KR100302400B1 - Method for evaluating weldability of welded thick plate with ease - Google Patents

Method for evaluating weldability of welded thick plate with ease Download PDF

Info

Publication number
KR100302400B1
KR100302400B1 KR1019980056605A KR19980056605A KR100302400B1 KR 100302400 B1 KR100302400 B1 KR 100302400B1 KR 1019980056605 A KR1019980056605 A KR 1019980056605A KR 19980056605 A KR19980056605 A KR 19980056605A KR 100302400 B1 KR100302400 B1 KR 100302400B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
punch
thick plate
toughness
hole
sample
Prior art date
Application number
KR1019980056605A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20000040863A (en
Inventor
최광
Original Assignee
이구택
포항종합제철 주식회사
신현준
재단법인 포항산업과학연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 이구택, 포항종합제철 주식회사, 신현준, 재단법인 포항산업과학연구원 filed Critical 이구택
Priority to KR1019980056605A priority Critical patent/KR100302400B1/en
Publication of KR20000040863A publication Critical patent/KR20000040863A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100302400B1 publication Critical patent/KR100302400B1/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/30Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying a single impulsive force, e.g. by falling weight
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/28Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
    • G01N1/34Purifying; Cleaning
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/28Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
    • G01N1/286Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q involving mechanical work, e.g. chopping, disintegrating, compacting, homogenising
    • G01N2001/2873Cutting or cleaving
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/0058Kind of property studied
    • G01N2203/006Crack, flaws, fracture or rupture
    • G01N2203/0062Crack or flaws
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/0058Kind of property studied
    • G01N2203/006Crack, flaws, fracture or rupture
    • G01N2203/0067Fracture or rupture

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

본 발명은 후판의 용접부 인성을 보다 정확하고 간단하게 평가하여 정량화할 수 있는, 정량화가 용이한 후판의 용접부 인성 평가시험방법에 관한 것으로서,The present invention relates to a weld plate toughness evaluation test method of a thick plate that can be easily quantitated by quantifying the weld plate toughness of the thick plate more accurately and simply,

후판을 용접한 후, 소정크기로 기계가공에 의해 막대형상의 샘플을 채취한 다음, 그 샘플을 얇은 사각판형상으로 가공하는 단계를 거쳐 시편을 제조하고, 그 시편의 양단부를 고정하며, 파괴인성측정부위에 펀치에 의해 힘을 가함으로써 균열이 발생하는 것을 관찰하여 후판의 용접부 및 모재의 파괴인성을 평가하는 시험방법에 있어서, 상기 시편제조단계는, 파괴인성을 평가하기 위한 부분에 펀치의 직경보다 적은 크기의 직경을 가지도록 관통구멍을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 관통구멍과 펀치의 중심과를 일치시켜 관통구멍 주변에서 가장 큰 변형 및 균열이 발생한 상태를 그대로 정량화하여 파괴인성의 특성으로 함을 특징으로 한다.After welding the thick plate, a sample of rod shape is taken by machining to a predetermined size, and then the sample is manufactured by processing the sample into a thin rectangular plate shape, and then fixed to both ends of the sample, and fracture toughness. In the test method for evaluating the fracture toughness of the welded part and the base metal of the thick plate by observing the occurrence of cracking by applying a force by the punch to the measurement site, the specimen manufacturing step, the diameter of the punch in the portion for evaluating the fracture toughness And forming a through hole to have a smaller diameter, and matching the center of the through hole with the center of the punch to quantify the state of the largest deformation and crack in the periphery of the through hole. It is characterized by.

Description

정량화가 용이한 후판의 용접부 인성 평가시험방법{METHOD FOR EVALUATING WELDABILITY OF WELDED THICK PLATE WITH EASE}Toughness Evaluation Test Method for Thick Plates with Easier Quantification {METHOD FOR EVALUATING WELDABILITY OF WELDED THICK PLATE WITH EASE}

본 발명은 후판의 용접부 인성을 보다 정확하고 간단하게 평가하여 정량화할 수 있는, 정량화가 용이한 후판의 용접부 인성 평가시험방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for evaluating weld toughness of a thick plate that can be easily quantified by quantifying weld toughness of a thick plate more accurately and simply.

일반적으로 용접구조물의 용접열영향부(HAZ)는 용접열이력의 상이와 용접시의 주변여건에 따라 매우 복잡하고 다양한 조직이 형성되어 경도 및 취성등 기계적 성질이 변화한다.In general, the weld heat affected zone (HAZ) of the welded structure is very complicated and various structures are formed according to the difference in the weld heat history and the surrounding conditions during welding, the mechanical properties such as hardness and brittleness change.

뿐만 아니라 용접시에 발생된 3축성의 불균일한 잔류응력과 수소의 흡수는 조직의 불연속성등과 복합적으로 작용하여, HAZ의 파괴인성을 저하시키는 요인으로 되고 있다.In addition, the triaxial nonuniform residual stress and hydrogen absorption generated during welding act in combination with the discontinuity of the structure, resulting in deterioration of fracture toughness of HAZ.

따라서, 모재와 함께 용접금속 및 HAZ의 정확한 파괴강도 평가는 용접구조물의 안전성 평가에 있어서 중요한 과제로 제기되어 왔으며, 특히 압력용기용 저합금강의 경우에는 용접부의 각 조직에 대한 인장시험, Charpy시험, NDT시험등을 시행할 것을 의무로 규정하고 있다.Therefore, accurate fracture strength evaluation of welded metal and HAZ together with the base metal has been an important task in the evaluation of the safety of welded structures. Especially in the case of low alloy steel for pressure vessels, tensile test, Charpy test, It is mandatory to carry out NDT tests.

종래 강용접부의 파괴인성 평가방법으로서는 광폭시험이나 십자형(十字型)용접시험(cross welded test), 2중인장시험등이 행하여져 왔다. 그러나, 용접열영향부 조직의 경우 융합경계로부터의 거리에 따른 입도구배와 미시(微視)구성요소의 혼합비율이 변화하는등 미시조직의 구배가 형성될 뿐만 아니라 용접부에서의 파괴는 이러한 미세조직들에 의해서 크게 영양을 받고 있음이 알려져 있다.As a conventional method for evaluating the fracture toughness of steel welds, a wide test, a cross welded test and a double length test have been performed. However, in the case of the weld heat affected zone, the microstructure gradient is formed as well as the mixing ratio of the mouth tool and the micro component is varied according to the distance from the fusion boundary. It is known that it is greatly nourished by the field.

따라서, 용접부의 파괴강도를 정확하게 평가하기 위해서는 연속적으로 변화하는 용접부 각 미세조직에 대한 고유한 강도와 인성을 정확하게 평가하는 것이 중요한 문제로 대두되고 있다.Therefore, in order to accurately evaluate the fracture strength of the welded part, it is important to accurately evaluate the inherent strength and toughness of each of the continuously changing welded microstructures.

최근, 핵융합로의 후보재료의 개발을 위해 정비된 SP(small punch) 시험법은 금속재료의 파괴인성에 관련된 특성인 천이온도 및 탄소성파괴인성들을 결정하는 소위 벌지(bulge) 시험으로, 시편이 극히 적은 체적으로 얻어질 수 있는 개소는 물론, 복합재료 및 코팅재료의 강도평가를 위해 사용되고 있으며, 그 이외에도 조직이 불균일한 경우의 재료평가에 응용될 가능성도 있음이 알려져 있다. 그러나, 현재 이 방법에 의한 시험데이터가 적을 뿐만 아니라, 그러한 방법에 의한 시험시 파괴부위가 불균일하여 원하는 부위의 용접부 인성 평가를 위하여는, 얻어진 시험데이터를 근거로 복잡한 수학식을 통하거나 예측에 의하여 그 부위의 용접부 인성을 정량화하는 것이지만, 이러한 방법은 복잡할뿐더러 정확한 용접부 인성평가가 곤란한 문제점이 있었던 것이다.Recently, the SP (small punch) test, which has been developed for the development of candidate materials for fusion reactors, is a so-called bulge test that determines the transition temperature and carbonaceous fracture toughness, which are characteristics related to the fracture toughness of metal materials. It is known that it is used for the strength evaluation of composite materials and coating materials, as well as the locations that can be obtained in a very small volume, and in addition, it is known that it may be applied to material evaluation in the case of non-uniform structure. However, not only the test data by this method is small but also the fracture area is uneven during the test by such a method, and in order to evaluate the weld toughness of the desired part, it is possible to perform complex equations or predict the Although it is to quantify the weld toughness of the site, this method is complicated and it is difficult to accurately evaluate the weld toughness.

본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은, 후판의 용접부 인성을 보다 정확하고 간단하게 측정하여 정량화할 수 있도록 된 정량화가 용이한 후판의 용접부 인성 평가시험방법을 제공함에 있다.The present invention has been made in order to solve such a conventional problem, the object of the present invention is to provide a weld plate toughness evaluation test method of the easy to quantify the weld plate toughness can be more accurately and simply measured and quantified have.

도1은 일반적인 방법에 의하여 후판의 용접부로부터 파괴인성평가시험을 위해 시편용 샘플을 채취하는 부분을 도시한 구성도1 is a block diagram showing a part for taking a specimen sample for fracture toughness evaluation test from the welded portion of the thick plate by a general method

도2는 종래의 방법에 의하여 후판의 용접부 인성을 평가하기 위한 개념도Figure 2 is a conceptual diagram for evaluating the weld toughness of the thick plate by a conventional method

도3은 종래의 방법에 의한 균열부 발생위치를 도시한 문제점 도출도Figure 3 is a problem derivation diagram showing the location of cracks generated by the conventional method

도4는 본 발명의 방법에 의하여 후판의 용접부 인성을 평가하기 위한 개념도Figure 4 is a conceptual diagram for evaluating the weld toughness of the thick plate by the method of the present invention

도5는 본 발명의 방법에 의하여 후판의 용접부 인성평가가 이루어지는 경우의 균열발생상황을 도시한 설명도이다.5 is an explanatory diagram showing a crack occurrence situation in the case where the weld toughness evaluation of the thick plate is performed by the method of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

10 ... 시편10 ... Psalms

12 ... 용접부12 ... welds

13 ... 관통구멍13 ... through hole

20 ... 펀치20 ... punch

상기 목적을 달성하기 위한 기술적인 구성으로서, 본 발명은,As a technical configuration for achieving the above object, the present invention,

후판을 용접한 후, 소정크기로 기계가공에 의해 막대형상의 샘플을 채취한 다음, 그 샘플을 얇은 사각판형상으로 가공하는 단계를 거쳐 시편을 제조하고, 그 시편의 양단부를 고정하며, 파괴인성측정부위에 펀치에 의해 힘을 가함으로써 균열이 발생하는 것을 관찰하여 후판의 용접부 및 모재의 파괴인성을 평가하는 시험방법에 있어서,After welding the thick plate, a sample of rod shape is taken by machining to a predetermined size, and then the sample is manufactured by processing the sample into a thin rectangular plate shape, and then fixed to both ends of the sample, and fracture toughness. In the test method for evaluating the fracture toughness of the welded part and the base metal of the thick plate by observing the occurrence of cracking by applying a force to the measurement site by a punch,

상기 시편제조단계는, 파괴인성을 평가하기 위한 부분에 펀치의 직경보다 적은 크기의 직경을 가지도록 관통구멍을 형성하는 단계를 포함하며,The specimen manufacturing step includes forming a through hole in the portion for evaluating fracture toughness to have a diameter smaller than the diameter of the punch,

상기 관통구멍과 펀치의 중심과를 일치시켜 관통구멍 주변에서 가장 큰 변형 및 균열이 발생한 상태를 그대로 정량화하여 파괴인성의 특성으로 함을 특징으로 하는 정량화가 용이한 후판의 용접부 인성 평가시험방법을 마련함에 의한다.In accordance with the center of the through-hole and punch to quantify the state of the largest deformation and cracks generated in the periphery of the through-hole as it is characterized by the fracture toughness characterized in that the toughness of the weld plate toughness evaluation test method is easy to quantify By

이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, this invention is demonstrated in detail.

도1은 통상적인 후판의 용접시 용착금속(120), 용접열영향부(122)(HAZ) 및 모재(110)의 상태를 개략적으로 도시하고, 또한 후판(110)의 용접부 파괴인성평가시험을 위해 채취되는 시편(130)의 위치를 설명하는 도면으로써, 후판용접조직의 시편을 제작하기 위하여 적정두께(예컨데, 25㎜)의 강판을 적정크기(예컨데, 200㎜ x 350㎜)의 소형으로 절단한 후 압연방향과 직각으로 적정깊이(예컨데, 20㎜)의 45°톱날형 홈을 기계가공한다. 가공된 용접할 부위는 아세톤으로 세척한후 200℃로 예열한 다음, 용접기(예컨데, 서브머지드용접기)를 사용, 용접을 시행한다.Figure 1 schematically shows the state of the weld metal 120, the welding heat affected portion 122 (HAZ) and the base material 110 during the welding of a conventional thick plate, and also the weld fracture fracture toughness evaluation test of the thick plate 110 This is a diagram illustrating the position of the specimen 130 collected for the purpose of cutting the steel plate of an appropriate thickness (for example, 25 mm) into a small size of an appropriate size (for example, 200 mm x 350 mm) in order to produce a specimen of a thick plate welding structure. Afterwards, 45 ° sawtooth grooves of suitable depth (eg 20 mm) are machined at right angles to the rolling direction. The machined welded area is washed with acetone and preheated to 200 ° C, then welded using a welder (eg, a submerged welder).

이렇게 용접한 다음, 모재 및 HAZ 조직에 대한 인성평가를 위한 SP시편의 채취가 이루어지는바, 먼저 용접블록단면의 미세조직을 관찰하여 측정위치를 확인하고, 적정한 크기(예컨데, 10㎜ x 10㎜)의 단면을 갖는 각봉으로 기계가공한 후, 이를 다시 적정크기(예컨데, 10㎜ x 10㎜ x 0.7∼0.8㎜)로 절단한다.After welding, SP specimens for toughness evaluation of the base metal and the HAZ structure are taken. First, the microstructure of the weld block section is observed to confirm the measurement position, and the appropriate size (for example, 10 mm x 10 mm). After machining with a square bar having a cross section of, it is cut again to an appropriate size (for example, 10 mm x 10 mm x 0.7 to 0.8 mm).

절단된 시편은 #1200 연마용(emery) 페이퍼를 사용하여 적정크기(예컨데, 10㎜ x 10㎜ x 0.5㎜)로 연마하며, SP시험용 지그의 하부다이와 접촉하는 측은 알루미나 연마재를 사용하여 경면연마한다.The cut specimen is polished to a suitable size (eg, 10 mm x 10 mm x 0.5 mm) using # 1200 emery paper, and the surface contacting the lower die of the SP test jig is mirror-polished with alumina abrasive. .

이러한 순서로 준비된 각 SP시편은 강도평가를 위하여 SP시험에 제공되며, 이때 시편 고정부의 응력상태의 불균일성을 제거하기 위하여 시편 지그의 상부와 하부다이에 4개의 볼트가 균일한 힘을 가할 수 있도록 토크렌치를 사용하여 체결한다.Each SP specimen prepared in this order is provided to the SP test for strength evaluation, whereby four bolts can be applied uniformly to the upper and lower dies of the specimen jig to remove the unevenness of the stress state of the specimen fixture. Tighten using a torque wrench.

SP시험은 Instron 만능 시험기를 사용하여 도2에 도시한 바와같이 선단이 반원형으로 된 펀치(140)를 이용하며, 균속도(예컨데, 0.2m/분)으로 하중을 가하고, 시험온도는 액체질소를 사용하여 -196℃∼0℃의 범위로 하며, 시험완료후 파괴면관찰은 주사전자현미경(SEM)을 사용한다.The SP test uses an Instron universal tester, using a punch 140 having a semi-circular tip as shown in FIG. 2, applying a load at a uniform speed (for example, 0.2 m / min), and testing temperature using liquid nitrogen. In the range of -196 ℃ to 0 ℃, the fracture surface observation is completed using a scanning electron microscope (SEM).

그리고, 시편(132)에 대한 파괴인성을 평가하는 기준으로서 SP에너지(ESP)를 구하며, 이는 파괴발생점까지의 소요에너지로서 하중변위곡선 아래의 면적으로 정의한다. 이러한 SP에너지와 그 시험온도를 측정한 곡선으로부터 연성-취성전이온도를 구한다.Then, the SP energy (E SP ) is obtained as a criterion for evaluating the fracture toughness of the specimen 132, which is defined as the area under the load displacement curve as the required energy up to the point of failure. The ductile-brittle transition temperature is obtained from the curve of the SP energy and its test temperature.

그런데, 이러한 종래의 방법에 있어서는, 실질적으로 시편(132)중 파괴인성을 시험하고자 하는 부분(A)과 펀치(140)의 중심을 일치시킨 상태에서 펀치(140)를 하강시키면서 펀치(140)의 변위에 따라 용접부의 변형을 측정하게 되면, 도 3에 도시한 바와같이 펀치(140)의 중심으로부터 이탈된 위치의 부분(B)에서 균열(150)이 발생하는바, 이는 두께가 가장 얇아지는 부분이 펀치의 중심부분(용접부 특성을 평가하기 위한 위치)이 아닌 그 중심에서 약간 떨어진 부분에서 형성되어 균열(150)이 발생하는 것이었고, 따라서 파괴인성을 평가하기 위한 기준으로 사용되는 SP에너지(ESP)가 펀치의 중심부분 시편에 대한 용접성을 나타내는 것은 아니었다. 물론, 이를 보정하기 위하여 복잡한 수학식이나 시뮬레이션등의 예측방법에 의하여 실질적으로 파괴가 일어난 부분에 대한 SP에너지를 이용하여 펀치의 중심부분에 대한 용접성을 유추하였지만, 이는 매우 복잡하고 또한 정확성이 결여되는 것이었다.By the way, in this conventional method, the punch 140 is lowered while lowering the punch 140 while the center of the punch 140 and the portion A to test the fracture toughness of the specimen 132 substantially coincide. When the deformation of the weld part is measured according to the displacement, as shown in FIG. 3, the crack 150 occurs at the part B at a position deviated from the center of the punch 140, which is the thinnest part. It was formed at a part slightly apart from the center of the punch (the position for evaluating the weld characteristics), and the crack 150 was generated. Therefore, SP energy (E SP ) did not indicate weldability to the central specimen of the punch. Of course, in order to correct this, we infer weldability to the center part of the punch by using SP energy for the part which is actually broken by a prediction method such as a complicated equation or simulation, but this is very complicated and lacks accuracy. Was.

도 4은 본 발명의 방법에 따라 후판의 용접부 인성을 측정하기 위한 구성을 개략적으로 도시하며, 이는 후판시편(10)의 용접부(12)(이는, HAZ영역, 용착금속영역, 및 모재영역을 포함한다)에 관통구멍(13)을 형성하고 그 관통구멍(13) 상부에 펀치(20)가 위치한 것을 보인다.FIG. 4 schematically shows a configuration for measuring weld toughness of a thick plate according to the method of the present invention, which includes a weld 12 of a thick plate specimen 10 (which includes a HAZ region, a weld metal region, and a base region). The through hole 13 is formed, and the punch 20 is located above the through hole 13.

물론, 상기 관통구멍(13)의 크기는 펀치(20)의 직경크기보다 작게 형성되어야 하며, 보다 엄밀하게는 펀치(20)에 의한 힘을 받아 상기 관통구멍(13)의 크기가 커진 다음에도 펀치(20)의 직경보다는 작아야 한다.Of course, the size of the through hole 13 should be smaller than the diameter of the punch 20, more precisely even after the size of the through hole 13 is increased by the force of the punch 20 It should be smaller than the diameter of (20).

이러한 시편제조에 있어 관통구멍(13)의 위치는 모재, HAZ 조직부, 또는 용착금속부의 인성평가를 위한 부분에 형성하게 된다.In the fabrication of such specimens, the position of the through hole 13 is formed in the base material, the HAZ tissue portion, or the portion for toughness evaluation of the weld metal portion.

상기 시편의 제조는 상기한 방법에 의하여 동일하게 제조될 수 있으며, 이때 시편에 관통구멍(13)을 형성하는 단계가 포함되며, 이러한 단계에서 관통구멍(13)의 정밀도등은 크게 문제되지 않으며, 이는 상기 관통구멍(13)의 내표면부에 미세한 노치가 형성된다고 하여도 동일한 방법으로 관통구멍(13)을 형성하기만 하면 되고, 이는 본 발명의 방법에 의해 인성평가를 하는 경우 상기 관통구멍(13)에서 균열이 발생하기 때문이다.The specimen may be manufactured in the same manner by the above-described method, in which a step of forming a through hole 13 in the specimen is included. In this step, the precision of the through hole 13 is not a big problem. Even if a fine notch is formed in the inner surface of the through hole 13, it is only necessary to form the through hole 13 in the same manner, which means that when the toughness is evaluated by the method of the present invention, the through hole ( This is because a crack occurs in 13).

본 발명에 의한 방법으로 용접부의 인성을 평가하기 위하여는, 상기와 같이 시편을 제조한 후, 시편(10)을 미도시된 시편 지그의 상부와 하부다이에 4개의 볼트를 균일한 힘으로 체결하여 고정(통상, 토크렌치를 사용함)하며, Instron 만능 시험기등에 의해 펀치(20)를 일정속도로 하강시킨다.In order to evaluate the toughness of the weld by the method according to the present invention, after fabricating the specimen as described above, by fastening four bolts to the upper and lower dies of the specimen jig (not shown) with a uniform force It is fixed (usually using a torque wrench) and the punch 20 is lowered at a constant speed by an Instron universal testing machine.

그리고, 파괴면 관찰은 주사전자현미경(SEM)을 사용한다.In addition, the fracture surface observation uses a scanning electron microscope (SEM).

상기 펀치(20)의 하강이 이루어진 후 적정시간이 경과되면, 시편에 균열이 발생하는바, 본 발명에서는 그 균열(14)이 항상 관통구멍(13)에서 발생하였다.When the appropriate time elapses after the lowering of the punch 20, a crack occurs in the specimen. In the present invention, the crack 14 always occurs in the through hole 13.

이는 예측하건데, 본 발명의 방법으로 후판의 용접부 파괴인성을 평가하는 경우, 용접부(12)에 형성된 관통구멍(13) 주변에서 가장 큰 변형이 일어나게 되고, 따라서 상기 관통구멍(13)에서 균열(14)이 발생하는 것이다(이는 재현성측면에서 매우 중요하다).This is predicted that, when the weld fracture fracture toughness of the thick plate is evaluated by the method of the present invention, the largest deformation occurs around the through hole 13 formed in the weld part 12, and thus the crack 14 in the through hole 13 occurs. ) Occurs (this is very important in terms of reproducibility).

즉, 상기 관통구멍(13)이 형성되는 용접부(12)에서 인성이 취약한 부분은 균열(14)이 발생하게 되는 반면에 인성이 높은 부분은 균열(14)이 발생하지 않게 되는데, 상기와 같이 펀치(20)의 하강에 의하여 시편(10)의 용접부(12)에 형성된 관통구멍(13)에서 균열(14)이 발생되면, 이때 발생되는 균열(14)부위에 해당하는 용접부(12)의 조직과 균열(14)의 크기 및 상기 펀치(20)에 가해지는 힘을 정량화함으로서 그 값들이 후판의 용접부 파괴인성을 평가하는 특성이 되는 것이다.That is, in the welded portion 12 in which the through hole 13 is formed, a portion having weak toughness causes cracks 14, whereas a portion having high toughness does not generate cracks 14. If the crack 14 is generated in the through hole 13 formed in the welded portion 12 of the specimen 10 by the lowering of the 20, the structure of the welded portion 12 corresponding to the crack 14 generated at this time and By quantifying the size of the crack 14 and the force exerted on the punch 20, the values become characteristics for evaluating the weld fracture fracture toughness of the thick plate.

그리고, 상기 시편(10)에 대한 파괴인성을 평가하는 기준이 되는SP에너지(Esp)는 주사전자현미경에 의해서 관찰되는 파괴발생점까지의 소요에너지로서 하중변위곡선 아래의 면적으로 정의되며, 이러한 SP에너지와 그 시험온도를 측정한 곡선으로부터 연성-취성전이온도를 구한다.In addition, SP energy (E sp ), which is a criterion for evaluating the fracture toughness of the specimen 10, is defined as the area under the load displacement curve as the required energy up to the point of failure observed by the scanning electron microscope. Find the ductile-brittle transition temperature from the curve of the SP energy and its test temperature.

따라서, 종래와 같이 원하지 않는 부분에 균열이 발생하여 그 시험결과값을 근거로 원하는 부분의 용접부 파괴인성을 유추할 필요가 없이 직접적으로 용접부(12)에 대한 파괴인성을 평가할 수 있게 된다.Therefore, cracks are generated in unwanted portions as in the prior art, and thus fracture toughness of the weld portion 12 can be directly evaluated without having to infer weld fracture fracture toughness of the desired portion based on the test result.

즉, 본 발명은, 파괴인성을 평가하기 위한 시편(10)의 용접부(12)에 관통구멍(13)을 형성하고, 그 관통구멍(13)과 펀치(20)의 중심이 일치한 상태로 펀치(20)를 하강이동시키면, 항상 관통구멍(13)부분에 최대변형 및 그에 따른 균열(14)이 발생하며, 따라서 그러한 균열(14)이 발생하는 시점의 펀치(20)에 가해지는 힘등을 그대로 후판용접부 파괴인성에 대한 평가값으로 정량화하는 것이 가능하게 된다.That is, according to the present invention, the through hole 13 is formed in the welded portion 12 of the test piece 10 for evaluating fracture toughness, and the punch is performed while the center of the through hole 13 and the punch 20 coincide with each other. When the lower portion 20 is moved downward, the maximum deformation and the resulting crack 14 always occur in the through hole 13, so that the force applied to the punch 20 at the time when the crack 14 is generated remains as it is. It is possible to quantify the evaluation value for the fracture toughness of the thick plate weld.

상술한 바와같이 본 발명에 따른 정량화가 용이한 후판의 용접부 인성 평가시험방법에 의하면, 후판의 용접부에 대한 파괴인성평가를 위하여는, 먼저 파괴인성평가를 위한 시편을 제조하고, 그 시편의 원하는 부분에 펀치보다 작은 직경을 가지는 구멍을 형성하며, 그 부분에 펀치를 작용시켜 균열이 발생하면 그에 대한 상태를 정량화하는 간단한 방법에 의하여 후판 용접부의 파괴인성을 정확하게 특성화할 수 있는 효과를 가진다.As described above, according to the method for evaluating the weld toughness of the thick plate according to the present invention, in order to evaluate the fracture toughness of the weld plate of the thick plate, first, a specimen for fracture toughness evaluation is prepared, and a desired portion of the specimen is prepared. The hole having a smaller diameter than the punch is formed in the hole, and the fracture toughness of the thick plate welded portion can be accurately characterized by a simple method of quantifying the state of the crack when the punch is applied to the portion.

Claims (1)

후판을 용접한 후, 소정크기로 기계가공에 의해 막대형상의 샘플을 채취한 다음, 그 샘플을 얇은 사각판형상으로 가공하는 단계를 거쳐 시편을 제조하고, 그 시편의 양단부를 고정하며, 파괴인성측정부위에 펀치에 의해 힘을 가함으로써 균열이 발생하는 것을 관찰하여 후판의 용접부 및 모재의 파괴인성을 평가하는 시험방법에 있어서,After welding the thick plate, a sample of rod shape is taken by machining to a predetermined size, and then the sample is manufactured by processing the sample into a thin rectangular plate shape, and then fixed to both ends of the sample, and fracture toughness. In the test method for evaluating the fracture toughness of the welded part and the base metal of the thick plate by observing the occurrence of cracking by applying a force to the measurement site by a punch, 상기 시편제조단계는, 파괴인성을 평가하기 위한 부분에 펀치의 직경보다 적은 크기의 직경을 가지도록 관통구멍을 형성하는 단계를 포함하며,The specimen manufacturing step includes forming a through hole in the portion for evaluating fracture toughness to have a diameter smaller than the diameter of the punch, 상기 관통구멍과 펀치의 중심과를 일치시켜 관통구멍 주변에서 가장 큰 변형 및 균열이 발생한 상태를 그대로 정량화하여 파괴인성의 특성으로 함을 특징으로 하는 정량화가 용이한 후판의 용접부 인성 평가시험방법.The toughness weld test evaluation method of the thick plate easy to quantify, characterized in that the characteristics of fracture toughness by quantifying the state of the largest deformation and cracks generated around the through hole by matching the center of the through hole and the punch.
KR1019980056605A 1998-12-21 1998-12-21 Method for evaluating weldability of welded thick plate with ease KR100302400B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019980056605A KR100302400B1 (en) 1998-12-21 1998-12-21 Method for evaluating weldability of welded thick plate with ease

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019980056605A KR100302400B1 (en) 1998-12-21 1998-12-21 Method for evaluating weldability of welded thick plate with ease

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20000040863A KR20000040863A (en) 2000-07-05
KR100302400B1 true KR100302400B1 (en) 2001-11-02

Family

ID=19564098

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019980056605A KR100302400B1 (en) 1998-12-21 1998-12-21 Method for evaluating weldability of welded thick plate with ease

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100302400B1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150075134A (en) * 2013-12-24 2015-07-03 재단법인 포항산업과학연구원 Method for checking the welding state and apparatus for the same
CN109900554A (en) * 2019-03-29 2019-06-18 中国石油大学(华东) A method of fracture toughness is calculated using indentation method

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150075134A (en) * 2013-12-24 2015-07-03 재단법인 포항산업과학연구원 Method for checking the welding state and apparatus for the same
KR102179272B1 (en) * 2013-12-24 2020-11-17 재단법인 포항산업과학연구원 Method for checking the welding state and apparatus for the same
CN109900554A (en) * 2019-03-29 2019-06-18 中国石油大学(华东) A method of fracture toughness is calculated using indentation method

Also Published As

Publication number Publication date
KR20000040863A (en) 2000-07-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Wang et al. Ring hoop tension test (RHTT): A test for transverse tensile properties of tubular materials
Borrego et al. Mould steels repaired by laser welding
CN112665931B (en) High-flux statistical characterization method for metal micromechanics performance
KR102047065B1 (en) Estimation Apparatus and Method of Creep Crack Rate and Relevant Growth Fracture Parameters for Small Punch Specimen with a Micro Groove
Zhang et al. Study on thermal deformation behavior and microstructural characteristics of wire electrical discharge machining thin-walled components
KR100302400B1 (en) Method for evaluating weldability of welded thick plate with ease
KR100302399B1 (en) Method for evaluating weldability of welded thin sheet with ease
Vidal et al. Effect of microstructure on the fatigue behavior of a friction stirred channel aluminium alloy
CN110836798A (en) Large-size structural type sample, manufacturing method thereof and method for performing crack arrest test by using sample
Sindhu et al. Effects of residual stresses on the static and fatigue strength of laser-welded lap joints with different welding speeds
Kah et al. Methods of evaluating weld quality in modern production (Part 1)
Munsi et al. Vibratory weld conditioning: treatment of specimens during cooling
KR20060068708A (en) Hole expansion test machine having a high degree accuracy and test method thereby
Yoon et al. A Method of Evaluating Creep Crack Growth Rate for Creep Ductile Steel Using Small Punch Specimens with a Surface Crack
RU2229696C2 (en) Process testing sheet materials for double-axes tension
Mhatre et al. 18 Fracture Formation
Hafeez et al. Standardization of diminutive specimen testing techniques for predicting the mechanical properties of metals
Vollmer et al. Reducing tool wear by partial cladding of critical zones in hot form tool by laser metal deposition
Lepov et al. Microhardness and Elasticity Study of Fatigue Tested Weld Samples
Mhatre et al. Fracture Formation Limits in Sheet Metal Forming
UA151234U (en) Method for testing the strength of the connection of coaxial cylindrical parts
KR20080102790A (en) Fatigue tester for pipe material
Haggag Indentation technique provides pipeline integrity monitoring
Peñuelas et al. Analytical and experimental determination of the fracture toughness by means of small punch test specimens notched with a femtolaser
Kouadri-Henni et al. Numerical and Experimental Study of Fatigue Strength-Mechanical Stress/Strain Estimations of Thin DP600 Sheets Assembly Using Laser Welding

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
N231 Notification of change of applicant
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20080704

Year of fee payment: 8

LAPS Lapse due to unpaid annual fee