ASTM A519 Gr.4130 강철 튜브의 용접

고강도 강철 ASTM A519 Gr.4130 항복 강도, 인장 강도 및 노치 인성이 우수한 중간 탄소 변조 Cr-Mo 강입니다. 이 소재는 탄소 함량이 높으며 Cr, Mo 및 기타 원소를 적절하게 첨가하면 선박용 고압 라인 튜브에 널리 사용되는 경화성과 변조 방지 연화 경향을 향상시킬 수 있습니다. 화학 성분 및 시뮬레이션 실험을 통해 용접 중 열 영향 영역에서 강철이 균열 또는 취화되기 쉽다는 것을 발견했습니다. 강철의 화학적 조성과 기계적 성질이 있습니다.

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

 

인장 강도 (Mpa)	항복 강도 (Mpa)	연신율 A %	충격 작업 (-40 ℃ kV / J)	로크웰 경도 (HRC)
731	625	21.6	50.52.48.50	20

 

4130 강관 용접 공정은 용접 열 입력에 민감합니다. 너무 큰 열 입력은 용접 열 영향 영역 오스테 나이트 입자를 거칠게 만들고 접합 인성 및 균열 저항을 감소시킵니다. 적은 열 입력으로 냉각 속도가 빨라지고 경화 된 조직이 쉽게 생성되고 균열 경향이 증가합니다. 우리의 경험에 따라 용접 공정과 결합하여 본 시험에서 TIG 용접의 열 입력은 1.5 ~ 2.0kJ / mm 범위에서 제어되어야하며 수동 아크 용접의 열 입력은 1.8 ~ 2.5kJ 범위에서 제어되어야합니다. / mm.

좋은 용접 접합 품질을 얻으려면 다음 항목을 제어하는 ​​것이 좋습니다.

1) 용접 열 영향 영역의 경도 값을 제어합니다.

2) 잔류 확산 수소를 제어합니다. 선급 협회 규정에 따라 저 수소 용접 재료 (HDM≤5ml / 100g)를 사용하여 이러한 종류의 강철을 용접해야하므로 ESAB의 OK Tigrod 13.13 아르곤 아크 용접 와이어 (AWS A5.28ER100S-g)를 테스트에 사용했습니다. .

3) 조인트의 정격 저온 인성 (-20 ℃ ≥27J)을 제어합니다.

 

예열 및 인터 패스 온도

예열은 냉간 균열을 방지하는 효과적인 방법 중 하나입니다. 수소를 줄이고 조직을 개선하며 스트레스를 줄일 수 있습니다. AWS D 1.1 부록 Ⅰ은 120-150 ℃의 예열 온도를 제안합니다. interpass 온도는 용접의 과잉 성장을 피하기 위해 150-210 ℃ 범위 내에서 엄격하게 제어되어야합니다. 그루브 및 비드 레이아웃은 다음과 같이 설정됩니다.

 

용접 매개 변수

열 입력은 단위 길이 당 용접이받는 에너지로, 용접 열주기에 영향을 미치는 주요 요소입니다. 즉, 용접 재료 및 방법을 결정할 때 용접 이음의 구조와 성능은 주로 용접 열 입력의 크기에 따라 달라지며 부적절한 용접 매개 변수는 접합 성능의 저하로 이어집니다. 용접 매개 변수는 열 전달 및 열 영향 영역의 XNUMX 차원 최대 경도 공식에 따라 최적화되었습니다.

용접 통과 No.	와이어 직경 (㎜)	Current (ㅏ)	전압 (V)	용접 속도 (mm / min)
1	2.4	120-130세	14-15세	35
2-7세	2.4	130-140세	15-16세	30-59세
8-10세	2.4	130-140세	15-16세	40-65세

 

실험 결과는 인장 시험 결과가 요구 사항을 충족 함을 보여줍니다.

샘플 번호	인장 강도 (mpa)	골절 위치
1	785	용접 접합
2	705	용접 접합

 

용접 조인트 테스트

굽힘 테스트

굽힘 테스트는 변형을 견디는 재료의 능력을 테스트하는 것입니다. 우리는 사양 요구 사항에 따라 굽힘 테스트를위한 샘플을 사용하여 WE-100 범용 시험기에서 테스트하고, 각도 5 °의 굽힘 테스트에서 모재 두께에 대해 180t (t)의 3 개의 측면 스타일을 취하고, 균열이 없습니다. 굽힘 후 시편의 표면과 길이가 XNUMXmm보다 크지 않은 다른 결함, 실험 결과는 요구 사항을 충족합니다.

 

충격 시험

JB-30B 충격 시험기의 충격 시험, 충격 하중으로 조인트 홈 골절을 만들기 위해 단위 영역에서 소비되는 충격 에너지가 용접 조인트의 충격 성능을 결정할 수 있습니다. 충격 시험은 -20 ° 샤르피 충격을 채택하고, 조인트 표면에서 1-2mm 떨어진 위치에서 샘플링하고, 노치 위치는 용접 중심, 융합 라인, 융합 라인 2mm, 융합 라인 5mm에 있습니다.

그루브 위치	단일 충격 값 (J)	평균 영향 값
용접 센터	112, 140, 94	115
퓨전 라인	128, 130, 134	131
퓨전 라인 + 2mm	134, 128, 118	127
퓨전 라인 + 5mm	134, 140, 128	134