A soldagem de tubos de aço ASTM A519 Gr.4130

Aço de alta resistência ASTM A519 Gr.4130 é um aço Cr-Mo modulado de médio carbono com excelente resistência ao escoamento, resistência à tração e tenacidade ao entalhe. O material oferece um alto teor de carbono e a adição apropriada de Cr, Mo e outros elementos pode melhorar sua temperabilidade e tendência de amolecimento anti-adulteração, que tem sido amplamente utilizada em tubos de linha de alta pressão marítima. Por meio de experimentos de composição química e simulação, descobrimos que o aço está sujeito a rachaduras ou fragilização em uma zona afetada pelo calor durante a soldagem. Existem a composição química e as propriedades mecânicas do aço:

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 ~

 

Resistência à tração (Mpa)	Força de rendimento (Mpa)	Alongamento A%	Trabalho de impacto (-40 ℃ kV / J)	Dureza Rockwell (HRC)
731	625	21.6	50.52.48.50	20

 

Tubo de aço 4130 o processo de soldagem é sensível à entrada de calor de soldagem, a entrada de calor muito grande fará com que a zona afetada pelo calor da soldagem Grão de austenita mais grosso, a tenacidade da junta e a resistência a rachaduras diminuam; pequena entrada de calor tornando a velocidade de resfriamento rápida, o tecido endurecido será produzido facilmente e aumentará a tendência a rachaduras. De acordo com nossa experiência e combinada com o processo de soldagem, a entrada de calor da soldagem TIG neste teste deve ser controlada na faixa de 1.5 ~ 2.0kJ / mm e a da soldagem a arco manual deve ser controlada na faixa de 1.8 ~ 2.5kJ /milímetros.

A fim de obter boa qualidade de juntas de solda, sugerimos controlar os seguintes itens:

1) Controlar o valor de dureza da zona afetada pelo calor de soldagem;

2) Controle o hidrogênio difuso residual. De acordo com os regulamentos da sociedade de classificação, materiais de soldagem com baixo teor de hidrogênio (HDM≤5ml / 100g) devem ser usados ​​para soldar este tipo de aço, então usamos o arame de solda a arco de argônio OK Tigrod 13.13 da ESAB (AWS A5.28ER100S-g) no teste .

3) Controle a resistência nominal da junta a baixas temperaturas (-20 ℃ ≥27J).

 

Temperatura de pré-aquecimento e interpass

O pré-aquecimento é uma das medidas eficazes para prevenir a fissuração a frio. Pode reduzir o hidrogênio, melhora o tecido e reduz o estresse. AWS D 1.1 Anexo Ⅰ sugere a temperatura de pré-aquecimento de 120-150 ℃. A temperatura de interpasse deve ser estritamente controlada dentro da faixa de 150-210 ℃ para evitar o crescimento excessivo da solda. O layout da ranhura e do cordão são definidos assim:

 

Parâmetros de soldagem

A entrada de calor é a energia recebida pela solda por unidade de comprimento, que é o principal fator que afeta o ciclo térmico da soldagem. Ou seja, quando o material e o método de soldagem são determinados, a estrutura e o desempenho da junta soldada dependem principalmente do tamanho da entrada de calor de soldagem, e parâmetros de soldagem inadequados levarão à deterioração do desempenho da junta. Os parâmetros de soldagem foram otimizados de acordo com a fórmula de dureza máxima bidimensional de transferência de calor e zona afetada pelo calor:

Número de passes de soldagem	diâmetro do fio (MM)	Atual (UMA)	Voltagem (V)	Velocidade de soldagem (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

 

Os resultados experimentais mostram que os resultados do teste de tração também atendem aos requisitos:

Amostra No.	Resistência à tração （mpa）	Posição de fratura
1	785	Juntas de solda
2	705	Juntas de solda

 

Teste de juntas de soldagem

Teste de flexão

O teste de dobra é um teste da capacidade de um material de resistir à deformação. Nós o testamos na máquina de ensaio universal WE-100 com uma amostra para teste de flexão de acordo com os requisitos da especificação, tomamos quatro estilos laterais com 5t (t) para a espessura do metal base em teste de flexão com ângulo de 180 °, sem trinca no superfície do corpo de prova após a flexão e não houver comprimento é maior que 3 mm em qualquer direção outros defeitos, os resultados experimentais atendem aos requisitos.

 

Teste de impacto

Teste de impacto na máquina de teste de impacto JB-30B, com carga de impacto para fazer a fratura da ranhura da junta, a energia de impacto consumida na área da unidade pode determinar o desempenho de impacto da junta soldada. O teste de impacto adota um impacto Charpy de -20 °, amostrando em uma posição 1-2 mm de distância da superfície da junta, a posição do entalhe está localizada no centro de solda, a linha de fusão, a linha de fusão 2 mm, a linha de fusão 5 mm.

Posição do sulco	valor de impacto único (J)	Valor médio de impacto
Centro de soldagem	112, 140, 94	115
Linha de fusão	128, 130, 134	131
Linha de fusão + 2 mm	134, 128, 118	127
Linha de fusão + 5 mm	134, 140, 128	134