بررسی ناحیه متاثر از حرارت در جوشکاری فولاد کم آلیاژ با استحکام بالا

بررسی ناحیه متاثر از حرارت در جوشکاری فولاد کم آلیاژ با استحکام بالا
ساخت فولاد کم آلیاژ با استحکام بالا ASTMA572GR.65 (از این پس فولاد GR.65 نامیده می شود) برای برج UHV نه تنها می تواند استحکام کلی برج را افزایش دهد، استفاده از فولاد را کاهش دهد، بلکه هزینه کل را نیز کاهش می دهد. پروژه ای که روز به روز بیشتر مورد استفاده قرار گرفته است. با این حال، فولاد پس از جوشکاری تمایل بیشتری به سخت شدن، سختی بالاتر و تمایل بیشتری به ترک (مخصوصاً ترک سرد) دارد که بر کیفیت برج تأثیر می گذارد.

برای تحقیق در مورد ناحیه متاثر از حرارت جوشکاری، بسیاری از متون، نمونه‌های ناحیه متاثر از حرارت جوشکاری را با شبیه‌ساز ناحیه تحت تأثیر حرارت جوش بر اساس پارامترهای فرآیند جوشکاری واقعی تولید می‌کنند. اگرچه این روش می‌تواند ناحیه متاثر از حرارت جوشکاری را برای سهولت تحقیق بزرگ‌تر کند، برخی از متون همچنین اشاره می‌کنند که خطاهایی بین پارامترهای نمونه به‌دست‌آمده از شبیه‌ساز ناحیه تحت تاثیر حرارت جوشکاری و پارامترهای به‌دست‌آمده در جوشکاری واقعی وجود دارد. بر اساس ملاحظات فوق، آزمایشات جوشکاری برای مطالعه ناحیه متاثر از حرارت جوش فولاد GR.65 انجام شد. اثرات گرمای ورودی جوش (E) بر ریزساختار و خواص مکانیکی ناحیه متاثر از حرارت جوشکاری تحت دماهای پیش گرمایش مختلف (TP) مورد مطالعه قرار گرفت و منابع نظری و تجربی برای کنترل ترک فولاد GR.65 در جوشکاری برج جوش UHV ارائه کرد.

ماده آزمایشی فولاد نورد گرم GR.65 با اندازه 300mm×200mm×10 میلی‌متر و ترکیب شیمیایی آن (کسر جرمی، %) به شرح زیر بود: 0.203C، 0.043Si، 1.26Mn، 0.006P، 0.001S، 0.046 Nb، 0.019Ni، 0.012Cr، 0.29Al، 0.018Cu. اریب 45 درجه L شکل با لبه صاف 2 میلی متر. ماده جوش سیم جوش Φ1.2mm ER{30}}G است. روش جوشکاری، جوشکاری محافظ گاز CO2، مدل تجهیزات جوشکاری YM{32}}KR، و جوشکاری لب به لب تک پاسی اتخاذ شده است. پس از جوشکاری، در دمای اتاق با هوا خنک می شود و سپس از نظر ضربه و سختی تست می شود.

هنگامی که انرژی خط جوش فولاد GR.65 10 کیلوژول بر سانتی متر است، عرض ناحیه تحت تاثیر حرارت جوش حدود 4 میلی متر است و زمانی که 40 کیلوژول بر سانتی متر باشد، به حدود 9 میلی متر می رسد. اندازه دانه ناحیه درشت تر تحت ورودی انرژی سیم های مختلف بسیار متفاوت است. اندازه دانه متوسط ​​ناحیه درشت تر زمانی که انرژی سیم 40 کیلوژول بر سانتی متر است تقریبا دو برابر 10 کیلوژول بر سانتی متر است. این نشان می دهد که فولاد GR.65 در انرژی خطی بالا اثر بازدارندگی محدودی بر دانه آستنیت دارد، در حالی که در انرژی خطی کم، به دلیل اثر میخکوبی Nb(C,N)، رشد دانه آستنیت متوقف می شود. در انرژی جوش کم (10 کیلوژول بر سانتی متر)، پیش گرم کردن قبل از جوشکاری می تواند ریزساختار سخت شده مانند مارتنزیت و بلوک MA را در مقایسه با عدم پیش گرمایش اصلاح کند، که تأثیر مطلوبی بر چقرمگی ناحیه درشت دانه دارد. با این حال، تحت انرژی خط بالا (40 کیلوژول بر سانتی‌متر)، پیش‌گرم کردن قبل از جوشکاری، نه‌تنها باعث می‌شود که ساختار درشت دانه درشت‌تر شود، بلکه ریزساختار با خواص مکانیکی نسبتاً ضعیف مانند بینیت بالایی که به طور جدی کاهش می‌یابد، آسان‌تر می‌شود. چقرمگی ناحیه درشت دانه که نیاز به توجه در جوشکاری دارد.