NO822979L - Fremgangsmaate til sveising av staal med saerlig lavt karboninnhold - Google Patents
Fremgangsmaate til sveising av staal med saerlig lavt karboninnholdInfo
- Publication number
- NO822979L NO822979L NO822979A NO822979A NO822979L NO 822979 L NO822979 L NO 822979L NO 822979 A NO822979 A NO 822979A NO 822979 A NO822979 A NO 822979A NO 822979 L NO822979 L NO 822979L
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- carbon content
- welding
- steel
- weight
- gas
- Prior art date
Links
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 title claims description 49
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 37
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 15
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 41
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 28
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 28
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 24
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 24
- 239000010953 base metal Substances 0.000 claims description 7
- 238000010790 dilution Methods 0.000 claims description 7
- 239000012895 dilution Substances 0.000 claims description 7
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 16
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 7
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000002601 radiography Methods 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 229910001209 Low-carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
- B23K35/30—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
- B23K35/3053—Fe as the principal constituent
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/23—Arc welding or cutting taking account of the properties of the materials to be welded
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
Description
Den foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte
til gass-metallbuesveising av stål som inneholder 0,005-0,06 vekt% C.
I den seneste tid, med det bemerkelsesverdige fremskritt
i <styrte valseprosesser, er der en tendens til at stålprodukter, inklusive de som anvendes til fremstilling av rørledninger med stor diameter, produseres medet meget lavt prosentinnhold karbon, for å bibringe disse produkter særlig god sveisbarhet og senke produksjonskostnadene.
Det har vanligvis vært ansett at disse stål med meget lavt karboninnhold generelt er lite utsatt for sprekkdannelser i-sveisemetallet. Men selv om senkningen av karboninnholdet i sveisemetallet generelt har vist seg fordelaktig ved sveising av stål når det gjelder å hindre sprekkdannelse i sveisemetallet ved høy temperatur, har grundige undersøkelser i forbindelse med den foreliggende oppfinnelse vist at det er tendens til sprekkdannelse ved høy temperatur til tross for et tilstrekkelig lavt karboninnhold i sveisemetallet når det utføres gass-metallbuesveising av stålkvaliteter med meget lavt karboninnhold på under 0,06 vekt% med kjente sveisematerialer.
Hovedformålet med den foreliggende oppfinnelse er å frembringe en fremgangsmåte til gass-metallbuesveising for stål med meget lavt karboninnhold, hvorved det oppnås et stabilt område hvor det ikke forekommer sprekkdannelse ved høy temperatur i sveisemetallet.
Det er et annet formål med oppfinnelsen å frembringe en fremgangsmåte til gass-metallbuesveising av stål med meget lavt karboninnhold, hvorved det oppnås et stabilt område hvor det ikke forekommer sprekkdannelse ved høy temperatur ved styring av karboninnholdet i sveisemetallet.
Oppfinnelsen vil bli nærmere forklart i det etterfølgende under henvisning til de medfølgende tegninger, hvori: Fig. 1 viser et diagram av forbindelsen mellom sveisemetallets karboninnhold i vekt% og graden av sprekkdannelse bestemt ved røntgenundersøkelsesteknikk. Fig. 2 viser geometrien i skjøten av en plate for testing av sprekkdannelse ved høy temperatur. Fig. 3 viser geometrien i skjøten av et stålrør for testing av sprekkdannelse ved høy temperatur.
Oppfinnelsen vedrører altså en fremgangsmåte til gass-metallbuesveising hvorved et stål med særlig lavt karboninnhold på 0,005-0,06 vekt% sveises på i det minste et første sjikt av en sveis under anvendelse av en fast tråd som inneholder 0,09-0,33 vekt% C.
Den C02_dekkete buesveisemetode hvor C02~gass anvendes
som dekkgass er velkjent, og ved gass-metallbuesveisemetoden-ifølge den foreliggende oppfinnelse mates en fast sveisetråd kontinuerlig inn i en atmosfære av dekkgass. Ifølge oppfinnelsen anvendes C02_gass som dekkgass, men det vil forstås at oppfinnelsen ikke er begrenset til anvendelse utelukkende av C^-gass. Det er en etablert teori innen sveiseindustrien at karboninnholdet i et sveisemetall bør reguleres til samme nivå som eller lavere enn nivået i grunnmetallet for å minske faren for høytemperatur- eller lavtemperatursprekkdannelse og for å bedre seighet. Man har således ment at dersom karbonmengden er under 0,15 vekt% vil det ikke opptre sprekkdannelse ved høy temperatur. Man har ut fra en interpolasjon av teorien ovenfor også trodd
at dette også gjelder dersom C-innholdet er under 0,1 vekt%.
Det har imidlertid ifølge den foreliggende oppfinnelse vist seg at følsomheten overfor sprekkdannelse ved høy temperatur hos sveisemetall med meget lavt karboninnhold som underkastes gass-metallbuesveising med konvensjonelle faste sveisetråder ikke er lavere, men høyere. Dette er vist i fig. 1.
Fig. 1 viser forbindelsen mellom karboninnhold i % i sveisemetallet og graden av sprekkdannelse i % bestemt ved røntgenunder-søkelsesteknikk. Der fremgår det, noe som man har erfart tid-ligere, at høytemperatursprekkdannelse opptrer i området A, hvor karboninnholdet er over 0,15 vekt%, og opptrer også i området B med mindre enn 0,07 vekt% C. Mellom disse områder er det
j
iakttatt et stabilt område Z hvor det ikke opptrer noen sprekkdannelse. Med andre ord er det klart påvist at følsomheten for høytemperatursprekkdannelse i sveisemetallet blir større dersom C-innholdet ligger under en viss grense, noe som er helt i mot-setning til det som har vært ansett for å være vanlig kunnskap innen sveiseindustrien hittil.
Årsaken til dette anses å være følgende: I lavkarbonområdet gjennomgår et interdendrittisk område 5-størkning, og for å minske spekkdannelse er det nødvendig å øke karbonmengden som funksjonerer som et y-stabiliserende element.
Følgelig er stål hvor den foreliggende oppfinnelse kan benyttes stål med meget lavt karboninnhold for generell konstruk-sjonsanvendelse og lavlegerte stål for kryogen anvendelse inne-holdende høyst 0,06 vekt% og ikke under 0,005 vekt% C, hvorved den nedre grenseverdi anses som det laveste C-innhold som er nødvendig for at et stål skal ha tilstrekkelig fasthet. Oppfinnelsen kan imidlertid ikke benyttes for slikt laykarbonholdig stål som rustfritt stål.
Grunnmetallets fortynningsgrad avhenger av sveisebetingelsene. Det er bekreftet at fortynningsgraden er 40-50% i sporvinkelen.
På basis av de ovennevnte iakttagelser har det vist seg
at mengden karbon i sveisemetallet hvor det ikke forekommer noen høytemperatursprekkdannelse er gitt ved ligningen:
hvor C.,..: karboninnholdet i sveisemetallet i %
WM
C : karbon i stålet i %
P
CT7: karboninnhold i tråden i %
W
a: flytegrad for karbon
grunnmetallets fortynningsgrad.
På basis av forskning i forbindelse med oppfinnelsen er det påvist at et sveisemetall som tilfredsstiller ovennevnte betingelser kan oppnås ved å benytte gass-metallbuesveisemetoden under anvendelse av en fast sveistråd som har et karboninnhold i området 0,09-0,33 vekt%.
Som beskrevet ovenfor inneholder stålet 0,005-0,06 vekt% C, og den faste sveisetråd inneholder 0,09-0,33 vekt% C. Men når stålet har et lavt karboninnhold følger det åt den faste sveisetråd skal ha et høyt karboninnhold. Dersom på den annen side stålet har et høyt karboninnhold skal den faste sveisetråd ha et lavt karboninnhold. Det mest foretrukne karboninnhold i den faste sveisetråd er i området 0,16-0,30 vekt%.
Den faste sveisetråd som anvendes ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen inneholder en hensiktsmessig mengde Mn, Si, Al og Ti som deoksydasjonselementer. Ifølge oppfinnelsen er sveisebetingelsene ikke spesielt begrenset, men ved flertrinnsveising bør i det minste det første sjikt sveises ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen.
Eksempler på oppfinnelsen vil bli beskrevet nedenfor.
Eksempel 1
Det ble anvendt et stål som inneholdt 0,16 vekt% Si, 1,8 vekt% Mn, 0,016 vekt% P, 0,003 vekt% S, 0,005 vekt% C, mens resten var Fe.
.Formen på sporet (se fig. 2):
6:60°
t ^: 2 0 mm
12: 15 mm
i1: 15 0 mm
l2: 15 0 mm
Tråddiameter: 1,6 mm
Elektrisk strømstyrke: 400A
Spenning: 37V
Hastighet: 4 5 cm/min.
Dekkgass: C02100%, 25 /min.
Etter sveising ble det ved røntgenstråleradiografi under-søkt angående sprekkdannelser. Resultatene er angitt i tabell 1.
Flytegrad for karbon: 0,9
Grunnmetallets fortynningsgrad: 0,5.
Eksempel 2
Det ble anvendt et stål som inneholdt 0,16 vekt% Si, 1,8 vekt% Mn, 0,016 vekt% P, 0,003 vekt% S, 0,03 vekt% C mens resten var Fe. Formen på sporet og sveisebetingelsene var de samme som i eksempel 1.
Etter sveising ble det ved røntgenradiografi undersøkt angående sprekkdannelse. Resultatene er vist i tabell 2.
Flytegrad for karbon: 0,9
Grunnmetallets fortynningsgrad: 0,5
Eksempel 3
Det ble anvendt et stål som inneholdt 0,16 vekt% Si, 1,8 vekt% Mn, 0,016 vekt% P, 0,003 vekt% S, 0,03 vekt% C mens resten var Fe. Formen på sporet og sveisebetingelsene var de samme som i eksempel 1.
Etter sveising ble det ved røntgenradiografi undersøkt angående sprekkdannelse. Resultatene er vist i tabell 3.
Flytegrad for karbon: 0,9
Grunnmetallets fortynningsgrad: 0,5.
Eksempel 4
En stålplate som var 25 mm tykk og som besto av 0,16% Si, 1,8% Mn, 0,016% P, 0,003% S, 0,35% Ni, 0,21% Mo, 0,02% Nb og 0,03% C ble formet til et sveiset rør med diameter på 122 cm. Tabell 4 viser den anvendte sveisetrådsammensetning.
Den faste sveisetråds diameter var 4,0 mm.
Formen på sporvinkelen var som vist i fig. 3:
e1: 50°
e2: 50°
t ^ : 9,5 mm
t^: 6 mm
t: 9,5 mm
Sveisebetingelse:
Fremre elektrode: 780A, 30V
Bakre elektrode:: 680A, 27V
Dekkgass : Ar20% - CC>280%
Gassvolum : 50 Z/ min.
Avstand mellom elektrodene: 33,5 cm Sveisehastighet : 55 cm/min.
En gangs sveising på hver side.
Sveisemetallets karboninnhold (a = 0,9, B 0,5) var som følgende:
Ifølge oppfinnelsen : 0,123
Sammenlikning : 0,055
Etter sveising ble det med røntgenstråléradiografi under-søkt angående sprekkdannelse, og resultatene var følgende: Ingen sprekkdannelse oppsto i sveisetråden ifølge oppfinnelsen mens det derimot ble iakttatt sprekkdannelse i sammenliknings-sveisetråden.
Resultatene fra en Charpy-test (-40°C) er vist i tabell 5 (stedet hvor det ble tatt en prøve var 2 mm under overflaten etter den siste passasje).
Som forklart og beskrevet ovenfor opptrådte det ingen høytemperatursprekkdannelse i sveisemetallet dersom betingelsene ifølge den foreliggende opp ff.innelse ble oppfylt.
Claims (3)
1. Fremgangsmåte for gass-meta.llbuesveising av stål med særlig lavt karboninnhold på 0,005-0,06 vekt%, karakterisert ved at det anvendes en fast sveisetråd med et høyt karboninnhold på 0,09-0,33 vekt%, og at ved gass-metall-buesveisingen påføres i det minste det første sjikt av sveisene ved et karboninnhold i sveisemetallet på 0,07-0,15 vekt% ifølge formelen:
CWM= 6CP + (1" B)aCW
hvor C..„: % C-innhold i sveisemetall
WM
8 : grunnmetallets fortynningsgrad
a : flytegrad for karbon
Cp : % C-innhold i stål,
CT1 : % C-innhold i tråd.
W
2. Fremgangsmåte i samsvar med krav 1, karakterisert ved at det anvendes en fast sveisetråd som inneholder 0,16-0,30 vekt%.
3. Stålrør, karakterisert ved at det er sveiset ved fremgangsmåten ifølge krav 1 eller 2.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56140383A JPS5858980A (ja) | 1981-09-08 | 1981-09-08 | 極低炭素鋼のガスメタルア−ク溶接法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO822979L true NO822979L (no) | 1983-03-09 |
Family
ID=15267530
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO822979A NO822979L (no) | 1981-09-08 | 1982-09-03 | Fremgangsmaate til sveising av staal med saerlig lavt karboninnhold |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4582978A (no) |
| EP (1) | EP0075179B1 (no) |
| JP (1) | JPS5858980A (no) |
| DE (1) | DE3268561D1 (no) |
| NO (1) | NO822979L (no) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5841679A (ja) * | 1981-09-08 | 1983-03-10 | Nippon Steel Corp | 極低炭素鋼のｔｉｇ溶接法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3860777A (en) * | 1974-04-03 | 1975-01-14 | American Metal Climax Inc | Process for welding low-alloy steels containing niobium |
| GB1517812A (en) * | 1976-05-27 | 1978-07-12 | Nippon Kokan Kk | Method of multiple gas shielded arc welding |
| JPS5487648A (en) * | 1977-12-26 | 1979-07-12 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | Submerged arc welding wire |
-
1981
- 1981-09-08 JP JP56140383A patent/JPS5858980A/ja active Granted
-
1982
- 1982-09-03 NO NO822979A patent/NO822979L/no unknown
- 1982-09-07 EP EP82108222A patent/EP0075179B1/en not_active Expired
- 1982-09-07 DE DE8282108222T patent/DE3268561D1/de not_active Expired
-
1985
- 1985-02-27 US US06/705,858 patent/US4582978A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3268561D1 (en) | 1986-02-27 |
| US4582978A (en) | 1986-04-15 |
| JPS5858980A (ja) | 1983-04-07 |
| EP0075179B1 (en) | 1986-01-15 |
| JPS6246276B2 (no) | 1987-10-01 |
| EP0075179A1 (en) | 1983-03-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Korinko et al. | Considerations for the weldability of types 304L and 316L stainless steel | |
| NO342770B1 (no) | Buttsveiseforbindelse med høy varmetilførsel som utviser ypperlige egenskaper i forbindelse med forekomst av sprøbrudd | |
| Balaji et al. | Evaluation of mechanical properties of SS 316 L weldments using tungsten inert gas welding | |
| US11413710B2 (en) | Metal carbide/nitride precipitation control in fusion welding | |
| Dewan et al. | Effect of post-weld heat treatment and electrolytic plasma processing on tungsten inert gas welded AISI 4140 alloy steel | |
| CN105014261B (zh) | 一种铬钼钢用无缝金属粉芯型药芯焊丝 | |
| NO831400L (no) | Fremgangsmaate til buesveising av staal med lavt karboninnhold | |
| CN102892546A (zh) | 合金、堆焊层及其方法 | |
| JPH0356833B2 (no) | ||
| NO822979L (no) | Fremgangsmaate til sveising av staal med saerlig lavt karboninnhold | |
| JPS5950437B2 (ja) | Ｃｒ−Ｍｏ系低合金鋼用被覆ア−ク溶接棒 | |
| North et al. | Weldability of High Strength Line Pipe Steels. | |
| JPH11147196A (ja) | 高張力鋼材の被覆アーク溶接方法 | |
| Anand et al. | The effect of shielding gases on mechanical properties and microstructure of austenitic stainless steel weldments | |
| Fouad et al. | Effect of heat input and shielding gas on the performance of 316 stainless steel gas tungsten arc welding | |
| JP4482355B2 (ja) | 耐横割れ性に優れた高強度ｕｏ鋼管のシーム溶接方法 | |
| Oladele et al. | Microstructure and Mechanical Properties of 304L and Mild Steel Plates Dissimilar Metal Weld Joint | |
| JP4395583B2 (ja) | Ｎｉ−Ｃｒ−Ｗ系合金の溶接用溶加材 | |
| Aalami-Aleagha et al. | Correlated macrostructural parameters of weld and weld current in the SMAW of small pipes | |
| Vandervoort | Mechanical properties of inconel 625 welds in 21-6-9 stainless steel at 4K | |
| Henderson et al. | Fracture toughness of narrow-gap welded joints in the nuclear pressure vessel steel 22 NiMoCr 37 | |
| Scherf et al. | Weldability of High Toughness X100 Seamless Pipes With a New Low Carbon Alloying Concept for Arctic Offshore Structural Applications | |
| CN217927727U (zh) | 一种双金属复合管道 | |
| JP2000063997A (ja) | マルテンサイト系ステンレス溶接鋼管 | |
| Logsdon et al. | Cryogenic fracture toughness and fatigue crack-growth rate properties of Inconel 706 base material and gas tungsten-arc weldments |