Att svetsa i höghållfast stål lätt men inte simpelt. Eva-Lena Bergquist ESAB AB

Storlek: px

Starta visningen från sidan:

Download "Att svetsa i höghållfast stål lätt men inte simpelt. Eva-Lena Bergquist ESAB AB"

Rolf Lind
för 7 år sedan
Visningar:

1 Att svetsa i höghållfast stål lätt men inte simpelt Eva-Lena Bergquist ESAB AB

2 Höghållfasta stål - applikationer

4 Att höja ett ståls hållfasthet Legering

5 Att höja ett ståls hållfasthet Legering Verktygsstål Seghärdningsstål

6 Att höja ett ståls hållfasthet Legering Termomekanisk behandling

7 Höghållfast stål Termomekanisk bearbetning Syfte: Att optimera strukturtyp och kornstorlek för hög hållfasthet.

8 Värmepåverkade zonen Svetsning = termisk påverkan Referens: Welding handbook. SSAB

9 Värmepåverkade zonen Svetsning = termisk påverkan Långsammare avsvalning ger bredare mjuk zon. Referens: Welding handbook. SSAB

10 Värmepåverkade zonen Svetsning = termisk påverkan Långsammare avsvalning ger bredare mjuk zon. Ju bredare mjuk zon, ju mera påverkas hållfastheten i tvärdragriktningen.

11 Värmepåverkade zonen Avsvalningshastigheten beror på: Ø Värmetillförseln Ø Förvärmnings-/ mellansträngstemperatur Ø Materialets tjocklek

12 Värmepåverkade zonen Avsvalningshastigheten beror på: Ø Värmetillförseln Ø Förvärmnings-/ mellansträngstemperatur Ø Materialets tjocklek

13 Värmepåverkade zonen Avsvalningshastigheten beror på: Ø Värmetillförseln Ø Förvärmnings-/ mellansträngstemperatur Ø Materialets tjocklek Referens: Welding Strenx and Hardox. SSAB

14 Värmepåverkade zonen Avsvalningshastigheten beror på: Ø Värmetillförseln Ø Förvärmnings- / mellansträngstemperatur Ø Materialets tjocklek

15 Vätesprickor Uppkomsten av vätesprickor styrs av en kombination av tre faktorer: Vätehalten i materialet Spänningsnivån i området. Duktiliteten hos mikrostrukturen

16 Vätesprickor 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% Mikrostruktur Spänningar Hydrogenhalt 30% 20% 10% 0% Ex 1 Ex 2 Ex 3 Ex 4 Page No 3

17 Vätesprickor Duktiliteten hos mikrostrukturen Martensit och bainits duktilitet påverkas av legeringshalten.

18 Vätesprickor Duktiliteten hos mikrostrukturen Martensit och bainits duktilitet påverkas av legeringshalten. Allra viktigast är kolhalten.

19 Vätesprickor Duktiliteten hos mikrostrukturen Martensit och bainits duktilitet påverkas av legeringshalten. Allra viktigast är kolhalten. Övriga legeringsämnen viktas. Page No 3 Kolekvialent

20 Vätesprickor Kolekvialent CET=C+(Mn+Mo)/10-(Cr+Cu)/20+Ni/40 CE=C+(Cr+Mo+V)/5+Mn/6+(Ni-Cu)/15 Referens: SS-EN ISO CET föredras för höghållfasta stål

21 Vätesprickor Typical values 39NiCrMo3 (seghärdn. stål) Strenx 700 (TMCP) ORO90 Supreme (verktygsstål) Strenx 1300 (TMCP) YS Mpa C % Si % Mn % Cr % Mo % Ni % CET

22 Vätesprickor Vätehalten i materialet

23 Vätesprickor Vätehalten i materialet Good welding practice

24 Vätesprickor Vätehalten i materialet Good welding practice Rena och torra fogytor Torra tillsatsmaterial Slangpaket fritt från läckage och kondens.

25 Vätesprickor Vätehalten i materialet Väteklassat tillsatsmaterial Good welding practice Rena och torra fogytor Torra tillsatsmaterial Slangpaket fritt från läckage och kondens. 3

26 Vätesprickor Svetsparametrar Vätehalten i materialet Väteklassat tillsatsmaterial Good welding practice Rena och torra fogytor Torra tillsatsmaterial Slangpaket fria från läckage och kondens.

27 Vätesprickor Spänningsnivån i området Restspänningar Referens: S Mattson. Materiallära för svetsare.

28 Vätesprickor Spänningsnivån i området Restspänningar Undermatchande tillsatsmaterial Referens: SSAB Welding Handbook Referens:ASM Handbook on Residual Stress and deformation of steel.

29 Svetsgods=gjutstruktur

30 Mikrostruktur och legering Ferrit 500 MPa Bainit + Martensit 700 MPa 900 MPa Yield Strength (MPa)

31 Vätesprickor

32 Kristallstruktur

33 Kristallstruktur FCC (austenit)

34 Kristallstruktur FCC (austenit) BCC (ferrit, bainit, martensit)

35 Fasomvandling T C γ M γ+m wt% legeringsämne

36 Fasomvandling T C Ju högre legerat stål, ju γ lägre omvandlingstemperatur från FCC till BCC. M γ+m wt% legeringsämne

37 Fasomvandling legering BM>legering WM : fasomvandlingstemp. HAZ < fasomvandlingstemp. WM BM=Base metal WM=Weld metal HAZ=Heat affected zone Page No 3

38 Väteanrikning legering GM>legering WM : fasomvandlingstemp. HAZ < fasomvandlingstemp. WM WM omvandlas till ferrit före HAZ BM=Base metal WM=Weld metal HAZ=Heat affected zone Page No 3

39 Fasomvandling legering BM>legering WM : fasomvandlingstemp. HAZ < fasomvandlingstemp. WM legering WM>legering BM WM omvandlas till ferrit före HAZ fasomvandlingstemp.haz > fasomvandlingstemp. WM BM=Base metal WM=Weld metal HAZ=Heat affected zone Page No 3

40 Väteanrikning legering GM>legering WM : fasomvandlingstemp. HAZ < fasomvandlingstemp. WM legering WM>legering BM BM=Base metal WM=Weld metal HAZ=Heat affected zone WM omvandlas till ferrit före HAZ fasomvandlingstemp.haz > fasomvandlingstemp. WM HAZ omvandlas till ferrit före WM Page No 3

41 Väteanrikning legering GM>legering WM : fasomvandlingstemp. HAZ < fasomvandlingstemp. WM Väte anrikas i HAZ. legering WM>legering BM fasomvandlingstemp.haz > fasomvandlingstemp. WM Väte anrikas i WM. BM=Base metal WM=Weld metal HAZ=Heat affected zone Page No 3

42 Vätesprickor Om kolekvivalent i tillsatsmaterial är högre än kolekvivalent i grundmaterialet är det tillsatsmaterialet som bestämmer förvärmnings-/ mellansträngstemperatur.

43 Segring CE=1.3 3 CE=0.7

44 Ferritiskt - austenitiskt stelnande Bild från: Gustafsson Materiallära

45 Stelningssprickor

46 Sammanfattning 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% Mikrostruktur Spänningar Hydrogenhalt 30% 20% 10% 0% Ex 1 Ex 2 Ex 3 Ex 4

Relevanta dokument

3.10 Svetsrekommendationer

3.10 Svetsrekommendationer 3.9.7 Korrosion och spänningskorrosion För kolmangan- och mikrolegerade stål är fall av allmän korrosion i atmosfären ovanlig om ytbehandling och liknade åtgärder är riktigt gjorda. Svetsgods och grundmaterial