Studiu asupra zonei afectate de căldură în sudarea oțelului slab aliat de înaltă rezistență
Fabricarea oțelului de înaltă rezistență ASTMA572GR.65 (denumit în continuare oțel GR.65) pentru turnul UHV nu numai că poate crește rezistența totală a turnului, poate reduce utilizarea oțelului, dar și costul total. a proiectului, care a fost din ce în ce mai utilizat. Cu toate acestea, oțelul are o tendință mai mare de întărire, o duritate mai mare și o tendință mai mare de fisurare (în special de fisurare la rece) după sudare, ceea ce afectează calitatea turnului.
Pentru cercetarea zonei afectate de căldură de sudare, multe literaturi generează probe de zone afectate de căldură de sudare prin simulatorul de zonă afectată de căldură de sudare pe baza parametrilor actuali ai procesului de sudare. Deși această metodă poate mări zona afectată de căldură de sudare pentru comoditatea cercetării, unele literaturi subliniază, de asemenea, că există erori între parametrii eșantionului obținuți prin simulatorul de zonă afectată de căldură de sudare și cei obținuți în sudarea efectivă. Pe baza considerațiilor de mai sus, au fost efectuate experimente de sudare pentru a studia zona afectată de căldură de sudare a oțelului GR.65. Efectele aportului de căldură de sudare (E) asupra microstructurii și proprietăților mecanice ale zonei afectate de căldură de sudare au fost studiate la diferite temperaturi de preîncălzire (TP), oferind referințe teoretice și experimentale pentru controlul fisurilor oțelului GR.65 în sudarea turnului de sudare UHV.
Materialul experimental a fost oțel laminat la cald GR.65 cu o dimensiune de 300mm×200mm×10mm și compoziția sa chimică (fracția de masă, %) a fost următoarea: 0.2{03C, 0.{043Si, 1.26Mn, 0.006P, 0.001S, 0.046 Nb, 0,019Ni, 0,012Cr, 0,29Al, 0,018Cu. Teșire în formă de L de 45 de grade cu o margine tocită de 2 mm. Materialul de sudare este un fir de sudare Φ1,2 mm ER55-G. Metoda de sudare este sudarea cu gaz CO2 ecranat, modelul echipamentului de sudare este YM-500KR și se adoptă sudarea cap la cap cu o singură trecere. După sudare, este răcit cu aer la temperatura camerei și apoi testat pentru impact și duritate.
Când energia liniei de sudare a oțelului GR.65 este de 10 kJ/cm, lățimea zonei afectate de căldură de sudare este de aproximativ 4 mm și va ajunge la aproximativ 9 mm când este de 40 kJ/cm. Dimensiunea granulelor zonei mai grosiere este foarte diferită în funcție de intrarea de energie a firului diferit. Dimensiunea medie a granulelor din zona mai grosieră atunci când energia firului este de 40 kJ/cm este aproape de două ori mai mare decât cea de 10 kJ/cm. Acest lucru indică faptul că oțelul GR.65 are un efect inhibitor limitat asupra granulelor de austenită la energie liniară mare, în timp ce la energie liniară scăzută, datorită efectului de fixare al Nb(C,N), creșterea granulelor de austenită va fi împiedicată. La o energie scăzută de sudare (10 kJ/cm), preîncălzirea înainte de sudare poate rafina microstructura întărită, cum ar fi martensita și blocul MA, în comparație cu lipsa preîncălzirii, ceea ce are un efect favorabil asupra tenacității zonei cu granulație grosieră. Cu toate acestea, sub o energie de linie ridicată (40 kJ/cm), preîncălzirea înainte de sudare nu numai că va face ca zona cu granulație grosieră să devină o structură cu granulație grosieră, ci și să producă mai ușor microstructura cu proprietăți mecanice relativ slabe, cum ar fi bainita superioară, care reduce serios. tenacitatea zonei cu granulație grosieră, care necesită atenție la sudare.
