The effect of cooling time t8/5 on properties of MAG-welded joints made of high-strength steels using robotic methods

• Autorzy: Jurkowski Maciej , Łatka Leszek

Identyfikatory

DOI

10.17729/ebis.2022.4/5

Warianty tytułu

PL

Wpływ czasu chłodzenia t8/5 na własności złączy spawanych ze stali wysokowytrzymałych wykonanych metodą MAG w sposób zrobotyzowany

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents results of tests concerning butt welded joints made of structural high-strength steel S1100QL using a robotic welding station. The subject of the tests was to determine the effect of cooling time t8/5 on primary mechanical properties of joints. Time t8/5 was controlled by changing preheating temperature in relation to constant linear energy (SE specimens) and changing linear energy in relation to constant preheating temperature (ST specimens). Both of the above-named cases involved the preparation of three test plates in relation to three times, i.e. 5 seconds, 7.5 seconds and 10 seconds. The test welded joints subjected to non-destructive and destructive tests represented quality level B (in accordance with PN-EN ISO 5817). No effect of time t8/5 on mechanical properties was noticed in terms of the ST series specimens. The tensile strength identified in the tests amounted to 1020 MPa. The specimen ruptured in the weld. However, the effect of the tensile strength on hardness was noticeable, particularly in the HAZ (even above 450 HV1). The reverse tendency could be observed in relation to the SE series specimens. The value of time t8/5 was important in terms of joint strength, amounting to more than 1100 MPa in relation to the shortest time, where the specimen ruptured in the HAZ. In turn, the effect of time t8/5 was negligible as regards hardness.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań doczołowych złączy spawanych z wysokowytrzymałej stali konstrukcyjnej S1100QL wykonanych na stanowisku zrobotyzowanym. Przedmiotem badań było określenie wpływu czasu stygnięcia t8/5 na podstawowe własności mechaniczne uzyskanych złączy. Wartością czasu t8/5 sterowano za pomocą zmiany temperatury podgrzewania wstępnego przy stałej energii liniowej (próbki SE) oraz zmiany energii liniowej przy stałej temperaturze podgrzewania (próbki ST). W obu przypadkach zrobiono trzy płyty próbne dla czasów 5 s, 7,5 s oraz 10 s. Wykonane złącza spawane zostały poddane badaniom nieniszczącym i uzyskały poziom jakości B (wg PN-EN ISO 5817) oraz badaniom niszczącym. W przypadku próbek serii ST nie zauważono wpływu czasu t8/5 na własności mechaniczne. Wytrzymałość na rozciąganie wynosiła ok. 1020 MPa, a do zniszczenia dochodziło w spoinie. Natomiast zauważalny był jej wpływ na twardość, szczególnie w SWC (nawet powyżej 450 HV1). W przypadku próbek serii SE sytuacja była odwrotna. Wartość czasu t8/5 była istotna z punktu widzenia wytrzymałości złącza, która dla najkrótszego czasu osiągnęła ponad 1100 MPa, a do zniszczenia doszło w SWC. Natomiast w przypadku twardości wpływ czasu t8/5 był pomijalny.

Słowa kluczowe

EN

steel S1100QL; MAG welding; robotisation; robotics; time t8/5; high strength steel

PL

stale o wysokiej wytrzymałości; stal S1100QL; Spawanie MAG; robotyzacja; robotyka; czas t8/5

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Górnośląski Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Biuletyn Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach
• Rocznik: 2022
• Tom: Vol. 66, No. 4
• Strony: 45--52
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Jurkowski Maciej

• Heldener Metalltechnik Polska Sp. z o.o. & Co. Sp.K

autor

Łatka Leszek

• Wrocław University of Science and Technology – Chair of Plastic Processing, Welding and Metrology

Bibliografia

• [1] Tasak E.: Metalurgia Spawania, Wydawnictwo JAK, Kraków 2008.
• [2] Butnicki S.: Spawalność i kruchość stali, WNT, Warszawa 1991.
• [3] Pickering F.B.: Physical metallurgy and the design of steels, University of Michigan, 1978.
• [4] Tasak E., Ziewiec A.: Spawalność materiałów konstrukcyjnych. Tom 1. Spawalność stali, Wydawnictwo JAK, Kraków 2009.
• [5] Tuz L., Sulikowski K.: Ocena możliwości spawania wiązką laserową stali ulepszanej cieplnie o granicy plastyczności 1100 MPa, Biuletyn Instytutu Spawalnictwa, 2019, no. 6, pp. 25-31.
• [6] Brózda J., Jachim R., Kwieciński K., Łomozik M., Węglowski M.St.: Stale konstrukcyjne i ich spawalność, Instytut Spawalnictwa, Gliwice 2017.
• [7] Łomozik M., Turyk E.: Właściwości mechaniczne złączy spawanych stali S1100QL po wielokrotnym spawaniu naprawczym, Biuletyn Instytutu Spawalnictwa, 2018, no. 3, pp. 21-25.
• [8] Mochozuki M., Shintomi T., Haskimoto Y., Toyada M.: Analytical study on deformation and strength in HAZ-softened welded joints of fine grained steels, Welding in the World, 2004, vol. 48, pp. 2-12.
• [9] Norberto Pires J., Loureiro A., Bölmsjo G.: Welding robots: technology, system issues and applications, University of Coimbra, 2006.
• [10] Siennicki A.: Perspektywy rozwoju robotyzacji spawania łukowego w osłonie gazowej, Przegląd Spawalnictwa, 2011, no. 8, pp. 3-8.
• [11] Sajek A.: Welding thermal cycles of joints made of S1100QL steel by SAW and hybrid plasma-MAG processes, Advances in Materials Science, 2020, vol. 20(4), pp. 75-86.
• [12] Kowalski M., Łagoda T., Żok F., Chmelko V.: Fatigue life of butt weldments made of S1100QL steel, Journal of Machine Construction and Maintance, 2019, vol. 2, pp. 7-13.
• [13] Piekarska W., Saga M., Goszczańska-Króliszewska D., Domański T., Kopas P.: Application of analytical methods for determination of hardness distribution in welded joint made of S1100QL steel, MATEC Web of Conferences 157, 2018.
• [14] Nowacki J., Sajek A., Matkowski P.: The influence of welding heat input on the microstructure of joints of S1100QL steel in one-pass welding, Archives of Civil and Mechanical Engineering, 2016, vol. 16, pp. 777-783.
• [15] Samardzic I., Coric A., Dunder M.: Weldability investigation of fine-grained S1100QL steel, Metalurgija, 2016, vol. 55(3), pp. 453-456.
• [16] Łomozik M.: Mikrostruktura, udarność i twardość SWC stali S1100QL po symulacji oraz w rzeczywistym złączu spawanym metodą MAG drutem elektrodowym proszkowym o rdzeniu metalicznym, Biuletyn Instytutu Spawalnictwa, 2021, no. 5, pp. 47-65.
• [17] Brabec J., Jezek S., Benes L., Kriz A., Majrich P.: Suitability confirmation for welding ultra-high strength steel S1100QL using the RapidWeld method, Manufacturing Technology, 2021, vol. 21(1), pp. 29-36.

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).