La saldatura di tubi in acciaio ASTM A519 Gr.4130

Acciaio ad alta resistenza ASTM A519 Gr.4130 è un acciaio Cr-Mo a modulazione di carbonio medio con un'eccellente resistenza allo snervamento, resistenza alla trazione e tenacità all'intaglio. Il materiale offre un alto contenuto di carbonio e l'aggiunta appropriata di Cr, Mo e altri elementi può migliorare la sua induribilità e la tendenza all'ammorbidimento anti-manomissione, che è stata ampiamente utilizzata nei tubi di linea ad alta pressione marini. Attraverso la composizione chimica e gli esperimenti di simulazione, abbiamo scoperto che l'acciaio tende a rompersi o infragilirsi in una zona interessata dal calore durante la saldatura. Esistono la composizione chimica e le proprietà meccaniche dell'acciaio:

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

 

Resistenza alla trazione (Mpa)	Resistenza allo snervamento (Mpa)	Allungamento A%	Lavoro a impatto (-40 ℃ kV / J)	Durezza Rockwell (HRC)
731	625	21.6	50.52.48.50	20

 

4130 tubo in acciaio il processo di saldatura è sensibile all'apporto di calore della saldatura, un apporto di calore troppo grande causerà la zona interessata dal calore della saldatura Grana di austenite più grossolana, tenacità del giunto e resistenza alle cricche diminuite; piccolo apporto di calore che rende la velocità di raffreddamento veloce, il tessuto indurito sarà prodotto facilmente e aumenterà la tendenza alla rottura. Secondo la nostra esperienza e in combinazione con il processo di saldatura, l'apporto di calore della saldatura TIG in questo test dovrebbe essere controllato nell'intervallo di 1.5 ~ 2.0 kJ / mm e quello della saldatura ad arco manuale dovrebbe essere controllato nell'intervallo di 1.8 ~ 2.5 kJ / mm.

Per ottenere una buona qualità dei giunti saldati, suggeriamo di controllare i seguenti elementi:

1) Controllare il valore di durezza della zona termicamente alterata di saldatura;

2) Controllo dell'idrogeno diffuso residuo. Secondo le normative della società di classificazione, per la saldatura di questo tipo di acciaio dovrebbero essere utilizzati materiali di saldatura a basso contenuto di idrogeno (HDM≤5ml / 100g), quindi nel test abbiamo utilizzato il filo per saldatura ad arco di argon OK Tigrod 13.13 di ESAB (AWS A5.28ER100S-g) .

3) Controllare la tenacità nominale a bassa temperatura del giunto (-20 ℃ ≥27J).

 

Temperatura di preriscaldamento e interpass

Il preriscaldamento è una delle misure efficaci per prevenire il cracking a freddo. Può ridurre l'idrogeno, migliora i tessuti e riduce lo stress. AWS D 1.1 Allegato Ⅰ suggerisce la temperatura di preriscaldamento di 120-150 ℃. La temperatura di interpass dovrebbe essere controllata rigorosamente entro la gamma di 150-210 ℃ per evitare la crescita eccessiva della saldatura. Il layout di scanalatura e tallone è impostato in questo modo:

 

Parametri di saldatura

L'apporto termico è l'energia ricevuta dalla saldatura per unità di lunghezza, che è il principale fattore che influenza il ciclo termico di saldatura. Vale a dire, quando vengono determinati il ​​materiale e il metodo di saldatura, la struttura e le prestazioni del giunto saldato dipendono principalmente dalle dimensioni dell'apporto termico di saldatura e parametri di saldatura impropri porteranno al deterioramento delle prestazioni del giunto. I parametri di saldatura sono stati ottimizzati in base alla formula bidimensionale di massima durezza del trasferimento di calore e della zona termicamente alterata:

Passaggi di saldatura n.	diametro del filo (Mm)	Corrente (UN)	Tensione V）	Velocità di saldatura (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

 

I risultati sperimentali mostrano che i risultati della prova di trazione soddisfano anche i requisiti:

Campione n.	Resistenza alla trazione （mpa）	Posizione della frattura
1	785	Saldare i giunti
2	705	Saldare i giunti

 

Test dei giunti di saldatura

Prova di flessione

Il test di piegatura è un test della capacità di un materiale di resistere alla deformazione. Lo testiamo nella macchina di prova universale WE-100 con un campione per la prova di flessione secondo i requisiti delle specifiche, prendiamo quattro stili laterali con 5t (t) per lo spessore del metallo di base nella prova di piegatura con un angolo di 180 °, nessuna crepa sul superficie del provino dopo la piegatura e non c'è lunghezza è maggiore di 3 mm in qualsiasi direzione altri difetti, i risultati sperimentali soddisfano i requisiti.

 

Test d'impatto

Prova di impatto nella macchina per prove di impatto JB-30B, con carico di impatto per rendere la frattura della scanalatura del giunto, l'energia di impatto consumata sull'area dell'unità può determinare le prestazioni di impatto del giunto saldato. Il test di impatto adotta un impatto Charpy di -20 °, campionando in una posizione a 1-2 mm dalla superficie del giunto, la posizione della tacca si trova nel centro di saldatura, la linea di fusione, la linea di fusione 2 mm, la linea di fusione 5 mm.

Posizione scanalatura	valore di impatto singolo (J)	Valore medio di impatto
Centro di saldatura	112, 140, 94	115
Linea Fusion	128, 130, 134	131
Linea Fusion + 2mm	134, 128, 118	127
Linea Fusion + 5mm	134, 140, 128	134