ASTM A519Gr.4130鋼管の溶接

高張力鋼ASTMA519 Gr.4130 は、優れた降伏強度、引張強度、およびノッチ靭性を備えた中炭素変調Cr-Mo鋼です。 この材料は高い炭素含有量を提供し、Cr、Mo、およびその他の元素を適切に添加することで、海洋高圧ラインチューブで広く使用されている焼入れ性と改ざん防止軟化傾向を改善できます。 化学組成とシミュレーション実験を通じて、鋼は溶接中に熱影響部で亀裂や脆化を起こしやすいことがわかりました。 鋼の化学組成と機械的性質があります：

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

 

引張強さ（Mpa）	降伏強さ（Mpa）	伸びA％	衝撃加工（-40℃kV / J）	ロックウェル硬度（HRC）
731	625	21.6	50.52.48.50	20

 

4130鋼管 溶接プロセスは溶接入熱に敏感です。入熱が大きすぎると、溶接熱影響部が粗くなり、接合靭性と耐亀裂性が低下します。 小さな入熱により冷却速度が速くなり、硬化した組織が容易に生成され、亀裂の傾向が高まります。 私たちの経験によると、溶接プロセスと組み合わせて、このテストでのTIG溶接の入熱は、1.5〜2.0kJ / mmの範囲で制御する必要があり、手動アーク溶接の入熱は、1.8〜2.5kJの範囲で制御する必要があります。 /んん。

良好な溶接継手品質を得るために、以下の項目を管理することをお勧めします。

1）溶接熱影響部の硬度値を制御します。

2）残留拡散水素を制御します。 船級協会の規定により、この種の鋼の溶接には低水素溶接材料（HDM≤5ml/ 100g）を使用する必要があるため、テストではESABのOK Tigrod 13.13アルゴンアーク溶接ワイヤー（AWS A5.28ER100S-g）を使用しました。 。

3）接合部の定格低温靭性（-20℃≥27J）を制御します。

 

予熱とパス間温度

予熱は、コールドクラックを防ぐための効果的な対策の1.1つです。 水素を減らし、組織を改善し、ストレスを減らすことができます。 AWS D 120AnnexⅠは、150〜150℃の予熱温度を提案しています。 溶接部の過成長を防ぐために、パス間温度は210〜XNUMX℃の範囲内で厳密に制御する必要があります。 溝とビードのレイアウトは次のように設定されます。

 

溶接パラメータ

入熱は、単位長さあたりの溶接部が受け取るエネルギーであり、溶接部の熱サイクルに影響を与える主な要因です。 つまり、溶接材料と溶接方法を決定する際、溶接継手の構造と性能は主に溶接入熱の大きさに依存し、不適切な溶接パラメータは継手性能の低下につながります。 溶接パラメータは、熱伝達と熱影響部のXNUMX次元最大硬度式に従って最適化されました。

溶接パスNo.	線径 （MM）	電流プローブ （あ）	電圧 （五）	溶接速度（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

 

実験結果は、引張試験結果も要件を満たしていることを示しています。

サンプル番号	引張強さ（mpa）	骨折位置
1	785	溶接継手
2	705	溶接継手

 

溶接継手試験

曲げ試験

曲げ試験は、変形に耐える材料の能力の試験です。 WE-100万能試験機で仕様要件に応じた曲げ試験用サンプルを使用して試験し、角度5°の曲げ試験で母材の厚さを180t（t）にして3つの横方向スタイルを取り、亀裂はありません。曲げ後の試験片の表面で、他の欠陥のいずれの方向にもXNUMX mmを超える長さがない場合、実験結果は要件を満たしています。

 

衝撃試験

JB-30B衝撃試験機での衝撃試験では、接合部の溝を破壊するための衝撃荷重を使用して、単位面積で消費される衝撃エネルギーによって、溶接継手の衝撃性能を決定できます。 衝撃試験は-20°シャルピー衝撃を採用し、接合面から1〜2mmの位置でサンプリングし、ノッチ位置は溶接中心、溶融線、溶融線2mm、溶融線5mmにあります。

溝の位置	単一衝撃値（J）	平均影響値
溶接センター	112、140、94	115
フュージョンライン	128、130、134	131
フュージョンライン+ 2mm	134、128、118	127
フュージョンライン+ 5mm	134、140、128	134