ASTM A519 Gr.4130 çelik boruların kaynağı

Yüksek mukavemetli çelik ASTM A519 Gr.4130 mükemmel akma mukavemeti, çekme mukavemeti ve çentik tokluğuna sahip orta karbon modülasyonlu bir Cr-Mo çeliktir. Malzeme yüksek karbon içeriği sunar ve uygun Cr, Mo ve diğer elementlerin eklenmesi, denizcilik yüksek basınçlı hat tüplerinde yaygın olarak kullanılan sertleştirilebilirliğini ve kurcalamaya karşı yumuşatma eğilimini artırabilir. Kimyasal bileşim ve simülasyon deneyleri yoluyla, çeliğin kaynak sırasında ısıdan etkilenen bir bölgede çatlamaya veya gevrekleşmeye eğilimli olduğunu bulduk. Çeliğin kimyasal bileşimi ve mekanik özelliği vardır:

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

 

Çekme mukavemeti (Mpa)	Verim gücü (Mpa)	uzama %	Darbe çalışması (-40℃ kV /J)	Rockwell sertliği (HRC)
731	625	21.6	50.52.48.50	20

 

4130 çelik boru kaynak işlemi kaynak ısı girdisine duyarlıdır, çok büyük ısı girdisi kaynak ısısından etkilenen bölgenin östenit taneciklerinin kalınlaşmasına, bağlantı tokluğunun ve çatlama direncinin azalmasına neden olur; soğutma hızını hızlandıran küçük ısı girdisi, sertleşmiş dokuyu kolayca üretecek ve çatlama eğilimini artıracaktır. Tecrübelerimize göre ve kaynak prosesi ile birleştirildiğinde, bu testte TIG kaynağının ısı girdisi 1.5 ~ 2.0kJ /mm aralığında kontrol edilmeli ve manuel ark kaynağının ısı girişi 1.8 ~ 2.5kJ aralığında kontrol edilmelidir. /mm.

İyi bir kaynak bağlantısı kalitesi elde etmek için aşağıdaki öğeleri kontrol etmenizi öneririz:

1) Kaynak ısısından etkilenen bölgenin sertlik değerini kontrol edin;

2) Artık dağınık hidrojeni kontrol edin. Sınıflandırma kuruluşunun düzenlemelerine göre, bu tür çeliklerin kaynağında düşük hidrojen kaynak malzemeleri (HDM≤5ml/100g) kullanılmalıdır, bu nedenle testte ESAB'nin OK Tigrod 13.13 argon ark kaynak telini (AWS A5.28ER100S-g) kullandık. .

3) Eklemin düşük sıcaklıktaki tokluğunu kontrol edin (-20℃≥27J).

 

Ön ısıtma ve pasolar arası sıcaklık

Ön ısıtma, soğuk çatlamayı önlemek için etkili önlemlerden biridir. Hidrojeni azaltabilir, dokuyu iyileştirebilir ve stresi azaltabilir. AWS D 1.1 Ek Ⅰ, 120-150 ℃ ön ısıtma sıcaklığını önerir. Kaynak aşırı büyümesini önlemek için pasolar arası sıcaklık 150-210 ℃ aralığında sıkı bir şekilde kontrol edilmelidir. Oluk ve boncuk düzeni şu şekilde ayarlanır:

 

Kaynak parametreleri

Isı girdisi, kaynağın termal döngüsünü etkileyen ana faktör olan birim uzunluk başına kaynak tarafından alınan enerjidir. Başka bir deyişle, kaynak malzemesi ve yöntemi belirlendiğinde, kaynaklı bağlantının yapısı ve performansı esas olarak kaynak ısı girdisinin boyutuna bağlıdır ve uygun olmayan kaynak parametreleri bağlantı performansının bozulmasına yol açacaktır. Kaynak parametreleri, ısı transferi ve ısıdan etkilenen bölgenin iki boyutlu maksimum sertlik formülüne göre optimize edilmiştir:

Kaynak geçer No.	tel çapı (Mm)	akım (A)	Gerilim (V)	Kaynak hızı (mm/dak)
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

 

Deneysel sonuçlar, çekme testi sonuçlarının da gereksinimleri karşıladığını göstermektedir:

Numune No.	Çekme mukavemeti (mpa)	kırık pozisyonu
1	785	Kaynak bağlantıları
2	705	Kaynak bağlantıları

 

Kaynak Bağlantıları Testi

Bükme testi

Bükme testi, bir malzemenin deformasyona dayanma yeteneğinin testidir. Spesifikasyon gereksinimlerine göre bükme testi için bir numune ile WE-100 evrensel test makinesinde test ediyoruz, 5° Açılı bükme testinde ana metal kalınlığı için 180t (t) ile dört yanal stil alıyoruz, üzerinde çatlak yok numunenin yüzeyi büküldükten sonra ve herhangi bir yönde 3 mm'den fazla uzunluk yoksa, diğer kusurlar, deneysel sonuçlar gereksinimleri karşılamaktadır.

 

Darbe testi

JB-30B darbe test makinesinde darbe testi, eklem oluğunu kırmak için darbe yükü ile, birim alanda tüketilen darbe enerjisi, kaynaklı eklemin darbe performansını belirleyebilir. Darbe testi -20° Charpy darbesini benimser, örnekleme eklem yüzeyinden 1-2 mm uzakta, çentik konumu kaynak merkezinde, füzyon hattında, füzyon hattı 2 mm, füzyon hattı 5 mm'de bulunur.

oluk pozisyonu	tek darbe değeri (J)	Ortalama etki değeri
kaynak merkezi	112, 140, 94	115
Füzyon hattı	128, 130, 134	131
Füzyon hattı +2mm	134, 128, 118	127
Füzyon hattı +5mm	134, 140, 128	134