BazTech - Yadda

1

Characterization of galvanized steel-low alloy steel arc stud welded joint

Abbas S. J., Alali M., Abbas M. H., Abbas W. S.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2023

|

Vol. 117, nr 2

79--85

EN

Purpose This paper investigates the possibility of successfully welding a Low Alloy Steel (LAS) stud to Galvanized Steel (GS) plate. Design/methodology/approach Arc Stud Welding (ASW) was performed on joining LAS studs to GS plates. Welding parameters were selected based on weld trails. The first tests of the welded joints were based on visual inspection for welding defects such as lack of fusion and undercut welding defects. The good quality should be free of these defects and have full weld reinforcement. Other weld qualifications included torque strength test, microhardness test, and microstructure examination. Findings The LAS studs have been successfully welded to a galvanized steel plate using the arc stud welding process. Higher welding current with adjusted welding time (800 A, 0.3 s) gave full weld reinforcement, the best joint appearance, and strength. Martensite phase was detected in the weld area and heat affected zone (HAZ), affecting the joint mechanical properties. Hardness property varied across the welded joint, and maximum hardness was recorded at the HAZ at the stud side. Hardness increased with the increasing welding current. At 800 A, welding current hardness was 10% higher than at 400 and 600 A. Torque strength was affected by weld reinforcement, and 800 A gave the best weld reinforcement that produced the highest torque strength. Research limitations/implications The main research limitation is the difficulty of welding LAS studs and GS plates. In conventional welding methods, such as gas metal arc welding, it is hard to get full weld penetration due to the geometry restrictions of the joint, which results in partial weld penetration between the studs and the plates. Furthermore, the issue of zinc evaporation during welding can be reduced by the advantage of the very high welding speed (in milliseconds) of ASW that overcomes the problem of continuous welding that usually results in the formation of harmful porosities and poor weldability. Originality/value In this research, galvanized steel plates were successfully welded to LAS studs using the ASW process. The welding parameters for this dissimilar welding joint were carefully selected. Microstructure changing due to the welding process was investigated. The joint mechanical properties were evaluated.

2

Butt welding of thin sheets of S960MC steel

Mičian Miloš, Frátrik Martin, Trško Libor, Gucwa Marek, Winczek Jerzy, Skroński Łukasz

Welding Technology Review

|

2021

|

R. 93, nr 2

5--12

EN

The paper presents the application of MAG welding to TMCP steels (thermo-mechanically controlled processed) grade S960MC and 3 mm thick. In the analyzed joints, the research focused on their mechanical properties and changes in the heat-affected zone (HAZ) that occur in this type of steels. The hardness and tensile strength tests carried out showed a significant decrease in the properties of the joint compared to the declared values of the base material and the filler material used in the tests. In the case of hardness, it was a decrease of 34% in HAZ and by 15-21% in relation to the strength limit. Changes in HAZ properties of a joint correlate with changes in its structure.

PL

W artykule przedstawiono zastosowanie spawania metodą MAG do stali z grupy TMCP (walcowanych termomechanicznie) o oznaczeniu S960MC i grubości 3 mm. W analizowanych złączach skupiono się na badaniach ich właściwości mechanicznych oraz zmian w strefie wpływu ciepła (SWC) jakie zachodzą w tego typu stalach. Przeprowadzone badania twardości i wytrzymałości na rozciąganie wykazały znaczny spadek właściwości w złączu w porównaniu z deklarowanymi wartościami materiału podstawowego oraz dodatkowym jakie zostały użyte w badaniach. W przypadku twardości był to spadek o 34% w SWC oraz o 15-21% w odniesieniu do granicy wytrzymałości. Zmiany właściwości w SWC złącza korelują ze zmianami zachodzącymi w jego strukturze.

3

Decomposition mechanisms of continuously cooled bainitic rail in the critical heat-affected zone of a flash-butt welded joints

Królicka Aleksandra, Żak Andrzej, Kuziak Roman, Radwański Krzysztof, Ambroziak Andrzej

Materials Science Poland

|

2021

|

Vol. 39, No. 4

615--625

EN

The joining process of bainitic rails is significant in terms of their industrialization in high-speed and heavy-loaded railways. This paper demonstrates the microstructure changes in the critical zone of the welded joint, which is responsible for the greatest deterioration in mechanical properties. Extensive progress in the decomposition of the retained austenite and bainitic ferrite occurs in the low-temperature heat-affected zone (LTHAZ) of the flash-butt welded joint of low-carbon bainitic rail. The decomposition products of the retained austenite were mainly a mixture of cementite and ferrite. The cementite was mainly precipitated at the boundary of the bainitic ferrite laths, which indicates lower thermal stability of the filmy austenite. Moreover, it was found that a part of the refined blocky retained austenite was decomposed into the ferrite and nanometric cementite, while another remained in the structure. The decomposition mechanisms are rather heterogeneous with varying degrees of decomposition. A relatively high proportion of dislocations and stress fields prove the occurrence of residual stresses formed during the welding process.

4

Microstructure, toughness and hardness of a simulated HAZ in steel S1100QL and of the HAZ of an actual MAG-welded joint made using a metallic flux-cored wire

Łomozik Mirosław

Biuletyn Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach

|

2021

|

Vol. 65, No. 5

47--65

EN

Simulation tests discussed in the article involved structural steel S1100QL having a yield point of more than 900 MPa. The simulations included single (Tmax = 1250°C) and double welding thermal cycle (Tmax = 1250°C + 600°C, Tmax = 1250°C + 760°C and Tmax = 1250°C + 900°C) as well as cooling times t8/5 = 3, 5 and 10 s. Specimens with the simulated heat affected zone (HAZ) were subjected to impact strength tests performed at a temperature of -40°C and +20°C, Vickers hardness tests (HV10) and microscopic metallographic tests (involving light microscopy). Test results were presented in diagrams and photographs. Related comparisons included results of the structural, hardness and toughness tests of simulated HAZs with analogous results obtained during the actual repair welding of a MAG-welded joint made of steel S1100QL. The final part of the article contains discussion concerning the test results and the statement concerning the obtainment of the significant conformity of the phase composition and the morphology of the microstructure as well as the average hardness values of the HAZ areas obtained in the simulations and those of the HAZ area obtained in the actual welded joint. In relation to all tested simulation variants, the impact energy of the simulated HAZ area of steel S1100QL satisfied the minimum criterion of KV = 27 J both in relation to a test temperature of -40°C and that of +20°C. The number of repeated (1 through 4) thermal cycles having preset parameters did not trigger explicitly noticeable changes in impact energy values as regards the simulated HAZ of steel S1100QL.

PL

Przedmiotem badań symulacyjnych opisanych w artykule była stal konstrukcyjna o granicy plastyczności powyżej 900 MPa typu S1100QL. Zostały przeprowadzone symulacje dla pojedynczego (Tmax= 1250°C) i podwójnego cyklu cieplnego spawania (Tmax= 1250°C + 600°C, Tmax 1250°C + 760°C oraz Tmax= 1250°C + 900°C), dla czasów chłodzenia t8/5= 3, 5 i 10 s. Próbki z zasymulowanymi obszarami SWC poddano badaniom udarności w temperaturach -40°C oraz +20°C, pomiarom twardości sposobem Vickersa HV10 oraz badaniom metalograficznym mikroskopowym przy użyciu mikroskopii świetlnej. Wyniki badań zestawiono na wykresach i na zdjęciach fotograficznych. Porównano uzyskane wyniki badań: strukturalnych, twardości oraz udarności symulowanych obszarów SWC z analogicznymi wynikami badań rzeczywistego naprawczego złącza spawanego stali S1100QL, wykonanego metodą MAG. Na zakończenie omówiono wyniki badań i stwierdzono m.in. że uzyskano dużą zgodność składu fazowego i morfologii mikrostruktury oraz średnich wartości twardości obszarów SWC otrzymanych w wyniku symulacji i obszaru SWC w naprawczym złączu spawanym. Ponadto praca łamania symulowanego obszaru SWC stali S1100QL, dla wszystkich badanych wariantów symulacji, spełniała kryterium minimalnego KV = 27 J zarówno przy temperaturze badania -40°C, jak i +20°C. Krotność powtórzeń cyklu cieplnego o zadanych parametrach w zakresie od jednokrotnego do czterokrotnego nagrzewania nie powodowała jednoznacznej tendencji zmian wartości pracy łamania symulowanych obszarów SWC stali S1100QL.

5

Analysis of selected properties of induction welded seamed tubes

Techmański Zbigniew, Stępień Mariusz, Stępień Jacek

Biuletyn Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach

|

2021

|

Vol. 65, No. 5

31--36

EN

The article discusses research work concerning an innovative welding technology enabling the continuous joining of steel tubes using the high-frequency induction heating process. The article focuses primarily on issues related to weld formation, particularly as regards the formation of the heat affected zone (HAZ), enabling the obtainment of the proper angle of a material flow line (referred to as the upsetting line), appropriate proportions of the HAZ and the ferritic line. The proper performance of the technological process enables the obtainment of a high-quality joint (tube seam) superior to that obtained using previous solutions and satisfying safety-related requirements concerning pipelines used in the transport of liquids and gases characterised by low operating pressure. The results presented in the article were obtained in metallographic tests of the joints. The test results revealed the obtainment of joints characterised by required quality.

PL

Artykuł poświęcony jest pracom nad innowacyjną technologią zgrzewania rur stalowych w sposób ciągły w procesie nagrzewania indukcyjnego wysokiej częstotliwości. Artykuł, w główniej mierze, odnosi się do zagadnień związanych z procesem powstawania zgrzeiny, a w szczególności do sposobu kształtowania strefy wpływu ciepła SWC pozwalającego na uzyskanie właściwego kąta linii płynięcia materiału – tzw. linii spęczania – właściwych proporcji SWC i linii ferrytycznej. Przeprowadzenie procesu technologiczno-technicznego we właściwy sposób pozwala na uzyskanie wysokiej jakości połączenia (szwu rury) przewyższającego dotychczasowe rozwiązania i tym samym spełniającego wymogi bezpieczeństwa dla rurociągów transportowych cieczy i gazów o niskich ciśnieniach roboczych. Zamieszczone w artykule wyniki odnoszą się do badań metalograficznych wykonanych na połączeniach testowych. Badania te wykazały uzyskanie oczekiwanych właściwości połączeń.

6

Processing of printed circuit boards using a 532 nm green laser

Ciszewski Piotr, Sochacki Mariusz

Opto-Electronics Review

|

2020

|

Vol. 28, No. 4

197--202

EN

The paper describes a research on assessing the quality of edges resulting from the interaction of laser pulses with a material of rigid and flexible printed circuits. A modern Nd:YVO4 crystal diode-pumped solid-state laser generating a 532 nm wavelength radiation with a nanosecond pulse time was used for the research. Influence of laser parameters such as beam power and pulse repetition frequency on a heat affected zone and carbonization was investigated. Quality and morphology of laser-cut substrates were analyzed by optical microscopy. High quality laser cutting of printed circuit board substrates was obtained without delamination and surface damage, with a minimal carbonization and heat affected zone. The developed process was implemented on the printed circuit assembly line.

7

Investigations of polypropylene foil cutting process using fiber Nb: YAG and Diode Nd:YVO4 lasers

Kukiełka Leon, Patyk Radosław, Bohdal Łukasz, Napadłek Wojciech, Gryglicki Rafał, Kasprzak Piotr

Acta Mechanica et Automatica

|

2019

|

Vol. 13, no. 2

107--112

EN

Lasers are widely used in a variety of manufacturing processes including: depaneling, drilling, cutting, repair, trimming, micromachining. Polypropylene foils are intensively investigated as materials with great number of potential applications. Laser cutting is a major operation used in forming these materials and preparing the final workpieces. At the moment, the main challenge when cutting polypropylene is to obtain high quality products characterized by optimum sheared edge condition, minimum surface damage, freedom from burrs, slivers, edge wave, distortion, residual stresses and to obtain minimum width of HAZ zone. The amount of adjusTab. process parameters and the fact that the influence of these parameters on the process is not fully understood makes it difficult to control the cutting process. In practice, the right setup for the lasers is mostly found by trial and error combined with experience. Therefore, the final product frequently has serious defects. The paper presents the possibility of using fiber and diode lasers for forming of workpieces from polypropylene multilayer foil using cutting technology. The effect of selected process parameters and conditions on quality of sheared edge and material degradation is discussed.

8

Effect of Grit Blasting and Thermal Spraying on Microstructure Evolution of P91 Weldment

Thakare J. G., Pandey C., Mulik R. S., Mahapatra M. M., Narang H. K.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2018

|

Vol. 63, iss. 4

1725--1734

EN

In the present work, studies have been carried out on the variations in the microstructure and hardness of P91 base-metal and welded joint. This variations result from the grit blasting and thermal cycle experienced during the thermal spraying process. The microstructural effects have been analyzed in terms of the depth of the deformation zone. Scanning Electron Microscopy and Xray diffraction were used as characterization techniques. The grit blasting carried out prior to thermal spraying has resulted in the highest change in sub-surface hardness of the heat affected zone (HAZ). However, flame treatment further reduced the subsurface hardness of the heat affected zone. The depth of deformation zone was highest for inter-critical heat affected zone (IC-HAZ). The overall coating process resulted in an increase in subsurface hardness of various regions of HAZ and fusion zone (FZ). The base metal showed a 7% increase in subsurface hardness due to the overall coating process. The IC-HAZ showed maximum variation with 36% increase in subsurface hardness. The coarse grained heat affected zone (CG-HAZ) and FZ did not show any change in subsurface hardness. As a whole, the hardness and microstructure of the welded joint was observed to be more sensitive to the thermal spray coating process as compared to the base metal.

9

Welding thermal cycle-triggered precipitation processes in steel S700MC subjected to the thermo-mechanical control processing

Górka J.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2017

|

Vol. 62, iss. 1

321--326

EN

This study presents tests concerned with welding thermal process-induced precipitation processes taking place in 10 mm thick steel S700MC subjected to the Thermo-Mechanical Control Process (TMCP) with accelerated cooling. The thermomechanical processing of steel S700MC leads to its refinement, structural defects and solutioning with hardening constituents. Tests of thin foils performed using a transmission electron microscope revealed that the hardening of steel S700MC was primarily caused by dispersive (Ti,Nb)(C,N) precipitates (being between several and less than twenty nanometers in size). In arc welding, depending on a welding method and linear energy, an increase in the base material in the weld is accompanied by the increased concentration of hardening microagents in the weld. The longer the time when the base material remains in the liquid state, the greater the amount of microagents dissolved in the matrix. During cooling, such microagents can precipitate again or remain in the solution. An increase in welding linear energy is accompanied by an increase in the content of hardening phases dissolved in the matrix and, during cooling, by their another uncontrolled precipitation in the form of numerous fine-dispersive (Ti,Nb)(C,N) precipitates of several nm in size, leading to a dislocation density increase triggered by type 2 internal stresses.

10

The influence of manual metal arc multiple repair welding of long operated waterwall on the structure and hardness of the heat affected zone of welded joints

Pikuła J., Łomozik M., Pfeifer T.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2017

|

Vol. 62, iss. 1

327--333

EN

Welded installations failures of power plants, which are often result from a high degree of wear, requires suitable repairs. In the case of cracks formed in the weld bead of waterwall, weld bead is removed and new welded joint is prepared. However, it is associated with consecutive thermal cycles, which affect properties of heat affected zone of welded joint. This study presents the influence of multiple manual metal arc welding associated with repair activities of long operated waterwall of boiler steel on properties of repair welded joints. The work contains the results of macro and microscopic metallographic examination as well as the results of hardness measurements.

11

Wpływ wielokrotnego naprawczego procesu spawania metodą TOPTIG długotrwale eksploatowanych ścian szczelnych na strukturę i twardość SWC złącza spawanego

Pikuła J., Łomozik M., Pfeifer T.

Przegląd Spawalnictwa

|

2016

|

R. 88, nr 5

53--56

PL

Artykuł przedstawia problematykę związaną z przygotowaniem i technologią spawania naprawczego związanego z remontami prowadzonymi na elemencie konstrukcyjnym po długotrwałej eksploatacji w przemyśle energetycznym. Określono wpływ wielokrotnego procesu spawania naprawczego pęknięć powstałych w spoinie na strukturę i twardość strefy wpływu ciepła złącza spawanego ściany szczelnej. W badaniach proces spawania przeprowadzono przy użyciu zmechanizowanego spawania TOPTIGTM, będącego wysokowydajną odmianą metody TIG.

EN

The paper presents the problems of repair welding preparation and technology of the element after long-term operation in the power industry. It has been determined the influence of multiple repair welding of cracks formed in weld on the structure and hardness of waterwall weld joint. Welding process was performed using mechanized welding TOPTIGTM, which is the high-efficiency TIG method.

12

TIG Method in the Multiple Repair Welding of Long-Operated Components in the Power Industry

Pikuła J., Łomozik M., Pfeifer T.

Biuletyn Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach

|

2016

|

Vol. 60, No. 5

141--147

PL

Przedstawiono wyniki badań spawania naprawczego metodą zmechanizowanego spawania TIG ściany szczelnej po długotrwałej eksploatacji. Określono wpływ naprawy mającej na celu usunięcie nieprzelotowych pęknięć w złączach spawanych wzdłuż płetw z wyjściem na ściankę rury na strukturę i twardość strefy wpływu ciepła (SWC) naprawczego złącza spawanego ściany szczelnej. Zbadano również wpływ wielokrotności spawania naprawczego na powstawanie karbów strukturalnych w SWC.

EN

The article presents the results concerning the repair welding of a long-operated waterwall using the mechanized TIG method. The tests were focused on determining the effect of a repair performed in order to remove cracks in welded joints located along flat bars opening on the tube wall side on the structure and hardness of the heat affected zone (HAZ) of a repair welded joint in the waterwall. In addition, the tests investigated the influence of multiple repair welding on the formation of structural notches in the HAZ.

13

Przemiany strukturalne stali S700MC w warunkach oddziaływania symulowanych cykli cieplnych spawania

Górka J.

Przegląd Spawalnictwa

|

2015

|

R. 87, nr 10

5--9

PL

Badania przemian strukturalnych stali S700MC w warunkach oddziaływania symulowanych cykli cieplnych spawania przeprowadzono na prototypowym stanowisku pomiarowym, w którym nagrzewanie badanych próbek odbywało się z wykorzystaniem lamp podczerwieni. Zakres badań obejmował: analizę kontrolną składu chemicznego stali S700MC wraz z zawartością azotu, badania wpływu cykli cieplnych na strukturę i twardość symulowanej strefy wpływu ciepła stali S700MC, wykonanie wykresu przemian austenitu dla warunków spawalniczych CTPC-S, badania metalograficzne mikroskopowe i pomiary twardości próbek ze stali S700MC po symulacji w funkcji czasu chłodzenia t8/5. Metodyka badania przemian strukturalnych opierała się na jednoczesnym wykorzystaniu trzech metod pomiarowych: metody dylatometrycznej, metody magnetometrycznej oraz metody analizy termicznej. W trakcie badania dokonano rejestracji trzech wielkości: dylatacji materiału próbki, zmiany strumienia magnetycznego oraz temperatury. Podczas badań przemian strukturalnych realizowano trzy rodzaje cykli cieplnych: cykle szybkie - realizowane z nadmuchem na próbkę gazu chłodzącego i ochronnego, cykle naturalne - realizowane ze swobodnym chłodzeniem próbki (włączony tylko przepływ gazu ochronnego), cykle wolne - realizowane z dogrzewaniem lampami w fazie chłodzenia próbki. Na podstawie badań przemian strukturalnych stali S700MC w warunkach oddziaływania symulowanych warunków cieplnych wyznaczono wykres CTPc-S w zakresie czasu stygnięcia t8/5 od 2 do 200 s wraz z wykresem uzupełniającym rozkładu twardości w funkcji czasu chłodzenia oraz określono zmiany strukturalne zachodzące w badanym materiale.

EN

Structural transformation studies of S700MC steel were carried out using a prototype bench system, wherein the heating of the test samples was done using infrared lamps. The scope of the research included: chemical composition analysis of S700MC steel together with a nitrogen content, study of the effect of thermal cycles on the structure and hardness of the simulated heat affected zone of steel S700MC, plotting transformation of austenite to the welding conditions CTT, metallographic microscopy and hardness measurements of S700MC steel samples after the simulation as a function of the cooling time t8/5. Methodology of the structural changes study was based on the simultaneous use of three measurement methods: the dilatometric method, magnetometric method and the thermal analysis method. During the study, three parameters were recorded: dilation of the sample, the magnetic flux changes and temperature. During the structural changes study, three types of thermal cycles were used: fast cycles - implemented with blowing cooling and protective gas on sample, natural cycles - realized with the free cooling of the sample (only enabled the flow of protective gas), free cycles - implemented with additional heat lamps during the cooling phase of the sample (only enabled the flow of protective gas). During the study, the phase transformation critical temperatures were determined and transformation graph of austenite CCT for the welding conditions, with regard to cooling time t8/5 from 2 to 200 seconds with respect to the complementary graph of hardness distribution as a function of the cooling time and indicates structural changes in the material.

14

Weldability of Thermomechanically Treated Steels Having a High Yield Point

Górka J.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 1

469--475

EN

The article concerns the issue of weldability of S700MC steel, treated thermo-mechanically, with high yield point. The weakest area of welded joints of this steel is a high - temperature coarse heat affected zone (HAZ) in which due to the nucleation effect of the dissolved phases, strengthening the matrix and their subsequent uncontrolled separation precipitation in the form of finely disperse and rapid decrease impact strength is observed. Performed arc welding tests here have shown that in order to ensure high quality of welded joints, it is necessary to limit the welding linear heat input. During the welding process of S700MC steel, it is not recommended to use pre heating before the welding process and heat treatment after welding, and the number of repairs should be kept to a minimum, because it leads to a reduction of strength and plastic properties in the HAZ area, as a result of aging processes, dissolution of strengthening phases in the matrix and their subsequent uncontrolled precipitation during cooling.

PL

W pracy przedstawiono problematykę spawalności stali obrabianej termomechanicznie S700MC o wysokiej granicy plastyczności. Najsłabsze miejsce złącza spawanego tej stali stanowi wysokotemperaturowy, gruboziarnisty obszar strefy wpływu ciepła (SWC), w którym na skutek zarodkowania rozpuszczonych faz umacniających w osnowie i ich ponownego, niekontrolowanego wydzielenia w postaci drobnodyspersyjnej, następuje gwałtowny spadek udarności. Przeprowadzone próby spawania łukowego wykazały, że w celu zapewnienia wysokiej jakości złączy spawanych należy ograniczyć energię liniową spawania. Podczas spawania stali S700MC nie zaleca się stosowania podgrzewania wstępnego przed spawaniem oraz obróbki cieplnej po spawaniu, a liczbę napraw należy ograniczyć do minimum, gdyż prowadzi to do obniżenia własności wytrzymałościowych i plastycznych w obszarze SWC, na skutek procesów o charakterze starzeniowym, rozpuszczania faz umacniających w osnowie i ich ponownego, niekontrolowanego wydzielania w czasie chłodzenia.

15

Determination of Ranges of Components of Heat Affected Zone Including Changes of Structure

Śloderbach Z., Pająk J.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 4

2607--2612

EN

A simplified analytical method to determine the range of the heat affected zone and its components during welding is presented. Heat affected zone (HAZ) is an area formed during welding in which, as the result of temperature, some structural changes in the welded material occured. Knowledge of the area and sub-areas of HA Z is important from practical point of view, since the area of the fine-grained HAZ is a critical place in terms of creep strength and thermal fatigue. Heat affected zone is often the cause of future damage of many devices in which welding technology was used for their repair.

PL

Przedstawiono uproszczoną analityczną metodę służącą do określenia zakresu wpływu strefy ciepła i zakresów jej stref składowych podczas spawania. Obszar (strefa) wpływu ciepła (HA Z) to obszar, w którym podczas procesu spawania w wyniku działania wysokiej temperatury zaszły strukturalne zmiany w spawanym materiale. Wiedza na temat obszaru i podobszarów HA Z jest ważna z praktycznego punktu widzenia, ponieważ np. strefa drobno-ziarnistego HA Z jest krytycznym obszarem wytrzymałości na pełzanie oraz zmęczenia cieplnego. HA Z (strefa wpływu ciepła) jest często miejscem i przyczyną późniejszego uszkodzenia wielu urządzeń, które naprawiano techniką spawania.

16

Wpływ przygotowania powierzchni elementów stalowych ciętych metodami termicznymi na proces cynkowania ogniowego

Węgrzynkiewicz S., Jędrzejczyk D., Szłapa I., Hajduga M.

Ochrona przed Korozją

|

2014

|

nr 4

136--141

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań dotyczących oddziaływania sposobu przygotowania powierzchni elementów stalowych po cięciu na efekty cynkowania ogniowego. Celem było określenie wpływu dodatkowej obróbki cieplnej przeprowadzanej po cięciu palnikiem acetylenowo-tlenowym (PAT) na strukturę i odporność korozyjną powłoki cynkowej. Obiektem zainteresowania były łączniki dwuuchowe wykonane ze stali S355JR wykorzystywane jako osprzęt elektroenergetycznych linii napowietrznych. Po cięciu palnikiem acetylenowo-tlenowym (PAT), jako dodatkową obróbkę zastosowano wyżarzanie zmiękczające. Dla porównania zastosowano szlifowanie oraz elektropolerowanie. W kolejnym etapie powierzchnię łączników oczyszczano śrutem staliwnym GL40 i poddawano klasycznej obróbce chemicznej. Proces cynkowania wykonano w warunkach przemysłowych: w temp. 457oC, czas zanurzenia t = 2,5 min. Uzyskane wyniki potwierdziły, że zastosowanie cieplnej obróbki zmiękczającej po wypalaniu gazowym jest najbardziej efektywne – naniesiona powłoka cynkowa charakteryzuje się największą odpornością korozyjną. Zastosowanie szlifowania oraz metod chemicznych nie zmienia istotnie struktury i właściwości otrzymanej powłoki ogniowej.

EN

In the presented paper the authors described findings regarding surface preparation effects upon the results of hot-dip galvanizing for metal components after cutting process. The aim was to determine the effect of additional heat - treatment performed after the oxy acetylene blowpipe (OAB) cutting on the structure and corrosion resistance of the zinc coating. The research was focused on one of fittings which finds application in overhead power lines – a double eyes link, SLINK’s type, made of steel S355JR. Softening annealing was applied as additional treatment after cutting process using OAB. For comparison, grinding and electropolishing had been applied. In the next step, prepared materials were subjected to an abrasive blasting – steel shot GL40 and traditional chemical treatment. The hot – dip Zn galvanizing process was carried out in industrial conditions: temperature 457oC, dipping time 2,5 min. The results confirmed, that application of a softening annealing after cutting with the oxyfuel cutting is the most effective – the created zinc coating has the highest corrosion resistance. The application of the grinding and chemical methods (electropolishing) doesn’t affect significantly both the structure and properties of the zinc coating.

17

Failure of austenitic stainless steel tubes during steam generator operation

Topolska S., Łabanowski J., Głowacka M.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2012

|

Vol. 55, nr 2

378--385

EN

Purpose: of this study is to analyze the causes of premature failure of steam generator coil made of austenitic stainless steel. Special attention is paid to corrosion damage processes within the welded joints. Design/methodology/approach: Examinations were conducted several segments of the coil made of seamless cold-formed pipes Ø 23x2.3 mm, of austenitic stainless steel grade X6CrNiTi18-10 according to EN 10088-1:2007. The working time of the device was 6 months. The reason for the withdrawal of the generator from the operation was leaks in the coil tube caused by corrosion damage. The metallographic investigations were performed with the use of light microscope and scanning electron microscope equipped with the EDX analysis attachment. Findings: Examinations of coil tubes indicated severe corrosion damages as pitting corrosion, stress corrosion cracking, and intergranular corrosion within base material and welded joints. Causes of corrosion was defined as wrong choice of austenitic steel grade, improper welding technology, lack of quality control of water supply and lack of surface treatment of stainless steel pipes. Research limitations/implications: It was not known the quality of water supply of steam generator and this was the reason for some problems in the identification of corrosion processes. Practical implications: Based on the obtained research results and literature studies some recommendations were formulated in order to avoid failures in the application of austenitic steels in the steam generators. These recommendations relate to the selection of materials, processing technology and working environment. Originality/value: Article clearly shows that attempts to increase the life time of evaporator tubes and steam coils by replacing non-alloy or low alloy structural steel by austenitic steel, without regard to restrictions on its use, in practice often fail.

18

Repair Welding of SQV2A Pressure Vessel Steel by Temper Bead Techniques Without Post Welding Heat Treatment

Brziak P., Łomozik M., Mizuno R., Matsuda F.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2011

|

Vol. 56, iss. 2

205-216

EN

SQV2A Manganese-Molybdenum-Nickel ferritic steel has been developed for pressure vessel fabrication. Due to its chemical composition and carefully controlled heat treatment the SQV2A steel consists of fine-grained tempered martensite/lower bainite microstructure, which exhibits well-balanced combination of strength and low temperature toughness. However, this balance is disturbed by the thermal cycles experienced during welding, producing areas of unaccepted mechanical behaviors. Generally, a decrease in toughness of some regions of BM Heat Affected Zone is the most critical aspect of multi-layer (repair) welding. A full scale Post Welding Heat Treatment (PWHT) usually restores the mechanical behaviors to requested levels. Additionally, PWHT removes hydrogen trapped in the microstructure during welding. A situation becomes critical, when on-site local (repair) welding takes place. Harsh environment, difficult access and a presence other facilities make the in-situ PWHT almost inapplicable. In term of cold cracking prevention, a Gas Tungsten arc Welding (GTAW) gives acceptable hydrogen levels in the weld region; and full scale PWHT is unnecessary. This is the main reason why the GTAW has become a leading process for on-site (repair) welding of heavy section components. Moreover, a automatic GTAW process offers better weld geometry controlling which has become out of importance for welding not followed by PWHT. A precisely controlled multiple weld thermal cycles of predefined peak temperatures in particular weld regions can be employed for restoring the mechanical behavior of critical weld areas instead of full scale PWHT.

PL

Manganowo - molibdenowo - niklowa ferrytyczna stal w gatunku SQV2A została opracowana do wytwarzania zbiorników ciśnieniowych w przemyśle energetycznym. Dzięki składowi chemicznemu oraz kontrolowanej obróbce cieplnej mikrostruktura stali SQV2A składa się z drobnoziarnistego odpuszczonego martenzytu / dolnego bainitu, która wykazuje dobre połączenie właściwości wytrzymałościowych i ciągliwości przy niskich temperaturach. Jednakże te dobre zależności pomiędzy właściwościami wytrzymałościowymi a ciągliwością zostają zakłócone przez cykle cieplne, które oddziałują podczas spawania i prowadzą do powstania w złączu spawanym obszarów o niekorzystnych właściwościach mechanicznych. Obniżenie właściwości plastycznych (ciągliwości) niektórych obszarów SWC spawanej stali stanowi najbardziej krytyczny aspekt wielowarstwowego spawania remontowego. Typowa obróbka cieplna złącza spawanego po spawaniu PWHT zwykle przywraca właściwości mechaniczne do wymaganego poziomu. Ponadto obróbka cieplna PWHT złącza spawanego powoduje usunięcie z mikrostruktury wodoru uwięzionego podczas procesu spawania. Sytuacja bardzo komplikuje się w przypadku konieczności spawania remontowego na ograniczonym obszarze na dużym elemencie. Trudne warunki otoczenia, ograniczony dostęp do miejsca naprawy oraz obecność innych niedogodności sprawiają, że poprawne przeprowadzenie obróbki cieplnej złącza po spawaniu PWHT staje się bardzo utrudnione. W warunkach zapobiegania pęknięciom zimnym, spawanie metodą TIG (GTAW) daje zadawalająco niskie ilości wodoru w obszarach złącza a obróbka cieplna po spawaniu, w pełnym zakresie, nie jest wymagana. To stanowi główną przyczynę dlaczego metoda spawania TIG jest najczęściej stosowanym sposobem lokalnego spawania remontowego dużych elementów konstrukcyjnych. Ponadto, automatyczne spawanie metodą TIG umożliwia lepszą kontrolę geometrii spawanego złącza zwłaszcza w przypadku kiedy obróbka cieplna złącza po spawaniu nie jest wykonywana. Precyzyjnie kontrolowane cykle cieplne, o zdefiniowanych temperaturach maksymalnych w szczególnych obszarach złącza, mogą być stosowane, podczas spawania wielowarstwowego, do przywrócenia własności mechanicznych w krytycznych rejonach SWC zamiast typowej obróbki cieplnej po spawaniu (PWHT).

19

Spawanie remontowe stali SQV2A na zbiorniki ciśnieniowe z użyciem techniki ściegów odpuszczających bez obróbki cieplnej złącza po spawaniu

Brziak P., Łomozik M., Mizuno R., Matsuda F.

Biuletyn Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach

|

2010

|

R. 54, nr 5

145-146

PL

Przedstawiono wyniki badań nad przydatnością techniki z użyciem ściegów odpuszczających do spawania manganowo - molibdenowo - niklowej stali SQV2A, przeznaczonej do budowy zbiorników ciśnieniowych. Wyniki badań wykazały możliwość uzyskania poprawy własności mechanicznych obszaru SWC w złączu po wykonaniu trzech spawanych warstw, a nie jak do tej pory sześciu. Precyzyjnie kontrolowane cykle cieplne, o zdefiniowanych temperaturach maksymalnych w szczególnych obszarach złącza, mogą podczas spawania wielowarstwowego być stosowane do przywrócenia własności mechanicznych w krytycznych rejonach SWC zamiast typowej obróbki cieplnej po spawaniu (PWHT).

EN

It has been presented the results of investigations into the usability of the temper bead technique for welding of SQV2A (manganese - molybdenum - nickel) pressure vessel steel. The investigation results have shown the possibility of improvement in mechanical properties of the heat affected zone after application of three-layer temper-bead technique instead of six layer technique used up to now. A precisely controlled multiple weld thermal cycles of predefined peak temperatures in particular weld regions can be employed for restoring the mechanical behavior of critical weld areas instead of full scale PWHT.

20

Influence of machining parameters on the surface integrity in electrical discharge machining

Boujelbene M., Bayraktar E., Tebni W., Ben Salem S.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2009

|

Vol. 37, nr 2

110-116

EN

Purpose: The aim of this research is to make a study of the influence of machining parameters on the surface integrity in electrical discharge machining. The material used for this study is the X200Cr15 and 50CrV4 steel for dies and moulds, dies castings, forging dies etc. Design/methodology/approach: The methodology consists of the analysis and determination of the white layer thickness WLT, the material removal rate MRR, the electrode wear ratio EWR and the micro hardness of each pulse discharge energy and parameters of electrical discharge machining. Findings: The Results of the tests undertaken in this study show that increasing energy discharge increase instability and therefore, the quality of the workpiece surface becomes rougher and the white layer thickness increases. This is due to more melting and recasting of material.With the increase of the discharge energy, the amount of particles in the gap becomes too large and can form electrically conducting paths between the tool electrode and the workpiece, causing unwanted discharges, which become electric arcs (arcing). these electric arcs damage the electrodes surfaces (tool and workpiece surfaces) and can occur microcracks. Research limitations/implications: A possible future work would be the development of a general the phenomenal of the residual stress of the wire electrical discharge machining in titanium alloys. The behavior is of the residual stress studies are planed in the future. Practical implications: The relationship found between the total energy of discharge pulses, composition of the steels and the type of machining on the surface integrity (the surface texture, the metallurgical surface aspect, the microhardness in the heat affected zone, HAZ) of different workpiece materials has an important practical implication since it allows selecting the best cutting condition combination from the points of view both the security and the economy for the established requirements in each case. Results are of great importance for aerospace and automotive industry. Originality/value: The paper is original since the bibliographical review has allowed testing that, although works about these themes exist, none approaches the problem like it has been made in this work. The paper could be an interesting source of information for engineers and researchers who work with machining dies and also significant complex parts in aeronautics.