The influence of welding heat input on the quality and properties of high strength low-alloy dissimilar steel butt joints

• Autorzy: Tomków Jacek , Haras Jacek

Identyfikatory

DOI

10.26628/wtr.v92i2.1091

Warianty tytułu

PL

Wpływ ilości wprowadzonego ciepła na jakość i właściwości dwuimiennych złączy doczołowych ze stali o podwyższonej wytrzymałości

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents the results of non-destructive and destructive tests of dissimilar high-strength low-alloy S460ML and S460N steel butt joints. These steels are characterized by similar mechanical properties, but their carbon equivalent CeIIW values are much different. The joints were made using different values of heat input for each welding bead. They were tested by non-destructive methods: visual, penetrant, radiographic and ultrasonic tests. Then, the destructive tests were made: static tensile test, bending test, impact test and Vickers HV10 hardness measurements. The results of prepared examinations showed, that welding with higher heat input has significant impact on the mechanical properties of the dissimilar steel joints - the joint welded with bigger heat input was characterized by better mechanical properties.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań niszczących i nieniszczących dwuimiennych złączy doczołowych wykonanych ze stali o podwyższonej wytrzymałości o zbliżonych właściwościach mechanicznych S460ML i S460N, które znacząco różnią się wartością równoważnika węgla CeIIW. Złącza wykonano z zastosowaniem różnych wartości ilości wprowadzonego ciepła dla poszczególnych ściegów. Zostały one poddane badaniom nieniszczącym: wizualnym, penetracyjnym, radiograficznym oraz ultradźwiękowym. Następnie wykonano statyczną próbę rozciągania, próbę gięcia, badania udarnościowe oraz pomiary twardości metodą Vickersa HV10. Wyniki badań pokazały, że spawanie większą energią liniową ma znaczący wpływ na własności mechaniczne złączy badanych stali - złącze wykonane wyższymi wartościami charakteryzowało się lepszymi własnościami mechanicznymi.

Słowa kluczowe

EN

MAG welding; non-destructive test; destructive test; heat input; high strength steel; low alloy steel

PL

spawanie MAG; badanie nieniszczące; badanie niszczące; ciepło wejściowe; stal wysokiej wytrzymałości; stal niskostopowa

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Welding Technology Review
• Rocznik: 2020
• Tom: R. 92, nr 2
• Strony: 15--23
• Opis fizyczny: Bibliogr. 25 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Tomków Jacek

• Gdańsk University of Technology, Poland

autor

Haras Jacek

• Gdańsk University of Technology, Poland

Bibliografia

• [1] Qiang X., Bijlaard F., Kolstein H., Elevated-temperature mechanical properties of high strength structural steel S460N: Experimental study and recommendations for fire-resistance design. Fire Safety Journal, 2013, Vol. 55, 15-21. http://dx.doi.org/10.1016/j.firesaf.2012.10.008
• [2] Fydrych D., Rogalski G., Tomków J., Łabanowski J., Skłonność do tworzenia pęknięć zimnych złączy ze stali S420G2+M spawanej pod wodą metodą mokrą, Welding Technology Review, 2013, Vol. 85(10), 65-71. http://dx.doi.org/10.26628/wtr.v85i10.192
• [3] Liu Z., Olivares R. O., Lei Y., Garcia C. I., Wang G., Microstructural characterization and recrystallization kinetics modeling of annealing cold-rolled vanadium microalloyed HSLA steels. Journal of Alloys and Compounds, 2016, Vol. 679, 293-301. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2016.04.057
• [4] Dai H-L., Jiang H-J., Dai T., Xu W-L., Luo A-H., Investigarion on the influence of damage to springback of Ushape HSLA steel plates. Journal of Alloys and Compounds, 2017, Vol. 708, 575-586. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2017.02.270
• [5] Górka J., Ozgowicz A., Matusek K., Robotic Spot Welding of DOCOL 1200M Steel. Welding Technology Review, 2019, Vol. 91(4), 33-38. https://doi.org/10.26628/wtr.v91i4.1007
• [6] Tomków J., Janeczek A., Underwater in situ local heat treatment by additional stitches for improving the weldability of steel. Applied Sciences, 2020, Vol. 10(5), 1823. https://doi.org/10.3390/app10051823
• [7] Sharma S. K., Maheshwari S., Arc characterization study for submerged arc welding of HSLA (API X80) steel. Journal of Mechanical Science and Technology, 2017, Vol. 31(3), 1383-1390. https://doi.org/10.1007/s12206-017-0238-6
• [8] Mert T., Tümer M., Kerimak Z. M., Investigations on mechanical strength and microstructure of multi-pass welded S690QL HSLA steel using MAG and FCAW. Practical Metallography, 2019, Vol. 56(10), 634-654. https://doi.org/10.3139/147.110578
• [9] Zhang S., Sun J., Zhu M., Zhang L., Nie P., Li Z., Fiber laser welding of HSLA steel by autogenous laser welding and autogenous laser welding with cold wire methods. Journal of Materials Processing Technology, 2020, Vol 275, 116353. https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2019.116353
• [10] Šebestová H., Horník P., Mrňa L., Jambor M., Horník V., Pokorný P., Hutař P., Ambrož O., Doležal P., Fatigue properties of laser and hybrid laser-TIG welds of thermos-mechanically rolled steels. Materials Science and Engineering: A, 2020, Vol. 772, 138780. https://doi.org/10.1016/j.msea.2019.138780
• [11] Skowrońska B., Chmielewski T., Pachla W., Kulczyk M., Skiba J., Presz W., Friction weldability of UFG 316L stainless steel, Archives of Metallurgy and Materials, 2019, Vol. 64(3), 1051-1058. https://doi.org/10.24425/amm.2019.129494
• [12] Kannengiesser T., Boellinghaus T., Cold cracking tests - an overview of present technologies and applications. Welding in the World, 2013, Vol. 57, 3-37. https://doi.org/10.1007/s40194-012-0001-7
• [13] Pandey C., Saini N., Mahapatra M. M., Kumar P., Hydrogen induced cold cracking of creep resistance ferritic P91 steel for different diffusible hydrogen levels in deposited metal. International Journal of Hydrogen Energy, 2016, Vol. 41(39), 17695-17712. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2016.07.202
• [14] Wang J., Lu S., Li Y., Hu Q., Rong L., Li D., Cold cracking sensitivity of a newly developed 9Cr2WVTa steel. Journal of Materials Engineering and Performance, 2017, Vol. 26, 258-267. https://doi.org/10.1007/s11665-016-2432-6
• [15] Tomków J., Fydrych D., Rogalski G., Łabanowski J., Effect of the welding environment and storage rime of electrodes on the diffusible hydrogen content in deposited metal. Revista de Metalurgia, 2019, Vol. 55(10), E140. https://doi.org/10.3989/revmetalm.140
• [16] Tomków J., Fydrych D., Rogalski G., Role of bead sequence in underwater welding. Materials, 2019, Vol. 12(20), 3372. https://doi.org/10.3390/ma12203372
• [17] Kempen K., Vrancken B., Buls S., Thijs L., Humbeeck J.V., Kruth J.P., Selective laser melting of crack-free high density M2 high speed steel parts by baseplate preheating. Journal of Manufacturing Science and Engineering, 2014, Vol. 136(6), 061026. https://doi.org/10.1115/1.4028513
• [18] Hu L. H., Huang J., Li Z. G., Wu Y. X., Effects of preheating temperature on cold cracks, microstructures and properties of high power laser hybrid welded 10Ni3CrMoV steel. Materials&Design, 2011, Vol. 32(4), 1931-1939. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2010.12.007
• [19] Zhang Y., Zhang H., Li J., Liu W., Effect of heat input on microstructure and toughness of coarse grain heat affected zone in Nb microalloyed HSLA steels. Journal of Iron and Steel Research International, 2009, Vol. 16, 73-80. https://doi.org/10.1016/S1006-706X(10)60014-3
• [20] Lahtinen T., Vilaça P., Peura P., Mehtonen S., MAG welding tests of modern high strength steels with minimum yield strength of 700 MPa. Applied Science, 2019, Vol. 9(5), 1031. https://doi.org/10.3390/app9051031
• [21] Górka J., Kotarska A., MAG welding of 960QL quenched and tempered steel. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 2019. Vol. 591, 012017. https://doi.org/10.1088/1757-899X/591/1/012017
• [22] Min D., Hin-hua T., Feng-qui L., Shun Y., Welding of quenched and tempered steeld with high-spin arc narrow gap MAG system. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2011, Vol. 55(5-8), 527-533. https://doi.org/10.1007/s00170-010-3052-1
• [23] Tomków J., Łabanowski J., Fydrych D., Rogalski G., Cold cracking of S460N steel in water environment. Polish Maritime Research, 2018, Vol. 25, 131-136. https://doi.org/10.2478/pomr-2018-0104
• [24] Tomków J., Rogalski G., Fydrych D., Łabanowski J., Advantages of the application of the temper bead welding technique during wet welding. Materials, 2019, Vol. 12(6), 915. https://doi.org/10.3390/ma12060915
• [25] Tomków J., Tomków M., The influence of the carbon equivalent on the weldability of high-strength low-alloy steel in the water environment. Welding Technology Review, 2019, Vol. 91(5), 43-49. https://doi.org/10.26628/wtr.v91i5.1001

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).