SE532239C2 - Veksvetstråd för gasbågsvetsning av stål med hög draghållfasthet - Google Patents

Description

25 30 532 E39 2 Det andra exemplet är en veksvetstråd för stål med hög draghållfasthet, som innehåller ett titanoxid flussmedel Ctitania-based flux”) huvudsakligen sammansatt av TiOg, MgO och MnO, som visas i Japanese Patent Laid-open nr Hei-3-047695.

Den kännetecknas av sitt specifika innehåll av C, Mn, Ni och Mo och även av det specifika förhållandet av TiO2 till MgO och tillsatsen av Co och Cr, så att den uppvisar god svetsanvändbarhet och säkerställer god seghet.

Det tredje exemplet är en veksvetstråd för gasbågsvetsning som skall användas vid stål med hög draghållfasthet med en draghållfasthet större än 680 N/mmz, som visas i Japanese Patent Laid-open nr Hei-8-174275. Den är kännetecknad av det specifika innehållet av C, Si, Mn, P, S, Ni, Cr och Mo och även av tillsatsen av Ta i en specifik mängd, så att den säkerställer hög styrka och god seghet motsvarande styrkan i grundmaterialet över ett brett område av värmetillförsel samt att det också uppvisar god verkningsgrad (som beror på det specifika förhållandet av metallpulver i flussmediet).

Det fjärde exemplet är en titanoxid-baserad veksvetstråd Ctitania-based flux-cored wire") för stål med hög draghållfasthet, som visas i Japanese Patent Laid-open nr Hei-3-294093. Den är kännetecknad av tillsatsen av MgO och metallfluorid, så att den tillåter smält slagg att separera och lätt flyta från den smälta metallen och ger upphov till svetsgods som innehåller en mindre mängd av syre och som har en ökad låg-temperaturseghet.

Alla de konventionella teknikerna beskrivna ovan är avsedda att tillhandahålla låg- temperaturseghet vid cirka -30 till -40°C vilket bestäms av Charpy slagtest vid -30 till -40°C. Emellertid, sådan låg-temperaturseghet är inte tillräcklig för Offshore- strukturer som utsätts för extremt låga temperaturer, cirka -60°C.

Japanese Patent Laid-open nr Hei-9-253885 och Hei-8-174275 visar inte den effekt som uppnås av tillsatsen av MgO till det titanoxid baserade flussmedlet Ctitania-based flux"). Japanese Patent Laid-open nr l-lei-3-294093 visar inte förbättringarna i svetsanvändbarhet i alla svetslägen. För övrigt visar det endast förhållandet mellan TiOzlMgO vilket ger upphov tiil dåliga svetssträngar vid vertikal uppåtriktad svetsning Därför kan inte svetstråden som visas i dokumentet enkelt 10 15 20 30 E32 235 3 användas vid platssvetsning av stora strukturer där det inte går att använda lägesställare för att välja önskvärda svetslägen.

Japanese Patent Laid-open nr Hei-3-047695 visar det specifika förhållandet av TiOzlMgO som bestäms av klassificering av svetsanvändbarheten i vertikal uppåtriktad svetsning med en jämförelsevis låg strömstyrka av omkring 150 A.

Nackdelen med att svetsa på det här sättet är att veksvetstråden (FCW) inte producerar sin fulla effekt för förbättring i svetsverkningsgrad. Dessutom, när den används med en kraftfull ström (till exempel 220 A), ger veksvetstråden med det specifika TiOglMgO-förhållandet ofta upphov till så dåliga svetssträngar att svetsning inte är möjlig.

Konventionella tekniker som nämnts ovan kan inte tillhandahålla någon veksvets- tråd för stål med hög draghållfasthet som möter kraven på låg-temperaturseghet, god användbarhet i alla svetslägen, ökad svetsverkningsgrad och gott sprickbildningsmotstånd. Följaktligen, det har varit en stark efterfrågan för utveckling av sådana veksvetstrådar.

Syfte och sammanfattning av uppfinningen Föreliggande uppfinning har gjorts med avseende på det ovan nämnda. Det är ett syfte med föreliggande uppfinning att tillhandahålla en veksvetstråd förgas- bågsvetsning av stål med hög draghållfasthet som har en provstyrka större än 620 lVlPa. Veksvetstråden ger upphov till svetsgods som är överlägset i låg- temperaturseghet (vid cirka -60°C) och erbjuder effektiv svetsning med ett minimum av sprickbildning och god användbarhet oavsett svetsläge.

En första aspekt är föreliggande uppfinning är inriktad mot en veksvetstråd för gasbågsvetsning som innehåller i sin totala vikt C: 0,02 till 0,08 vikt-Wo, Si: 0,4 till 1,1 vikt-Wo, Mn: 0,8 till 3,0 vikt-%, Ni: 0,2 till 3,1 vikt-°/>, Ti: ej mer än 0,2 vikt-%, någon eller båda av Cr och Mo: 0,1 till 4,0 vikt-% totalt, TiOz och MgO: 6,3 till 7,2 vikt-% totalt, någon av eller alla av alkalimetailfluorid och -oxid, alkalisk jordartsmetallfluorid och -oxid, B, Al, och Mg: inte mer än 2,0 vikt-% totalt, och N: inte mer än 0,015O vikt-%, med återstoden oundvikliga föroreningar och Fe. 10 15 20 25 30 532 239 4 En andra aspekt av föreliggande uppfinning är inriktad mot en veksvetstråd för gasbågsvetsning som innehåller i sin totaia vikt C: 0,02 tili 0,08 vikt-°/°, Si: 0,4 till 1,1 vikt%, Mn: 0,8 till 3,0 vikt%, Ni: 0,2 till 3,1 vikt-°/<>, Ti: ej mer än 0,2 vikt-°/o, någon eller båda av Cr och Mo: 0,1 till 4,0 vikt-% totalt, TiOg och MgO: 6,3 till 7,2 vikt-% totalt, och N: ej mer än 0,0150 vikt%, med återstoden oundvikliga föroreningar och Fe, där halten av MgO och halten av TiOg uppfyller ekvationen: 0,05 s x s 0,22 (där x anger kvoten av MgOlTiOg).

En tredje aspekt av föreliggande uppfinning är inriktad mot en veksvetstråd för gasbågsvetsning som innehåller i sin totala vikt C: 0,02 till 0,08 vikt-%, Si: 0,4 till 1,1 vikt-%, Mn: 0,8 till 3,0 vikt-%, Ni: 0,2 tiil 3,1 vikt-%, Ti: ej mer än 0,2 vikt-%, någon eller båda av Cr och Mo: 0,1 till 4,0 vikt-% totalt, TiOg och MgO: 6,3 till 7,2 vikt% totalt, någon eller alla av alkaiimetallfiuorid och -oxid, alkalisk jordartsmetallfluorid och -oxid, B, Ai, och Mg: inte mer än 2,0 vikt-% totalt, och N: inte mer än 00150 vlkt-°/°, med återstoden oundvikliga föroreningar och Fe, där halten MgO och halten TiOz uppfyller ekvationen: 0,05 s x s 0,22 (där x anger kvoten av Mg0/TiO2).

Veksvetstråden enligt aspekterna av föreliggande uppfinning ger svetsgods med utmärkt làg-temperaturseghet även vid låga temperaturer av omkring -60°C.

Dessutom erbjuder den god svetsanvändbarhet och verkningsgrad oavsett svetslage samt ger svetsgods med bra sprickbildningsmotstånd.

Kort beskrivning av ritninqarna Fig. 1 är ett diagram som visar sambandet mellan F(x) och eV-60°C.

Fig. 2 är ett diagram som åskådliggör metoden för klassificering av svetssträngens form.

Beskrivning av föredragna utförinqsformer En detaljerad beskrivning kommer att ges nedan av utföringsformen av föreliggande uppfinning. Uppfinnarna utförde extensiva studier på 10 15 20 30 liïi E .il FJ M få LÛ 5 legeringskomponenter och slaggbildande medel användbara för en veksvetstråd som ger svetsgods överlägset i låg-temperaturseghet när den används vid gasbågsvetsning av stål med hög draghåiifasthet. Resultaten av deras studier indikerar att svetsgodsets låg-temperaturseghet är relaterad med mängden av legeringskomponenter i veksvetstråden för gasbågsvetsning av stål med hög draghållfasthet och att det finns ett samband mellan mängden TiOg och mängden av MgO för god låg-temperaturseghet och svetsanvändbarhet. Dessutom undersökte uppfinnarna hur metallkomponenterna i veksvetstråden för gasbågsvetsning av stål med hög draghållfasthet påverkar svetsgodsets låg- temperaturseghet med avseende på det faktum att svetsgodsets seghet beror på den ömsesidiga effekten av legeringskomponenterna. Deras undersökning avslöjade följande.

När veksvetstråden appliceras till ett stål som har en hög draghållfasthet över- stigande 620 MPa, ger veksvetstråden för gasbågsvetsning av stål med hög draghållfasthet svetsgods som minskar i seghet i proportion till mängden av C, Cr, Ti och Mo (speciellt C och Ti) i veksvetstråden.

Ti i stor mängd upplöses mer i svetsgodset och bildar TiC som utskiljs i den åter- uppvärmda detaljen. Detta försämrar kärnbildningsförmågan. Resultatet är att svetsgodset domineras av grov, lattformig bainit och är anmärkningsvärt dålig i seghet. För övrigt är den återuppvärmda detaljen den detalj som påverkas av värmen från en efterföljande passage av svetsgods (eller svetssträng av påföljande svetselektrod). Därtill, C i en stor mängd bildar M-A-beståndsdelar i svetsgodset, vilket försämrar segheten.

Omvänt förbättrar Si, Mn och Ni segheten när de tillsätts tråden. Detta gäller spe- ciellt för Si och Mn. Den ökade halten av Si och Mn minskar mängden av syre i svetsgodset, därmed säkerställande god seghet.

MgO är en av de basiska slaggbildande medlen som uppvisar den starkaste desoxidationsverkan. MgO tillsatt till ett titanoxid baserat FCW Ctitania-based FCW”) som ett slaggbildande medel minskar avsevärt koncentrationen av syre i svetsgodset och förbättrar avsevärt svetsgodsets låg-temperaturseghet. 10 15 20 25 30 6 Å andra sidan, lVlgO tillsatt till ett titanoxid baserat flussrnedel ("titania based flux”) sänker slaggviskositeten och smältpunkten. Detta resulterar i konvexa svetssträngar i alla svetslägen, speciellt i vertikalt uppåtriktat svetsläge, vilket därmed försämrar svetsanvändbarheten. Den sänkta slaggviskositeten och smäitpunkten tillåter smält slagg att flyta ned lättare utan att stelna. Följaktligen förhindrar inte den resulterande slaggen svetsgodset från att bukta nedåt. Det vill säga, MgO tillsatt i stora mängder orsakar nedåtbuktning och introducerar svårigheter vid svetsning.

Uppfinnarnas undersökning avslöjade att förhållandet av mängden MgO till mängden TiOz (representerat av MgOlTiOg) är relaterat med förbättringen av låg- temperaturseghet och svetsanvändbarhet i alla svetslägen. MgO är den totala mängden Mg-metall och lVlg-sammansättningar uttryckta i termer av Mg-oxider.

Mg-metall och Mg-föreningar producerar en anmärkningsvärd effekt på desoxidation av svetsgods som i fallet med MgO, därmed bidragande stort till förbättring i låg-temperaturseghet. Emellertid, om tillsatta i stor mängd, gör de svetsningen omöjlig på grund av dålig form och nedåtbuktning av svetssträngarna.

Följaktligen har det upptäckts att om mängden lVlg-metall och mängden Mg- föreningar uttrycks i termer av MgO, så kan mängden MgO relateras med låg- temperaturseghet och svetsanvändbarhet i alla svetslägen.

MgOfïiOz-kvoten ensam är inte tillräckligt för att uppskatta svetsanvändbarheten i alla svetssvetslägen. Svetssträngens form i vertikal uppåtriktad svetsning är nära relaterad med mängden slagg, och därför är det viktigt att specificera mängden slagg. l vertikal uppåtriktad svetsning kan inte slagg i övervägande små mängder hålla kvar smält metall och orsakar följaktligen problem som konvexa svetssträngar och nedåtbuktning. l motsats, orsakar slagg i övervägande stor mängd att bågen täcks av smält slagg. Resultatet är dålig bàgstabilitet och överdrivet sprut.

Av det föregående kan slutsatsen dras att god svetsbarhet i alla svetslägen kan säkerställas om en tillräcklig MQOfTiOQ-kvot (för alla komponenter med avseende 10 15 20 25 30 Lil fal itä FJ få! EI! 7 på vikt) är etablerad och en tillräcklig slaggmängd är specificerad. Dessutom bidrar urvalet av lämpliga legeringskomponenter också till låg-temperaturseghet.

Med hjälp av slutsatserna nämnda ovan, löser föreliggande uppfinning problem involverade i konventionella teknologier genom att specificera lämpliga legerings- komponenter i tråden och även genom att etablera en tillräcklig kvot av MgOfliOg (som slaggbildande tillsats) och en tillräcklig mängd slagg.

Enligt föreliggande uppfinning innehåller veksvetstråden för gasbågsvetsning av stål med hög draghållfasthet specifika komponenter och har specifika sammansättningar för de skäl som nämns i det följande. Komponenterna är uttryckta i termer av vikt baserade på den totala vikten av tråden. Veksvetstråden enligt föreliggande uppfinning är uppbyggd av ett stålhölje och ett flussmedel som har fyllts däri. Komponenterna som listas nedan är tillsatta till stålhöljet och/eller till flussmedlet. 0 CI 0,02 till 0,14 vikt-% C är en extremt viktig komponent som säkerställer styrkan hos svetsgodset. Med en C-halt mindre än 0,02 vikt-'t/o ger inte veksvetstråden svetsgods som har en provspåkänning större än 620 Mpa vid specificerad töjning. Med en C-halt större än 0,14 vikt-% ger veksvetstråden svetsgods som har anmärkningsvärt hög känslighet för köldsprickning beroende på den ökade styrkan. Därför skall veksvetstråden enligt denna utföringsform innehålla C i en mängd av 0,02 till 0,14 vikt-%, företrädesvis 0,02 till 0,08 vikt-Wo. 0 Si: 0,4 till 1,1 Vikt-°/u Si är ett desoxidationsmedel; det ger styrka till svetsgods och minskar syreinne- hållet i svetsgods. Med en Si-halt mindre än 0,4 vikt-% ger veksvetstråden svetsgods som har blåshål och låg seghet på grund av otillräcklig desoxidation. Å andra sidan, med en Si-halt större än 1,1 vikt-% ger veksvetstråden svetsgods som har dålig kompatibilitet med modermaterialet på grund av hög viskositet, och därmed försämras svetsanvändbarheten. Därför skall veksvetstråden enligt denna 10 20 25 30 8 utföringsform innehålla Si i en mängd av 0,4 till 1,1 vikt-%, företrädesvis 0,4 till 0,9 vikt-%. 0 Mn: 0,8 till 3,0 vikt-% Mn fungerar som desoxidationsmedel på samma sätt som Si och det hjälper också till att förbättra svetsgodsets seghet. Med en Mn-halt mindre än 0,8 vikt-% ger veksvetstråden svetsgods som har många blåshål och dålig seghet på grund av otillräcklig desoxidation. Å andra sidan, med en Mn-halt större än 3,0 vikt-% ger svetstråden svetsgods med anmärkningsvärd hög känslighet för köldsprickning på grund av ökad styrka. Därför skall veksvetstråden enligt denna utföringsform innehålla Mn i en mängd av 0,8 till 3,0 vikt-%, företrädesvis 2,1 till 2,9 vikt-°/<>. 0 Ni: 0,2 till 3,1 vlkt-°/o Ni är en extremt viktig komponent för att svetsgodset skall ha tillräcklig styrka och seghet. Veksvetstråden enligt denna utföringsform kommer att ge svetsgods som har otillräcklig seghet och hög känslighet för köldsprickning om Ni-halten är mindre än 0,2 vikt-% eller mer än 3,1 vikt-%, respektive. Därför skall det innehålla Ni i en mängd av 0,2 till 3,1 vikt-%, företrädesvis 0,8 till 2,7 vikt%. o Ti: ej mer än 0,2 vikt-% Ti gör kristallkorn fina när det tillsätts i liten mängd; emellertid, Ti tillsatt i en mängd större än 0,2 vikt-% försämrar kärnbildningsprestandan eftersom det upplöses mer i svetsgodset och utskiljs i den återuppvärmda detaljen i form av TiC. Följakligen domineras svetsgodset av grov, lattformig bainit och blir dålig i seghet. Därför skall veksvetstråden enligt denna utföringsform innehålla Ti i en mängd mindre än 0,2 vikt-%. Svetsgodset kommer ha god låg-temperaturseghet även om den inte innehåller Ti så länge som den innehåller tillräckliga legeringskomponenter. För övrigt kan Ti tillsättas i form av Ti-metall eller Ti- legering (som Fe-Ti). o N: ej mer än 0,0150 vikt-% 10 15 20 25 30 *E33 239 9 När N-halten i veksvetstråden överstiger 00150 vikt-°/<>, ökar även N-halten i svetsgodset, vilket leder till blåshål och dålig seghet. Därför skall den tillräckliga N- halten i tråden inte vara mer än 00150 vikt-%, 0 Cr + Moi 0,1 till 4,0 vikt-Wo Både Cr och Mo bidrar undantagslöst till svetsgodsets styrka. De gör även kristallkornen fina och förbättrar låg-temperaturseghet. Veksvetstråden enligt denna utföringsform innehåller båda eller någon av Cr och Mo. Den totala halten av Cr+Mö tillsatt tillsammans eller den individuella halten av Cr eller Mo tillsatt ensamt skall inte vara mindre än 0,1 vikt-% eller inte större än 4,0 vikt-°/°. En halt mindre än 0,1 vikt-% är för liten för att svetsgodset skall ha tillräcklig styrka. En överhalt mer än 4,0 vikt-% leder till svetsgods som har ökad styrka och minskad seghet och är föremål för köldsprickning. Därför skall veksvetstråden innehålla Cr+Mo i en mängd av 0,1 till 4,0 vikt-%, företrädesvis 0,2 till 1,1 vikt-%. 0 TiOz + lVlgO: 5,0 til 7,2 vikt-% Veksvetstråden enligt föreliggande uppfinning skall innehålla TiOg och MgO i till- räcklig mängd. En total mängd av TiOz och MgO mindre än 5,0 vikt-% är för liten för att svetsgodset skall hållas kvar utan nedåtbuktning vid vertikal uppåtriktad svetsning på grund av otillräcklig slagg. Å andra sidan, TiOz och MgO i en mängd av mer än 7,2 vikt-% gör att bågen blir täckt av smält slagg. Resultatet blir instabil båge och överdrivet sprut. Därför, den tillräckliga halten av TiOg + MgO skall vara 5,0 till 7,2 vikt-°/o. För övrigt, MgO är den totala mängden av MgO, metalliskt Mg och Mig-föreningar i termer av oxider, och TiOZ är mängden TiOg tillsatt i form av TiOg. o Någon eller flera av alkalimetallfluorid, alkalimetalloxid, alkalisk jordartsmetallfluorid, alkalisk jordartsmetalloxid, B, Al och Mg: inte mer än 2,0 vikt-% totalt 10 15 20 25 30 532 239 10 Dessa komponenter är valfria och följaktligen får de, eller behöver inte innefattas i veksvetstråden. Den totala halten av dessa komponenter skall inte vara mer än 2,0 vikt-°/0. Oxiderna och fluoriderna förbättrar bågstabiliteten och minskar sprut. B förbättrar svetsgodsets seghet. Al och Mg fungerar som desoxidationsmedel. När dessa komponenter tillsatta mer än 2,0 vikt-°/0, har de negativ effekt på föreliggande uppfinning. - kvot (x) av rvigorrioz: 0,05 im 0,22 innehållet av MgO och innehållet av TiOg i veksvetstråden skall vara sådant att deras kvot (x) = MgO/TIO; inte är större än 0,22. Annars ger veksvetstråden upp- hov till svetsgods som är benägen att bukta nedåt vid vertikal uppåtriktad svets- ning eftersom MgO dominerar över TiOg (MgO gör svetsgods mer benäget att bukta nedåt) och den resulterande slaggen förhindrar inte effektivt svetsgodset från att bukta nedåt. Resultatet är konvexa svetssträngar eller nedåtbuktning.

Veksvetstrådar som har ett värde x mindre än 0,22 ger svetsgods som utmärker sig genom karakteristiska egenskaper på grund av kvoten av L/H större än 10, där L och H står för kontaktlängd (”leg length”) och svetsförstärkningshöjd (”weld reinforcement height“) respektive, vid kälsvetsning (beskrivs senare i Exemplen).

Värdet på x skall företrädesvis vara mindre än 0,10 så att det resulterande svetsgodset har kvoten av L/H större än 12, vilket är önskvärt för bättre karakteristiska egenskaper. Å andra sidan, kvoten (x) av MgO/HO; skall ha en lägre gräns av 0,05, så att funktionen F(x) som beskrivs senare har en övre gräns av 15. Därför skall kvoten (x) av MgOlTiOg vara 0,05 till 0,22. För övrigt MgO är en total mängd av MgO, metalliskt Mg och Mg-föreningar i termer av oxider, och TiOZ är en mängd TiOg tillsatt i form av TiOz. 0 F(x): 11 till 15 Funktionen F(x) definieras av formeln (1) nedan. variabeln x i denna funktion är MgOlTiOz beskriven ovan.

Formel (1) F(x) = 37,2 X >r°>°ffif - so 10 15 20 25 30 532 339 li Funktionen F(x) är en empirisk formel som representerar sambandet mellan kvoten (x) av MgO/TiO2 och låg-temperaturseghet. Den erhölls genom statistiska beräkningar från sambandet mellan kvoten (x) av MgOlTiOz i tråden och resultatet av Charpy slagtest (vid -60°C) av svetsgodset. Prover preparerades från ett tiotal typer av trådar, vardera innehållande legeringar och slaggbildningsmedel specificerat nedan.

C: 0,02 till 0,14 vikt-% Si: 0,4 till 1,1 vikt-% Mn: 0,8 till 3,0 vikt-% Ni: 0,2 till 3,1 vikt-% Cr: 0,1 till 4,0 vikt-°/° Mo: 0,1 till 4,0 vikt% Ti: 0 till 0,2 vikt-% Fe: 84,1 till 90,1 vikt-% N: inte mer än 0,0150 vikt-% Andra komponenter (B, Na, F, K, Li, Al, Ca, Mg, P och 8): 0,10 till 3,25 vikt-% TiOgï 3,5 till 7,8 vikt-% MgO: 0,1 till 5,0 vikt-°/o Fig. 1 är ett diagram i vilket värdena av F(x) erhållna genom uppfinnarnas experi- ment har plottats mot värdena på Charpy slagtest vid -60°C (betecknat genom eV-60°C härefter). Det har noterats att det finns en monotont minskande samband mellan F(x) och vE-60°C. I området där F(x) s 15, vE-60°C z 47 J i vilket god låg- temperatur seghet uppnås. Eftersom kvoten (x) av MgO/TIOZ har en övre gräns av 0,22, har funktionen F(x) oundvikligt en lägre gräns av 11. Följaktligen, funktionen F(x) gör det möjligt att förutsäga sambandet mellan beståndsdelarna av veksvets- tråden och Iåg-temperatursegheten av svetsgodset som resulterar från veksvets- tråden.

Det föregående antyder att värdet av x och funktionen av F(x) skall vara inom området av 0,005 s x s 0,22 enligt föreliggande uppfinning, 10 IS 20 25 30 53.2 239 12 Kravet för värdet på x i området specificerat ovan är inte nödvändigt, men vek- svetstråden som möter andra villkor än de som nämnts ovan kommer ha god svetsanvändbarhet och ge svetsgods som har god låg-temperaturseghet.

Emellertid, veksvetstråden som möter kraven för det specificerade värdet på x kommer att ge svetsgods som har förbättrad låg-temperaturseghet.

Veksvetstråden enligt föreliggande uppfinning har en återstod (andra än de kom- ponenter som beskrivs ovan) som inkluderar Fe-legeringar (som Fe-Si, Fe-Mn, Fe-Cr, Fe-Mo och Fe-Ti) och Fe erhållet från järnpulver, som ingår i stålhöljet och flussmedlet fyllt däri. Innehållet av Fe är inte mindre än 80 vikt-% av trädens totala vikt. Veksvetstràden enligt föreliggande uppfinning kan därtill innehålla alkalimetallfluorid och -oxid, alkalisk jordartsmetallfluorid och -oxid, B, Al och Mg.

Veksvetstråden som användes för testen innehöll N i en mängd av inte mer än 00150 vikt-f/o. Om innehållet av N överskrider 00150 vikt-%, innehåller det resul- terande svetsgodset mer N, och därmed ökar blåshålen.

Exempel Uppfinningen skall mer i detalj beskrivas nedan med referens till Exempel och Jämförande exempel. Provtrådarna som används i Exempel och Jämförande exempel har sammansättningen (i termer av procent av trädens totala vikt) och värdet på funktionen F(x). Provtrådarna har bandkompositionen som visas i tabell 6. Tabell 7 visar vilken typ av band som används i varje exempel. Som visas i tabell 7 användes banden A och B som visas i tabell 6 i trådarna som visas i tabell 3 och 4. För övrigt innehåller provtrådarna i Exempel och Jämförande exempel P, S, Nb och V som ytterligare komponenter.

(Horisontalsvetsning) Provtrådarna användes för horisontalsvetsning av HT780-stål under de förhållan- den som visas i tabell 1. Prover gjordes av det resulterande svetsgodset (över- ensstämmande med JlS 23111 A nr 1 och JlS 23111 A nr 4) för dragprover och Charpy slagprov, respektive. Resultaten av de mekaniska testerna för 0,2% 10 15 20 25 Lïl E13 TE!! 13 specificerad töjning och Charpy slagvärde visas, tillsammans med klassificeringen av svetsanvändbarheten i tabell 8 och 9. Den totala klassificeringen av proverna indikeras av symbolerna "O" eller vilket står för "bra" respektive "dålig".

Prover är klassificerade som goda i mekaniska egenskaper om svetsgodset har en provpåkänning större än 620 MPa vid 0,2 % specificerad töjning och ett Charpy slagvärde (vid -60°C) större än 27 J. Dessutom är prover klassificerade som goda i låg-temperaturseghet om svetsgodset har ett Charpy slagvärde (vid -60°C) större än 47 J.

Tabell1 Svetsström Bágspänning r Svetshastšghet Förvärmning- Värme- (A) (V) (mmímin) interpass- tillförsel temperatur (kJ/mm) (°C) 280 30 300 150 1,7 _2 al, Svetsförutsättningarna är som följer: Skyddsgas: 80 % Ar - 20 % Coz, 25 L/min Tråddiameter: 1,2 mm Svetsläge: Horisontal läge Provstålplatta: JlS G 3128 SHY685 (20 mm tjock) Kantform: 45° V Fogspalt: 12 mm (Kälsvetsning) Provtrådarna klassificerades efter svetsanvändbarhet vid vertikal uppåtriktad kälsvetsning under de förutsättningar som visas i tabell 2, Svetssträngens form klassificerades genom metoden som illustreras i fig. 2. Symbolerna L och H i fig. 2 representerar kontaktlängden ("leg length") av kälsvetssträngen och förstärkningshöjden Creinforcement height”) av kälsvetsen, respektive. Kvoten av L/H är ett index som indikerar svetssträngens tendens för nedåtbuktning.

Proverna klassades som goda om kvoten L/H är större än 10. Ett värde av 0 ges 10 15 20 25 532 235 14 för kvoten L/H om kälsvetsningen är omöjlig att genomföra på grund av nedåt- buktning.

Tabell 2 T Svetsström Bågspänning Svetshastighet Pendlings- Värme- (A) (V) (mmlmin) bredd tillförsel (mm) (kJ/mm) 220 24 1 50 1 0 2,1 Svetsförutsättningarna är som följer: Skyddsgas: 80 % Ar - 20 % C02, 25 L/min Tråddiameter: 1,2 mm Svetsläge: Vertikal uppåtriktad Provstålplatta: JIS G 3128 SHY685 (12 mm tjock) Spaltgap: 0 mm l svetstesterna av horisontalsvetsning och kälsvetsning klassificerades proverna för köldsprickning och värmesprickning på följande sätt.

Köldsprickning: Proverna tilläts stå under 96 timmar efter svetsning. Med stödmetallen borttagen undersöktes svetsgodset för defekter genom ultraljudstestning (JlS Z 3060) och magnetisk partikeltestning (JlS G 0565). Brottet undersöktes under SEM (elektroskanningsmikroskop) för att identifiera typ av sprickbildning.

Varmsprickning: Med stödmetallen borttagen efter svetsning undersöktes svetsgodset för defekter genom ultraljudstestning (JlS Z 3060) och röntgentestning (JlS Z 3104). Brottet observerades under SEM för att identifiera typ av sprickbildning.

Dragtestet och Charpy slagtest utfördes enligt JiS Z 3111 (vilken specificerar metoden för dragtest och slagtest av svetsgodset).

E32 235 15 TabeH3 0 01 MF Na ïcr 040 01+ 11 Fe N Andra 1102 Mgo Mo “MT 0,07 0,4 2,3 2,4 0 0,2 0,2 o 00,4 0,0022 0,2 0,0 0 _TT,00 0,0 2,0 0,0 0,7 1,5 2,2 0,1 00,1 0,0011 0,7 0,5 0 ä 3 0,00 0,0 1,7 2,7 0,4 0,2 0,0 0,2 07,3 0,0050 1,0 0,5 0 >< HJ 4 0,02 0,5 2,1 1,7 0,2 0,3 0,5 0,1 00,1 0,0111 1,0 0,0 0 5 0,04 0,5 2,1 1,7 0 1,0 1,0 0 00,0 0,0032 0,5 5,2 0 0 0,01 0,4 2,1 1,0 0,1 0,0 1,0 0,3 00,1 0,0050 0,7 5,4 0 7 0,15 0,4 2,3 2,4 0,3 0,4 0,7 0,1 07,2 0,0023 0,7 0,1 0 0 0,07 0,2 2,1 1,0 0,3 0,1 0,4 0,1 00,5 0,0045 1,2 5,0 0 -ö 0 0,07 1,3 2,3 2,4 0,0 0,4 1,0 0,4 00,0 0,0000 0,2 5,5 0 šm 0,00 0,7 0,7 1,7 0,3 0,5 0,0 0,1 00,3 00000 0,3 0,3 0 0 g 11 0,00 0,7 0,2 1,5 0,0 0,0 1,4 0 07,1 00011 0,4 5,0 0 Én 0,00 0,7 2,2 0,1 0,0 1,4 1,7 0 00,0 0,0034 0,0 5,4 0 å 13 0,04 0,4 2,4 3,3 0,3 0,0 1,1 0 05,0 00055 0,0 0,3 0 14 0,04 0,0 2,1 1,4 0 0 0 0 00,1 00010 0,3 0,3 0 15 0,03 0,3 2,3 2,0 2,2 1,0 4,1 0 00,1 0,0044 0,0 5,3 0 10 0,07 0,5 2,2 2,1 0,5 0,0 1,4 0,4 00,7 00045 1,3 5,3 0 10 532 235* 16 Tabe|l4 c si rvin Ne cr M5 cr+ ri Fe N l Andra noÜ ivigo l Mo 17 0,05 0,6 2,5 2,0 "0 0,2 0,2 0,1 66,5 0,0012 1,0 6,0 0,5 _76* 0,05 0,6 2,2 2,1 0,1 0,5 0,6 0,0 66,7 0,0025 0,4 6,5 0,6 å 19 0,05 0,5 2,6 2,2 0,1 0,3 0,4 0,0 67,1 0,0056 0,5 5,5 1,1 x L” 20 0,06 0,5 2,6 1,9 0,2 0,2 0,4 0,0 66,1 00146 0,1 6,0 0,3 21 0,05 0,4 2,5 1,7 0,1 1,0 1,1 00 66,9 0,0023 0,6 5,2 1,2 22 0,05 0,6 2,7 2,1 0,2 0,6 0,6 0,1 66,9 0,0029 0,6 5,4 3,0 23 0,05 0,6 2,6 2,2 0,1 0,4 0,5 0,2 65,6 0,0046 1,3 6,1 4,0 F, 24 0,06 0,7 2,3 2,0 0,3 0,2 0,5 0,1 66,0 0,0065 1,6 5,6 0,6 å 25 0,06 0,5 2,5 1,6 0,5 0,4 0,9 0,0 66,5 0,0023 0,2 5,5 1,1 6 g 26 0,07 0,6 2,2 2,5 0,2 0,6 0,6 0,0 67,1 0,0099 0,6 6,3 1,4 š 27 0,06 0,6 2,5 1,5 0,3 1,0 1,3 0,0 66,9 0,0122 0,6 5,6 0,1 å 26 0,07 0,4 2,5 2,0 0,2 1,0 1,2 0,0 66,1 00019 0,6 5,4 0,2 29 0,06 0,5 2,6 2,3 0,1 0,5 0,6 0,0 66,4 00065 0,6 6,3 1,3 30 0,05 0,6 2,5 2,0 0 0,2 0,2 0,0 66,5 00013 1,1 6,3 0,0 Kolumnen "Övriga" i tabell 3 och 4 betecknar den totala mängden av alkalimetall- fluorid och -oxid, alkalisk jordartsmetallfluorid och -oxid, B, Al, Mg och oundvikliga föroreningar (P, S, V och Nb). Den totala mängden av oundvikliga föroreningar är 0,1 vikt-%. Det följer därför att "Övriga" i exempel 17 i tabell 4, vilket är 1,0 vikt-%, består av 0,9 vikt-% alkalimetallfluorid och -oxid, alkalisk jordartsmetallfluorid och -oxid, B, Al och Mg, och 0,1 vikt-% oundvikliga föroreningar. "Övriga" i exempel 20 betecknar helt enkelt mängden av oundvikliga föroreningar och det inkluderar inte alkalimetallfluorid och -oxid, aikalisk jordartsmetallfluorid och -oxid, B, Al och Mg.

Q 233 17 TabeHS Tiozwigo Mgo/Tioz F00 T 17 7,0 0,06 14 6 16 5,9 0,19 12 š 19 6,6 0,20 11 G5 20 6,3 0,05 15 21 6,7 0,22 11 22 6,1 0,97 7 23 6,5 1,60 6 ä 24 4,7 0,15 12 2 25 7,5 0,17 12 <1) å 26 6,1 0,30 10 g 27 6,1 0,02 19 få 26 5,1 0,04 16 ä 29 6,7 0,24 11 L 30 7,0 0,00 -* *Obestämd Tabenß ' Typ av Fe c si ivin Ni cr M6 Ti N Övriga band A 99,6 0,05 0,05 0,50 0 0 0 0,02 0,0020 0,1 L B 96,4 0,06 0,02 0,70 0,50 0,10 0,10 0 0,0100 0,1 532 233 18 TabeU7 Typav Typav 74 Typav band band band Ex.1 A Jänfi.ex.11 B Ex.21 A Ex.2 B Jänü.ex.12 A Jänfi.ex.22 A Ex. 3 B Jämf. ex. 13 A Jämf. ex. 23 A Ex. 4 A Jämf. ex. 14 A “Üšnífl ex. 24 A Ex. 5 A Jämf. ex. 15 B Jämf. ex. 25 B Jänfi.ex.6 A Jänfi.ex.16 A Jänfi.ex.26 A Jämf. ex. 7 A Ex. 17 A Jämf. ex. 27 B Jän#.ex.8 A Ex.18 A Jänfi.ex.28 B Jänfi.ex.9 B Ex 19 A Jänfi.ex.29 A "íåïvïex 10 A Ex. 20 B Jämf. ex. so A 532 235 19 Tabe|18 PS (0,2% vE-60 L/H Svetsanvänd- Övriga Total speci- barhet klassi- ficerad ficering töjning) 1 706 36 15,1 god -- O E 2 776 42 12,5 god -- O å 3 742 46 13,5 god -- O ü 4 633 26 16,1 god -- O 5 665 35 12,4 god -- O 6 567 52 15,1 god -- >< 7 944 17 12,1 god köidspricka >< 6 501 45 14,3 olàshål -- >< ä 9 625 :22 6,9 ankompatibo! -- >< g 10 556 25 15,6 b1àshà| -- >< .få 11 921 8 14,6 god köldspricka >< 12 606 21 15,1 god -- >< :š 13 755 31 13,2 god värmespricka >< _) 14 596 24 12,2 god -- >< 15 934 6 15,4 god -- x 16 696 7 13,2 god -- >< 532 E33 20 Tabell9 Ps (o,2°/fi vE-so UH sveisanväodoafnoi Total speci- klassificering ficerad töjning) 17 670 53 12,4 god O a., 16 723 75 10,6 god O å 19 694 73 11,0 god o G3 20 699 49 14,3 god O 21 741 64 10,6 god O 22 755 98 0 nedàtbuktande >< 23 701 101 O nedåtbuktande >< E 24 712 45 0 nedåtbuktande >< Q. å 25 760 51 12,0 instabil båge >< ÉÉ mycket sprut 'å 26 766 55 5,8 konvex sträng >< så 27 644 32 16,4 god X 2 26 689 26 16,1 god X 29 705 66 8,9 konvex sträng >< 30 681 28 15,4 god >< Resultaten av testerna visas i tabell 8 och 9. Exempel 1 till 5 och 17 till 21 visar att provtrådarna har goda karakteristiska egenskaper vid 0,2 % specificerad töjning (PS), låg-temperaturseghet vid -60°C och svetsanvändbarhet (inklusive svetsfogens form). Som kontrast visar Jämförande Exempel 6 till 16 och 22 till 30 att provtrådarna är dåliga i dessa karakteristiska egenskaper.

Claims (3)

5 10 15 20 25 30 21 Patentkrav

1. En veksvetstråd för gasbågsvetsning kännetecknad av att veksvetstråden innehåller i sin totala vikt C: 0,02 till 0,08 vikt-%, Si: 0,4 till 1,1 vikt-°/<>, Mn: 0,8 till 3,0 vikt-°/°, Ni: 0,2 till 3,1 vikt-°/o, Ti: inte mer än 0,2 vikt-°/<>, någon eller båda av Cr och Mo: 0,1 till 4,0 vikt% totalt, TiO2 och MgO: 6,3 till 7,2 vikt-% totalt, någon eller alla av alkalimetallfluorid och -oxid, alkalisk jordartsmetallfluorid och -oxid, B, Al, och Mg: inte mer än 2,0 vikt% totalt, och N: inte mer än 0,0150 vikt-°/<>, med återstoden oundvikliga föroreningar och Fe.

2. En veksvetstråd för gasbågsvetsning kännetecknar! av att veksvetstråden innehåller i sin totala vikt C: 0,02 till 0,08 vikt-°/<>, Si: 0,4 till 1,1 vikt-Wu, Mn: 0,8 till 3,0 vikt-Va, Ni: 0,2 till 3,1 vikt-%, Ti: inte mer än 0,2 vikt-°/°, någon eller båda av Cr och Mo: 0,1 till 4,0 vikt-% totalt, TiOz och MgO: 6,3 till 7,2 vikt-% totalt, och N: inte mer än 0,0150 vikt-%, med återstoden oundvikliga föroreningar och Fe, där halten av MgO och halten av TiOg uppfyller ekvationen: 0,05 s x s 0,22, där x betecknar kvoten av MgOfTiOz.

3. En veksvetstråd för gasbågsvetsning kännetecknad av att veksvetstråden innehåller i sin totala vikt C: 0,02 till 0,08 vikt-%, Si: 0,4 till 1,1 vikt-%, Mn: 0,8 till 3,0 vikt-%, Ni: 0,2 till 3,1 vikt-%, Ti: inte mer än 0,2 vikt-%, någon eller båda av Cr och Mo: 0,1 till 4,0 vikt-% totalt, TiOg och MgO: 6,3 till 7,2 vikt-% totalt, någon eller alla av alkalimetallfluorid och -oxid, alkalisk jordartsmetallfluorid och -oxid, B, Al, och Mg: inte mer än 2,0 vikt-% totalt, och N: inte mer än 0,0150 vikt-Wo, med återstoden oundvikliga föroreningar och Fe, där halten av MgO och halten av TiOg uppfyller ekvationen: 0,05 s x s 0,22, där x betecknar kvoten av MgOlTiOg.