Сварка стальных труб ASTM A519 Gr.4130

Высокопрочная сталь ASTM A519 Gr.4130 представляет собой среднеуглеродистую модулированную хромомолибденовую сталь с превосходным пределом текучести, пределом прочности на разрыв и ударной вязкостью. Этот материал имеет высокое содержание углерода, а соответствующее добавление Cr, Mo и других элементов может улучшить его закаливаемость и способность к размягчению, препятствующему вмешательству, что широко используется в морских трубопроводах высокого давления. С помощью экспериментов по химическому составу и моделирования мы обнаружили, что сталь склонна к растрескиванию или охрупчиванию в зоне термического влияния во время сварки. Различают химический состав и механические свойства стали:

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

Прочность на растяжение (МПа)	Предел текучести (МПа)	Относительное удлинение A%	Ударная работа (-40 ℃ кВ / Дж)	Твердость по Роквеллу (HRC)
731	625	21.6	50.52.48.50	20

4130 стальная труба сварочный процесс чувствителен к подводимому при сварке теплу, слишком большое тепловложение приведет к тому, что зона термического влияния при сварке станет более крупной. небольшая тепловая нагрузка, обеспечивающая высокую скорость охлаждения, позволяет легко производить затвердевшую ткань и повышать склонность к растрескиванию. Согласно нашему опыту и в сочетании со сварочным процессом, тепловложение при сварке TIG в этом испытании должно контролироваться в диапазоне 1.5 ~ 2.0 кДж / мм, а при ручной дуговой сварке - в диапазоне 1.8 ~ 2.5 кДж. / мм.

Для получения хорошего качества сварных швов мы предлагаем контролировать следующие позиции:

1) Контролировать значение твердости зоны термического влияния сварки;

2) Контроль остаточного рассеянного водорода. В соответствии с правилами классификационного общества для сварки таких сталей должны использоваться сварочные материалы с низким содержанием водорода (HDM≤5 мл / 100 г), поэтому в испытаниях мы использовали аргонно-дуговую сварочную проволоку ESAB OK Tigrod 13.13 (AWS A5.28ER100S-g). .

3) Контролировать номинальную низкотемпературную вязкость соединения (-20 ℃ ≥27 Дж).

Температура предварительного нагрева и промежуточного прохода

Предварительный нагрев - одна из эффективных мер предотвращения образования холодных трещин. Он может уменьшить водород, улучшить состояние тканей и снизить стресс. AWS D 1.1 Приложение Ⅰ предлагает температуру предварительного нагрева 120–150 ℃. Температура между проходами должна строго контролироваться в диапазоне 150-210 ℃, чтобы избежать чрезмерного роста сварного шва. Расположение канавок и бортов задается следующим образом:

Параметры сварки

Подвод тепла - это энергия, получаемая сварным швом на единицу длины, которая является основным фактором, влияющим на тепловой цикл сварки. Иными словами, когда определены сварочный материал и метод, структура и характеристики сварного соединения в основном зависят от величины подводимого тепла при сварке, а неправильные параметры сварки приведут к ухудшению характеристик соединения. Параметры сварки оптимизированы по двумерной формуле максимальной твердости теплопередачи и зоны термического влияния:

Сварочные проходы No.	диаметр провода (Мм)	Текущий (К)	напряжение (В)	Скорость сварки (мм / мин)
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

Результаты экспериментов показывают, что результаты испытаний на растяжение также соответствуют требованиям:

№ образца	Прочность на растяжение (МПа)	Положение перелома
1	785	Сварные соединения
2	705	Сварные соединения

Проверка сварных соединений

Тест на изгиб

Испытание на изгиб - это проверка способности материала противостоять деформации. Мы тестируем его на универсальной испытательной машине WE-100 с образцом для испытания на изгиб в соответствии с требованиями спецификации, берем четыре боковых стиля с 5t (t) для толщины основного металла при испытании на изгиб под углом 180 °, трещины на поверхности отсутствуют. Поверхность образца после изгиба не имеет длины более 3 мм в любом направлении, другие дефекты, результаты экспериментов соответствуют требованиям.

Испытание на удар

Испытание на удар в ударной испытательной машине JB-30B, с ударной нагрузкой для разрушения канавки соединения, энергия удара, потребляемая на единицу площади, может определять ударные характеристики сварного соединения. Испытание на удар включает удар по Шарпи -20 °, отбор проб в положении 1-2 мм от поверхности соединения, положение надреза находится в центре сварного шва, линия сплавления, линия сплавления 2 мм, линия сплавления 5 мм.

Положение канавки	величина одиночного удара (Дж)	Средняя величина удара
Сварочный центр	112, 140, 94	115
Линия Fusion	128, 130, 134	131
Линия плавления + 2 мм	134, 128, 118	127
Линия плавления + 5 мм	134, 140, 128	134