A többrétegű varratfelépítés hatásának elemzése fizikai szimulációval 500 MPa szilárdsági kategóriájú hajóacélnál

Abstract

Absztrakt

A többrétegű varratokban előforduló egyes varratsorok által kiváltott hőhatás következményeit vizsgáltuk fizikai szimulációval 500 MPa szilárdsági kategóriájú hajóacél esetén. A hegesztési hőciklusokat Gleeble 3500 fizikai szimulátorral állítottuk elő próbatesteken, amelyeket 16 mm vastagságú acéllemezek fedettívű hegesztéssel készült kötéseiből munkáltunk ki keresztirányban. A hegesztési varratban kialakuló durvaszemcsés hőhatásövezeti sáv (DSZ-V) szimulálására 1350 °C csúcshőmérsékletet, az interkritikus hőhatásövezeti sáv (IK-V) előállítására 815 °C-ot alkalmaztunk. Az interkritikus durvaszemcsés sáv (IKDSZ-V) szimulálására a két hőciklus kombinációját állítottuk be. A vizsgált t8/5 hűlési időintervallum 5…30 s között volt. A többrétegű hegesztési varratban kialakuló hőhatásövezeti zónákat makroszkópos vizsgálattal, optikai mikroszkópos vizsgálattal, keménységvizsgálattal és ütővizsgálattal jellemeztük. A hűlési idő növekedésével a keménység enyhén csökkent a DSZ-V és az IK-V sávok esetében. A vizsgált varratban előforduló hőhatásövezeti sávok szívóssága minden esetben az eredeti varrat ütőmunkája alatt maradt, ugyanakkor így is jelentősen meghaladta az alapanyag szabványban szereplő értéket. A hosszabb hűlési idő kisebb ütőmunkát eredményezett az IK-V esetében, azonban ez a tendencia a DSZ-V esetében nem volt megfigyelhető. Összességében az IK-V mutatta a legkisebb szívósságot a vizsgált sávok közül.

Abstract

The effect of multipass welding thermal cycle on 500 MPa grade offshore steel weld was investigated by physical simulation. A Gleeble 3500 physical simulator is used to produce the welding thermal cycles on samples manufactured in transversal direction from a submerged arc welded (SAW) joint of the examined 16 mm thick base material. 1350 °C peak temperature was selected for the simulation of the coarse-grained heat-affected zone forming in the weld metal (CGHAZ-W), and 815 °C for the intercritical heat-affected zone (ICHAZ-W). For intercritically reheated coarse-grained zone (ICCGHAZ-W) the combination of these heat cycles was applied. The examined t8/5 cooling time interval was between 5…30 s. The HAZ subzones forming in the multipass weld metal were characterized by macroscopic test, optical microscopic test, hardness test and Charpy-V impact test. By the increase of cooling time the hardness slightly reduced in CGHAZ-W and ICHAZ-W. The impact energy values of HAZ subzones were below the unaffected weld metal, although much above the requirement of base material standard. Longer cooling time resulted lower impact energy in ICHAZ-W, however this tendency was not observed in CGHAZ-W. In general, ICHAZ-W resulted lower impact toughness, which was also indicated by the relatively large instable crack propagation.