Assessment of the corrosion resistance and the mechanical properties of laser welded joints made of steel DOCOL 1200M

• Autorzy: Górka Jacek , Kciuk Monika , Stano Sebastian , Domżal Szymon

Identyfikatory

DOI

10.17729/ebis.2022.2/1

Warianty tytułu

PL

Ocena odporności korozyjnej i własności mechanicznych złączy ze stali DOCOL 1200M spawanych wiązką laserową

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The article presents test results concerning the corrosion resistance of laser beam welded joints made of steel DOCOL 1200M. The thickness of the joints subjected to the tests amounted to 1.8 mm. The joints were welded in the flat position (PA), without the use of the filler metal; the linear welding energy was restricted within the range of 25 J/mm to 55 J/mm. The non-destructive tests revealed that the joints represented quality level B in accordance with the ISO 13919 standard. The results of mechanical tests demonstrated the possibility of obtaining joints, the strength of which equalled that of the base material, which is unobtainable when welding such high strength steel (1200 MPa) using arc welding. The corrosion resistance tests were performed using the gravimetric method in alkaline, inert and acidic environments (0.1 M solution of sodium hydroxide (NaOH), the 3.5% solution of sodium chloride (NaCl) and the 0.1 M solution of sulphuric acid (VI) (H₂SO₄)). The material subjected to analysis was characterised by varied corrosion resistance, resulting from the test environments. The test joints contained various forms of corrosion-triggered damage including cracks, pits, swells and material losses. The above-presented corrosion resistance tests revealed that welded joints made of steel DOCOL 1200M were characterised by the highest corrosion resistance in the alkaline solution and the lowest corrosion resistance in the acidic solution.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań odporności korozyjnej stali DOCOL 1200M spawanej wiązka laserową. Badaniom poddano złącza doczołowe o grubości 1,8 mm, spawane w pozycji podolnej, bez materiału dodatkowego, przy zmiennej energii linowej spawania, w zakresie od 25 J/mm do 55 J/mm. Przeprowadzone badania nieniszczące pozwoliły sklasyfikować złącza w poziomie jakości B zgodnie z normą ISO 13919. Badania własności mechanicznych wykazały możliwość uzyskania złączy o wytrzymałości równej wytrzymałości materiału rodzimego, co nie jest do osiągnięcia przy spawaniu łukowym stali o tak wysokiej wytrzymałości (1200 MPa). Badania korozyjne przeprowadzono metodą grawimetryczną w środowisku: zasadowym, obojętnym i kwasowym (0,1 M roztwór wodorotlenku sodu – NaOH, 3,5% roztwór chlorku sodu – NaCl oraz 0,1 M roztwór kwasu siarkowego (VI) – H2 SO4 ). Analizowany materiał charakteryzuje się zróżnicowaną odpornością korozyjną, wynikającą z zastosowanego środowiska. W badanych złączach dochodzi do różnorodnych form zniszczenia korozyjnego metalu, takich jak pęknięcia, wżery, spęcznienia i ubytki materiału. Przeprowadzone badania odporności korozyjnej wykazały, że złącza spawane ze stali DOCOL 1200M mają najlepszą odporność korozyjną w roztworze zasadowym, a najgorszą w roztworze kwasowym.

Słowa kluczowe

EN

DOCOL 1200M; laser beam welding; corrosion resistance tests

PL

DOCOL 1200M; spawanie wiązką laserową; badania odporności na korozję

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Górnośląski Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Biuletyn Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach
• Rocznik: 2022
• Tom: Vol. 66, No. 2
• Strony: 7--14
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Górka Jacek

• Silesian University of Technology in Gliwice, Department of Welding

autor

Kciuk Monika

• Department of Engineering Materials and Biomaterials

autor

Stano Sebastian

• Łukasiewicz Research Network – Instytut Spawalnictwa

autor

Domżal Szymon

• graduate of the Department of Welding, Silesian University of Technology in Gliwice

Bibliografia

• [1] Lee C., Shin H., Park K.: Evaluation of high strength TMCP steel weld for use in cold regions. Journal of Constructional Steel Research, 2012, no. 74. pp. 134–139.
• [2] Yurioka N.: TMCP steels and their welding. Welding in the World, 1995, no. 35/6, pp. 375–390.
• [3] Górka J.: Weldability of thermomechanically treated steels having a high yield point. Archives of Metallurgy and Materials, 2015, vol. 60, no. 1, pp. 469–475, doi: 10.1515/amm-2015-0076.
• [4] Lisiecki A.: Welding of Thermomechanically Rolled Fine-Grain Steel by Different Types of Lasers. Archives of Metallurgy and Materials, 2014, vol. 59, pp. 1625–1631, doi: 10.2478/amm-2014-0276.
• [5] Opiela M.: Effect of Thermomechanical Processing on the Microstructure and Mechanical Properties of Nb-Ti-V Microalloyed Steel. Journal of Materials Engineering and Performance, 2014, no. 9, pp. 3379–3388.
• [6] Janicki D.: Fiber laser welding of nickel based superalloy Rene 77, Proceedings of SPIE, vol. 8703, Laser Technology 2012: Applications of Lasers, 87030S, 2013, doi: 10.1117/12.2013428.
• [7] Lisiecki A.: Effect of heat input during disk laser bead-on-plate welding of thermomechanically rolled steel on penetration characteristics and porosity formation in the weld metal. Archives of Metallurgy and Materials, 2016, no. 61, pp. 93–102, doi: 10.1515/amm-2016-0019.
• [8] Kurc-Lisiecka A. et al.: Analysis of deformation texture in AISI 304 steel sheets, Solid State Phenomena, 2013, no. 203–204, pp. 105–110, doi: 10.4028/www.scientific.net/SSP.203-204.105.
• [9] Grajcar A., Różański M., Stano S., Kowalski A.: Microstructure characterization of laser-welded Nb-microalloyed silicon-aluminum TRIP steel. Journal of Materials Engineering and Performance, 2014, vol. 23, no. 9, pp. 3400–3406.
• [10] Lisiecki A.: Welding of titanium alloy by disk laser, Proc. of SPIE, vol. 8703, Laser Technology 2012: Applications of Lasers, 87030T (2013), doi: 10.1117/12.2013431.
• [11] Grajcar A., Różański M., Kamińska M., Grzegorczyk B.: Study on Non-Metallic Inclusions in Laser-Welded TRIP-Aided Nb-Microalloyed Steel. Archives of Metallurgy and Materials, 2014, no. 59, pp. 1163–1169, doi: 10.2478/amm-2014-0203.
• [12] Janicki D.: Disk laser welding of armour steel. Archives of Metallurgy and Materials, 2014, vol. 59, pp. 1641–1646, doi: 10.2478/amm-2014-0279.
• [13] Górka J.: Study of structural changes in S700MC steel thermomechanically treated under the influence of simulated welding thermal cycles. Indian Journal of Engineering and Materials Sciences, 2015, no. 22, pp. 497–502.
• [14] Żuk M., Górka J., Czupryński A., Adamiak M.: Properties and structure of the weld joints of quench and tempered 4330V steel. Metalurgija, 2016, vol. 55, no. 4, pp. 613–616.
• [15] Grajcar A., Różański M., Stano S.: Effect of heat input on microstructure and hardness distribution of laser welded Si-Al TRIP-type steel. Advances Material Science Engineering. 2014. Article ID 658947, pp. 1–8.
• [16] Charleux M., Poole W.-J., Militzer M.: Precipitation behavior and its effect on strengthening of an HSLA-Nb/Ti steel. Metallurgical and Materials Transactions A, 2001, no. 32, pp. 1635–1647.
• [17] Górka J.: Analysis of simulated welding thermal cycles S700MC using a thermal imaging camera. Advanced Material Research, 2014, 1036, pp. 111–116.
• [18] Stano S.: Spawanie laserowe blach o zróżnicowanej grubości przeznaczonych na półfabrykaty karoserii samochodowych typu tailored blanks. Biuletyn Instytutu Spawalnictwa, 2005, no. 2, pp. 24–28.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).