämmöntuotto aiheuttaa hitsauslämmön vaikutuksen vyöhykkeen Austeniitin rakeisuutta karkeammaksi, liitoksen sitkeys ja murtumiskestävyys heikkenevät; Pieni lämmöntuotto tekee jäähdytysnopeudesta nopean, kovettunut kudos muodostuu helposti ja lisää halkeilutaipumusta. Kokemuksemme mukaan ja yhdistettynä hitsausprosessiin, TIG-hitsauksen lämmönsyöttöä tässä testissä tulisi säätää välillä 1.5 ~ 2.0 kJ /mm ja manuaalisen kaarihitsauksen lämpötehoa välillä 1.8 - 2.5 kJ /mm.

Hyvän hitsausliitoksen laadun saavuttamiseksi suosittelemme seuraavien kohteiden valvontaa:

1) Ohjaa hitsauslämmön vaikutusalueen kovuusarvoa;

2) Ohjaa jäännöshajavetyä. Luokituslaitoksen määräysten mukaan tämän tyyppisten terästen hitsaukseen tulee käyttää matalavetyisiä hitsausmateriaaleja (HDM≤5ml/100g), joten käytimme testissä ESABin OK Tigrod 13.13 argonkaarihitsauslankaa (AWS A5.28ER100S-g). .

3) Säädä liitoksen nimellislujuutta alhaisissa lämpötiloissa (-20℃≥27J).

 

Esilämmitys ja välilämpötila

Esilämmitys on yksi tehokkaista toimenpiteistä kylmähalkeilun estämiseksi. Se voi vähentää vetyä, parantaa kudosta ja vähentää stressiä. AWS D 1.1 Liite Ⅰ ehdottaa esilämmityslämpötilaa 120-150 ℃. Hitsauksen välistä lämpötilaa tulee valvoa tiukasti välillä 150-210 ℃ hitsin liikakasvun välttämiseksi. Urien ja helmien asettelu on asetettu seuraavasti:

 

Hitsausparametrit

Lämmönsyöttö on hitsin saamaa energiaa pituusyksikköä kohti, mikä on pääasiallinen hitsauksen lämpökiertoon vaikuttava tekijä. Toisin sanoen hitsausmateriaalia ja -menetelmää määritettäessä hitsausliitoksen rakenne ja suorituskyky riippuvat pääasiassa hitsauslämmönsyötön koosta, ja väärät hitsausparametrit johtavat liitoksen suorituskyvyn heikkenemiseen. Hitsausparametrit optimoitiin lämmönsiirron ja lämpövaikutusalueen kaksiulotteisen maksimikovuuskaavan mukaan:

Hitsauspassit nro.	langan halkaisija (Mm)	Nykyinen (A)	Jännite (V)	Hitsausnopeus (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

 

Kokeelliset tulokset osoittavat, että myös vetokoetulokset täyttävät vaatimukset:

Näytteen numero	Vetolujuus (mpa)	Murtuman asento
1	785	Hitsausliitokset
2	705	Hitsausliitokset

 

Hitsausliitosten testi

Taivutustesti

Taivutuskoe on testi materiaalin kyvystä kestää muodonmuutoksia. Testaamme sen WE-100-yleistestauskoneessa näytteellä taivutustestiä varten spesifikaatiovaatimusten mukaisesti, ota neljä sivutyyliä 5t (t) perusmetallin paksuudella taivutuskokeessa kulmalla 180°, ei halkeamia. näytteen pinta taivutuksen jälkeen eikä pituus ole suurempi kuin 3 mm mihinkään suuntaan muita vikoja, koetulokset täyttävät vaatimukset.

 

Iskutesti

Iskutesti JB-30B-iskutestauskoneessa, jossa iskukuormitus tekee liitoksen uran murtumisesta, yksikköpinta-alalla kulutettu iskuenergia voi määrittää hitsausliitoksen iskusuorituksen. Iskutestissä käytetään -20° Charpy-iskua, näytteenotto 1-2 mm:n etäisyydellä liitospinnasta, loven sijainti sijaitsee hitsin keskellä, sulatuslinja, sulatuslinja 2 mm, sulatuslinja 5 mm.

Uran asento	yksittäinen vaikutusarvo (J)	Keskimääräinen vaikutusarvo
Hitsauskeskus	112, 140, 94	115
Fuusiolinja	128, 130, 134	131
Fuusiolinja +2mm	134, 128, 118	127
Fuusiolinja +5mm	134, 140, 128	134