CH693769A5 - Hoechst-feste Cryo Schweisskonstruktionen. - Google Patents

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CH693769A5
CH693769A5 CH02319/99A CH231999A CH693769A5 CH 693769 A5 CH693769 A5 CH 693769A5 CH 02319/99 A CH02319/99 A CH 02319/99A CH 231999 A CH231999 A CH 231999A CH 693769 A5 CH693769 A5 CH 693769A5
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CH02319/99A
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Douglas FAIRCHILD
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Exxonmobil Upstream Res Co
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Description


  



   Gebiet der Erfindung  



   Die Erfindung betrifft Verfahren zum Herstellen von höchst-festen  Schweisskonstruktionen mit Schweissmetallen mit exzellenter Cryo-Temperatur-Bruchfestigkeit.  Insbesondere betrifft diese Erfindung Verfahren zum Herstellen höchst-fester  Schweisskonstruktionen mit Schweissmetallen mit exzellenter Cryo-Temperatur-Bruchfestigkeit  für höchst-feste niederlegierte Stähle.   Hintergrund der Erfindung  



   Zahlreiche Begriffe werden in der folgenden Beschreibung definiert.  Aus Gründen der Einfachheit, wird hier ein Glossar der Begriffe angefügt,  unmittelbar vor den Patentansprüchen. 



   Oft besteht eine Anforderung zum Speichern und Transportieren von  komprimierten flüchtigen Fluiden bei Cryo-Temperaturen, d.h. bei  Temperaturen von weniger als -40 DEG C (-40 DEG F). Beispielsweise  besteht eine Anforderung für Containerbehälter zum Speichern und  Transportieren von komprimiertem verflüssigtem Erdgas (engl.: pressurized  liquified natural gas, PLNG) beim Drücken in einem breiten Bereich  von ungefähr 1035 kPa (150 psia) bis ungefähr 7590 kPa (1100 psia)  und bei Temperaturen von mehr als ungefähr -123 DEG C (-190 DEG F).  Es besteht auch eine Anforderung für Container zum sicheren und wirtschaftlichen  Speichern und Transportieren anderer komprimierter Fluide, wie Methan,  Ethan und Propan bei Cryo-   Temperaturen. Für die Konstruktion derartiger  Container aus geschweisstem Stahl muss der Stahl und seine Schweisskonstruktionen  (vgl.

   Glossar) ausreichende Festigkeit aufweisen, um dem Fluiddruck  zu widerstehen, sowie eine adäquate Festigkeit/Fähigkeit zum Vermeiden  des Auslösens eines Bruchs, d.h. eines Fehlereignisses bei den Betriebsbedingungen.                                            



   Für die mit dem Stand der Technik Vertrauten ist bekannt, dass der  Charpy V-Kerbtest (CVN)-Test verwendet werden kann, und zwar zum  Zweck der Bruchfestigkeits-Qualitätsprüfung und der Bruchsteuerung  für den Entwurf von Speichercontainern zum Transportieren von komprimierten,  Cryo-Temperaturfluiden wie PLNG, insbesondere durch Verwendung der  Sprödbruchübergangstemperatur (DBTT). Die DBTT unterscheidet zwei  Bruchbereiche in Konstruktionsstellen. Bei Temperaturen unterhalb  der DBTT tritt tendenziell ein Fehler bei dem Charpy-V-Kerbtest durch  einen Sprödbruch in der Energie auf, wohingehend bei Temperaturen  oberhalb der DBTT ein Fehler tendenziell durch einen Verformungsbruch  hoher Energie auftritt.

   Speicher- und Transportbehälter, die aus  geschweissten Stählen konstruiert sind, und zwar für die zuvor erwähnten  Cryo-Temperaturanwendungen und für andere lastaufnehmende, Cryo-Temperaturdienste,  müssen DBTT-Werte aufweisen, wie sie durch den Charpy-V-Kerbtest  bestimmt sind, die deutlich unterhalb der Diensttemperatur der Struktur  liegen, damit ein Sprödbruch vermieden wird. In Übereinstimmung mit  dem Entwurf, den Dienstbedingungen und/oder den Anforderungen für  den annehmbaren Klassifzierungsverband kann die erforderliche DBTT  Temperaturverschiebung (d.h., wie weit die DBTT unterhalb der beabsichtigten  Diensttemperatur liegen muss) in dem Bereich von 5 DEG C bis 30 DEG  C (9 DEG F bis 54 DEG F) unterhalb der Diensttemperatur liegen. 



   Stähle mit Nickel, die üblicherweise für Cryo-Temperatur-Strukturanwendungen  verwendet werden, z.B. Stähle mit    Nickelgehalten von mehr als  ungefähr 3 Gew.-%, weisen einen niedrigen DBTT-Wert auf, jedoch haben  sie auch relativ hohe Zugfestigkeiten. Typischerweises haben kommerziell  verfügbare 3 Gew.-% Ni, 5,5 Gew.-% Ni, und 9 Gew.-% Ni Stähle DBTT-Werte  von ungefähr -100 DEG C (-150 DEG F), -155 DEG C (-250 DEG F) und  -175 DEG C (-280 DEG F), sowie Zugfestigkeiten von bis zu ungefähr  485 MPa (70 ksi), 620 MPa (90 ksi) und 830 MPa (120 ksi). Zum Erzielen  dieser Kombinationen aus Stärke und Festigkeit werden diese Stähle  allmählich einer kostspieligen Verarbeitung unterzogen, z.B. einer  doppelten -Abkühlbehandlung.

   Im Fall der Cryo-Temperaturanwendungen  nützt die Industrie momentan diese kommerziellen Stähle mit Nickelgehalt,  auf Grund ihrer guten Festigkeit bei niedrigen Temperaturen, jedoch  ist eine Entwurfsumgehungslösung auf Grund deren relativ niedrigen  Zugfestigkeiten erforderlich. Die Entwürfe erfordern allgemein übermässige  Stahldicken für lastabnehmende Cryo-Temperaturanwendungen. Demnach  ist die Verwendung dieser Stähle mit Nickeln in lastaufnehmenden  Cryo-Temperaturanwendungen tendenziell teuer, und zwar auf Grund  der hohen Kosten des Stahls in Kombination mit den erforderlichen  Stahldicken. 



   Momentan vorliegende kommerzielle Speichercontainer zum Transportieren  von verflüssigtem Erdgas bei -162 DEG C (-260 DEG F) und Luftdruck  (LNG) sind typischerweise aus den oben erwähnten kommerziellen Stählen  mit Nickel konstruiert, sowie austenitischen Stählen oder Aluminium.  Bei LNG (engl.: liquid natural gas, verflüssigtes Erdgas) Anwendungen  unterscheiden sich die Stärke und Festigkeitsanforderungen für derartige  Materialien und für Schweissverbindungen derartiger Materialien in  besonderem Umfang von denjenigen für den PLNG Fall (pressurized liquified.natural  gas, komprimiertes verflüssigtes Erdgas) Fall. Beispielsweise erfolgt  ein Auflisten bei der Diskussion des Schweissens von 2<1>/ 4  Gew.-%  bis 9 Gew.-% Nickelstählen für Cryo-Zwecke in G.E. Linnert, "Schweissmetallurgie",  American Welding Society, 3rd Ed., Bd.

      2, 1967, Seiten 550-570,  der Charpy-V-Kerbfestigkeit (siehe Glossar)-Anforderungen für derartige  Schweisskonstruktionen in dem Bereich von ungefähr 20 J bis 61 J,  gemessen bei der Diensttemperatur. Weiterhin spezifiziert die 1995  Publikation, Det Norske Veritas (DNV) Regeln zum Klassifizieren für  Schiffe, dass für neu gebaute Flüssiggas-Transportschiffe die verwendeten  Materialien bestimmte minimale Charpy-V-Kerbfestigkeitsanforderungen  erfüllen müssen. Insbesondere geben die DNV-Regeln an, dass Platten  und Schweisskonstruktionen, die für Druckbehälter mit Entwurfstemperaturen  in dem Bereich von -60 DEG C bis -165 DEG C verwendet werden, eine  minimale Charpy-Festigkeit von 27 J bei Testtemperaturen in dem Bereich  von 5 DEG C bis 30 DEG C (9 DEG F bis 54 DEG F) unterhalb der Entwurfstemperatur  aufweisen müssen.

   Die durch Linnert und die DNV Regeln angegebenen  Anforderungen lassen sich nicht direkt auf die Konstruktion von Containern  für den Transport von PLNG (oder anderen komprimierten Cryo-Fluiden)  anwenden, da der PLNG Einschliessdruck von typischerweise ungefähr  2760 kPa (400 psia) signifikant höher ist als für die üblichen Verfahren  zum Transportieren von LNG, was allgemein bei oder in der Nähe des  Luftdrucks erfolgt. Für PLNG Speicher und Transportbehälter besteht  eine Anforderung für striktere Festigkeit, und demnach eine Anforderung  für Schweisskonstruktionen mit besseren Festigkeitsanforderungen  als diejenigen, die zum Konstruieren von LNG Speicherbehältern verwendet  werden.  Basisplattenmaterial  



   Speicherbehälter für komprimierte Cryo-Temperatur-Fluide, beispielsweise  PLNG, sind vorzugsweise aus diskreten Platten aus niedrig legiertem  Höchstfestigkeitsstahl konstruiert. Drei ebenfalls anhängige vorläufige  US-Patentanmeldungen identifzieren zahlreiche schweissbare niedrig-legierte  Stähle höchster Festigkeit mit exzellenter Cryo-Temperaturfestigkeit    zum Verwenden beim Konstruieren von Speicherbehältern für den  Transport von PLNG und andere komprimierte Cryo-Temperaturfluide.  Diese Stähle sind beschrieben in einer ebenfalls anhängigen vorläufigen  US-Patentanmeldung mit dem Titel "Höchst-feste Stähle mit exzellenter  Cryo-Temperaturfestigkeit", mit dem Prioritätsdatum 19.

   Dezember  1997, identifiziert durch das Patent- und Markenamt der USA (United  States Patent and Trademark Office, USPTO) mit der Anmelde-Nummer  60/068194; sowie in einer ebenfalls anhängigen vorläufigen US-Patentanmeldung  mit dem Titel "Höchst-feste Ausaged-Stähle (engl.: Ausaged Stähle)  mit exzellenter Cryo-Temperaturfestigkeit", mit Prioritätsdatum vom  19. Dezember 1997 und identifiziert durch das USPTO über die Anmeldenummer  60/068252; sowie in einer ebenfalls anhängigen vorläufigen US-Patentanmeldung  mit dem Titel "Höchst-feste Doppelphasenstähle mit exzellenter Cryo-Temperaturfestigkeit",  mit Prioritätsdatum vom 19. Dezember 1997 und identifiziert durch  das USPTO über die Anmeldenummer 60/068816.

   Diese Stähle eignen sich  besonders für viele Cryo-Temperaturanwendungen einschliesslich dem  Transport von PLNG, da die Stähle die folgenden Eigenschaften für  Stahldicken von bevorzugt etwa 2,5 cm (1 Inch) und mehr aufweisen:  (i) DBTT niedriger als ungefähr -73 DEG C (-100 DEG F), bevorzugt  niedriger als ungefähr -107 DEG C (-160 DEG F), in dem Basisstahl  und der Schweiss-Wärmeeinflusszone HAZ, (ii) Zugfestigkeit grösser  als 830 MPa (120 ksi), bevorzugt grösser als ungefähr 860 MPa (125  ksi), und weiter bevorzugt mehr als ungefähr 900 MPa (130 ksi), (iii)  überlegene Schweissbarkeit, (iv) im Wesentlichen einheitliche Mikrostruktur  und Eigenschaften über die gesamte Dicke, und (v) verbesserte Zugfestigkeit  gegenüber Standard, kommerziell verfügbaren höchst-festen Stählen  mit niedriger Legierung.

   Die in den zuvor erwähnten ebenfalls anhängigen  vorläufigen US-Anmeldungen beschriebenen Stähle können eine Zugfestigkeitsstärke  von mehr als ungefähr 930 MPa (135 ksi) aufweisen, oder von mehr  als ungefähr 965 MPa (140 ksi), oder von mehr als ungefähr 1000 MPa  (145 ksi). Andere geeignete    Stähle sind in der am 5. Februar 1997  veröffentlichten europäischen Patentanmeldung beschrieben, die die  folgende Internationale Veröffentlichungsnummer aufweist: PCT/JP96/00  157, sowie die Internationale Veröffentlichungsnummer WO 96/23 909  (08.08.1996 Gazette 1996/36) (derartige Stähle enthalten vorzugsweise  einen Kupfergehalt von 0,1 Gew.-% bis 1,2 Gew.-%), sowie in einer  ebenfalls anhängigen US-Patentanmeldung mit dem Titel "Höchst-feste  schweissbare Stähle mit exzellenter Höchsttemperatur-Festigkeit",  mit dem Prioritätsdatum vom 28.

   Juli 1997 und identifiziert durch  das USPTO über die Anmeldenummer 60/053 915.   Schweissen                                                              



   Derartige Stähle lassen sich miteinander zum Bilden von Speichercontainern  verbinden, und zwar für komprimierte Cryo-Temperaturfluide wie PLNG,  durch ein Schweissverfahren, das sich zum Erzeugen einer Schweisskonstruktion  eignet, das eine adäquate Stärke und Bruchfestigkeit für die beabsichtigte  Anwendung gewährleistet.

   Ein derartiges Schweissverfahren enthält  vorzugsweise einen geeigneten Schweissprozess, beispielsweise ohne  Einschränkung Gasmetall-Lichtbogenschweissen (gas metal arc welding,  GMAW), Wolfram-Inertgas (tungsten inert gas, TIG) Schweissen, oder  Unterpulverschweissen (submerged arc welding, SAW); zudem erfordert  es einen geeigneten selbstverzehrenden Schweissdraht; ein geeignetes  verbrauchbares Schweissgas (sofern erforderlich); ein geeignetes  Schweissmittel (sofern erforderlich); geeignete Schweissprozeduren  - beispielsweise, ohne Einschränkung - Vorwärmtemperaturen und Schweisswärmeeingaben.  Eine Schweisskonstruktion bzw. eine Schweissstelle ist eine geschweisste  Verbindung, mit: (i) dem Schweissmetall, (ii) dem Wärmeeinflussbereich  (heat-affected zone, HAZ), und (iii) dem Basismetall in der "nahen  Umgebung"    der Wärmeeinflusszone.

   Das Schweissmetall ist der verbrauchbare  Schweissdraht (und das Schweissmittel, sofern verwendet), wie es  auf dem Abschnitt der Basismetallplatte abgeschieden und aufgelöst  ist, der während dem Durchführen des Schweissprozesses geschmolzen  wird. Der Wärmeeinflussbereich HAZ ist der Abschnitt des Basismetalls,  der während dem Schweissen nicht schmilzt, bei dem sich jedoch die  MikroStruktur und die mechanischen Eigenschaften durch die Wärme  des Schweissprozesses ändern.

   Der Abschnitt des Basismetalls, der  als "in der nahen Umgebung" der Wärmeeinflusszone liegend angesehen  wird, und demnach als ein Teil der Schweisskonstruktion, variiert  in Abhängigkeit von Faktoren, die für den mit dem Stand der Technik  Vertrauten gekannt sind, beispielsweise, ohne Einschränkung, der  Breite der Schweisskonstruktion, den Abmessungen der Basismetallplatte,  die geschweisst wird, und die Distanzen zwischen den Schweisskonstruktionen.   Gewünschte Eigenschaften der Schweisskonstruktionen für PLNG  Anwendungen  



   Zum Zwecke des Konstruierens von Speichercontainern für PLNG und  andere komprimierte Cryo-Temperaturfluide ist es wünschenswert, ein  Schweissverfahren zu haben, und zwar mit einem selbstverzehrenden  Schweissdraht, einem selbstverzehrenden Schweissgas, einem Schweissprozess  und Schweissprozeduren, die die Schweisskonstruktionen mit Zugfestigkeiten  und Bruchfestigkeiten erzielen, die sich für die beabsichtigte Cryo-Anwendung  eignen, gemäss bekannten Prinzipien der Bruchmechanik, so wie sie  hier beschrieben sind.

   Insbesondere ist es für die Konstruktion von  Speicherbehältern von PLNG wünschenswert, ein Schweissverfahren zu  haben, das zu Schweisskonstruktionen mit Zugfestigkeiten von mehr  als ungefähr 900 MPa (130 ksi) führt, sowie zu einer Bruchfestigkeit,  die sich für die PLNG    Anwendung eignet, gemäss den bekannten Prinzipien  der Bruchmechanik, so wie hier beschrieben. Die Zugfestigkeit derartiger  Schweisskonstruktionen ist bevorzugt grösser als ungefähr 930 MPa  (135 ksi), weiter bevorzugt grösser als ungefähr 965 MPa (140 ksi),  und noch weiter bevorzugt mindestens ungefähr 1000 MPa (145 ksi).

    Momentan kommerziell verfügbare Schweissverfahren unter Heranziehung  kommerziell verfügbarer selbstverzehrender Schweissdrähte sind nicht  in der Lage, ein Schweissen mit der zuvor erwähnten hohen Festigkeit  bei niederlegierten Stählen zu ermöglichen, und zudem Schweisskonstruktionen  mit den gewünschten Eigenschaften für kommerzielle Tiefsttemperaturanwendungen  mit Überdruck bereitzustellen. 



   Demnach bestehen die primären technischen Probleme der vorliegenden  Erfindung in der Verbesserung der Schweisstechnologie nach dem Stand  der Technik für die Anwendbarkeit auf höchstfeste Stähle mit niedriger  Legierung zum Erzielen eines Schweissverfahrens, das Schweisskonstruktionen  erzeugt, die Zugfestigkeiten von mehr als ungefähr 900 MPa (130 ksi)  aufweisen, sowie eine Bruchfestigkeit, die sich für die beabsichtigte  Cryo-Anwendung eignet, und zwar gemäss den bekannten Prinzipien der  Bruchmechanik, wie hier beschrieben.   Zusammenfassung der Erfindung  



   Es wird ein Schweissverfahren (mit einem selbstverzehrenden Schweissdraht,  von einem Schweissprozesstyp und mit der Auswahl bestimmter Schweissparameter  und Praktiken) vorgesehen, das sich zum Verbinden von höchstfesten  niederlegierten Stählen mit exzellenter Cryo-Temperatur-Bruchfestigkeit  für Cryo-Anwendungen verwenden lässt. Das Schweissverfahren dieser  Erfindung ist so ausgebildet, dass es eine MikroStruktur mit einer  Gruppe mechanischer Eigenschaften erzeugt, die sich für    die strikten  Anwendungen bei komprimierten Cryo-Temperatur-Fluidanwendungen, beispielsweise  der PLNG-Anwendung, eignet. Das Schweissverfahren erzeugt ein Schweissmetall,  das durch eine sehr fein gekörnte körperzentrierte kubische (body  centered cubic, BCC) Kristallstruktur dominiert ist.

   Das Schweissverfahren  erzeugt auch Schweissmetall mit einem niedrigen Verunreinigungsgehalt,  und demnach mit einem niedrigen nicht-metallischen Einschlussgehalt,  und zusätzlich erzeugt es einzelne Einschlüsse, die eine geringe  Grösse aufweisen. Die Grundwirkungen der feinen Korngrösse auf die  Festigkeit und Zähigkeit der Konstruktionsstähle sowie die grundlegenden  Wirkungen des geringen Einschlussgehalts auf die Festigkeit sind  für die mit dem Stand der Technik Vertrauten gut bekannt. Jedoch  sind Techniken zum Erzielen derartiger Eigenschaften bei Schweissmetallen  mit der Eignung für die PLNG Anwendung nicht allgemein bekannt.

   Die  Schweisskonstruktion, die sich aus der Anwendung des Schweissverfahrens  dieser Erfindung ergibt, weist eine Zugfestigkeit von mehr als ungefähr  900 MPa (130 ksi) auf und eine Bruchfestigkeit, die sich für die  PLNG Anwendung eignet, in Übereinstimmung mit bekannten Prinzipien  der Bruchmechanik.  Kurze Beschreibung der Zeichnung  



   Die Vorteile der vorliegende Erfindung lassen sich besser unter Bezug  auf die folgende detaillierte Beschreibung und die angefügte Zeichnung  verstehen. Es zeigen: 



   Fig. 1A eine Darstellung einer kritischen Defektgrösse für eine gegebene  Defektlänge als Funktion der CTOD Sprödbruchübergangstemperatur   Bruchfestigkeit und einer Restspannung; und 



   Fig. 1B die Geometrie (Länge und Tiefe) eines Defekts. 



     Während die Erfindung im Zusammenhang mit ihren bevorzugten Ausführungsformen  beschrieben wird, ist zu erkennen, dass die Erfindung nicht hierauf  beschränkt ist. Im Gegensatz hierzu wird beabsichtigt, dass die Erfindung  sämtliche Alternativen, Modifikationen und Äquivalente abdeckt, die  von dem Sinngehalt und Schutzbereich der Erfindung umfasst sind,  wie er durch die angefügten Patentansprüche definiert ist.    Detaillierte Beschreibung der Erfindung  



   Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schweissverfahren für die  Verwendung zum Verbinden höchst-fester niedriglegierter Stähle, wodurch  die sich ergebenden Schweisskonstruktionen eine Höchstfestigkeit  und eine exzellente Cryo-Temperaturfestigkeit aufweisen. Diese wünschenswerten  Eigenschaften werden primär durch zwei auf Mikroebene eingebaute  Aspekte des Schweissmetalls erzielt. Das erste Merkmal betrifft eine  sehr fein gekörnte körperzentrierte kubische (BCC) Kristallstruktur,  und das zweite Merkmal betrifft einen niedrigen nicht-metallischen  Einschlussgehalt, derart, dass die einzelnen Einschlüsse eine geringe  Grösse aufweisen. Das Schweissverfahren enthält einen selbstverzehrenden  Schweissdraht, einen Schweissprozesstyp, und die Auswahl bestimmter  Schweissparameter und Praktiken.

   Die bevorzugten Schweissprozesse  für das Schweissverfahren dieser Erfindung sind irgendwelche Schutzgasprozesse,  wie Gasmetall-Lichtbogenschweissen (gas metal arc welding, GMAW),  Wolfram--Inertgas-Schweissen (tungsten inert gas welding, TIG), Plasmaschweissen  (plasma arc welding, PAW) und deren Derivate. Bevorzugte Schweissparameter  und Praktiken sowie Wärmeeingabe und Zusammensetzung des Abschirmgas  sind hier nachfolgend beschrieben.     Chemische Zusammensetzung  der Schweissmetalle  



   Bei einer Ausführungsform enthält die chemische Zusammensetzung des  Schweissmetalls gemäss der vorliegenden Erfindung Eisen und Legierungselemente  in ungefähr denjenigen Mengen, die in Tabelle I und nachfolgend angegeben  sind.  Tabelle I  



    <tb><TABLE> Columns = 3  <tb>Head Col 1: Legierungselement <tb>Head  Col 2: Bevorzugter unterer <tb>Head Col 3: Bevorzugter oberer <tb>Head  Col 4: Grenzwert (Gew.-%) <tb>Head Col 5: Grenzwert (Gew.-%) <tb><SEP>  Kohlenstoff (C)<SEP> 0,06<SEP> 0,10 <tb><SEP> Mangan (Mn)<SEP> 1,60<SEP>  2,05 <tb><SEP> Silizium (Si)<SEP> 0,20<SEP> 0,32 <tb><SEP> Nickel  (Ni)<SEP> 1,87<SEP> 6,00 <tb><SEP> Chrom (Cr)<SEP> 0,30<SEP> 0,87 <tb><SEP>  Molybdän (Mo)<SEP> 0,40<SEP> 0,56 <tb><SEP> Kupfer (Cu)<SEP> -0-<SEP>  0,30 <tb><SEP> Aluminium (AI)<SEP> -0-<SEP> 0,020 <tb><SEP> Zirkonium  (Zr)<SEP> -0-<SEP> 0,015 <tb><SEP> Titan (Ti)<SEP> -0-<SEP> 0,010  <tb></TABLE> 



   Bevorzugt beträgt der obere Grenzwert für den Nickelgehalt ungefähr  4,00 Gew.-%.  Die Wirkung der feinen Korngrösse  



   Die feine Korngrösse in der Mikrostruktur eines Schweissmetalls,  das gemäss dieser Erfindung hergestellt ist, erhöht die Festigkeit  der Schweisskonstruktion durch Versetzungsblockade. Die feine Korngrösse  erhöht die Sprödfestigkeit durch Verkürzen der Länge der Versetzungsanhäufungen,  wodurch die maximal mögliche    Spannungsintensität bei dem Kopf  jedweder einzelnen Anhäufung verringert ist. Hierdurch wird das Auslösen  eines Mikrorisses weniger wahrscheinlich. Die niedrigere Anordnungsintensität  verbessert auch die Verformungsbruchfestigkeit durch Reduzieren lokaler  Mikrospannungen, wodurch das Initiieren eines Mikrohohlraums weniger  wahrscheinlich wird. Zusätzlich erhöht die feine Korngrösse die global  betrachtete Festigkeit durch Bilden vieler "Strassensperren" gegenüber  einer Rissausbreitung.

   (Siehe das Glossar für die Definitionen von  Versetzungsblockade, Sprödbruchfestigkeit, Versetzungsanhäufung,  Mikroriss, Mikrospannung und Mikrohohlraum.)   Erzielen der Mikrostruktur  und Korngrösse  



   Die fein gekörnte BCC-Struktur wird vorzugsweise durch selbsttemperiertes  Maschenmartensit (engl.: lath martensite) dominiert, d.h. sie enthält  mindestens ungefähr 60 Volumenprozent, ebenso bezeichnet als Volumenanteil  von 60%, bevorzugt mindestens etwa 70 Volumenprozent und weiter bevorzugt  mindestens 90 Volumenprozent selbsttemperiertes Maschenmartensit.  Jedoch können auch erhebliche Mengen von unterem Bainit vorliegen,  beispielsweise von bis zu ungefähr 49 Volumenprozent. Kleinere Bestandteile,  wie nadelkristallförmiges Ferrit, polygonales Ferrit und oberes Bainit  (oder andere degenerierte Formen des Bainits) können ebenso in geringen  Mengen vorliegen, bilden bevorzugt jedoch nicht die dominante Morphologie.

    Die gewünschte martensitische Mikrostruktur bzw. die Zwischenstufen-Mik-rostruktur  (engl.: biainitic microstructure) wird durch Verwendung einer geeigneten  chemischen Zusammensetzung des Schweissmetalls und einer genauen  Steuerung der Schweissmetallabkühlrate erzielt. Mehrere Beispiele  zum Diskutieren chemischer Eigenschaften sind nachfolgend    vorgesehen.  Eine geringe Eingangswärme zum Schweissen wird so verwendet, dass  sich das Schweissmetall schneller abkühlt, als es dies üblicherweise  bei höheren Eingabewärmen tun würde. Die Eingabewärme ist definiert  als Schweissspannung multipliziert mit dem Schweissstrom und geteilt  durch die Schweissfortschreitgeschwindigkeit, d.h. die Bogenenergie.

    Das im Rahmen dieser Erfindung verwendete Schweissverfahren mit niedriger  Eingangsschweisswärme weist Bogenenergien von vorzugsweise in dem  Bereich von ungefähr 0,3 kJ/mm bis ungefähr 2,5 kJ/mm (7,6 kJ/inch  bis 63,5 kJ/inch) auf, weiter bevorzugt in dem Bereich von ungefähr  0,5 kJ/mm bis ungefähr 1,5 kJ/mm (12,7 kJ/inch bis 38 kJ/inch). Es  lassen sich mehrere unterschiedliche Pegel der "Korngrösse" in der  gewünschten Mikrostruktur beschreiben, und die Zielsetzung der Schweisstechnik  mit niedriger Eingangsenergie besteht in der Reduzierung der Grösse  jeder Einheit. Eine niedrige Schweisseingangswärme hilft bei der  Bildung einer kleinen säulenförmigen bzw. stängelförmigen Korngrösse,  einer kleinen voraustenitischen Korngrösse, einer kleinen martensitischen/Bainit-Paketgrösse  und einer schmalen martensitischen oder Bainitmaschenbreite.

   Wie  hier unter Bezug auf die Struktur verwendet, bedeutet "fein-gekörnt",  dass die säulenförmige Korngrösse bzw. Stängelkorngrösse (Breite)  vorzugsweise weniger als ungefähr 150 Mikrometer beträgt, und bevorzugt  weniger als 100 Mikrometer; dass die voraustenitische Korngrösse  vorzugsweise weniger als 50 Mikrometer ist, weiter bevorzugt weniger  als ungefähr 35 Mikrometer, und zusätzlich weiter bevorzugt weniger  als ungefähr 20 Mikrometer; und dass die martensitische/Bainit-Paketgrösse  vorzugsweise weniger als ungefähr 20 Mikrometer ist, weiter bevorzugt  weniger als ungefähr 15 Mikrometer und zusätzlich weiter bevorzugt  weniger als ungefähr 10 Mikrometer. So wie hier verwendet, bedeutet  "Korngrösse" die Korngrösse, wie sich durch das Linieninterceptverfahren  bestimmt ist, wie es für die mit dem Stand der Technik Vertrauten  bekannt ist.

       Die Wirkung eines niedrigen Einschlussgehalts  



   Der niedrige Einschlussgehalt führt tendenziell zu einer Erhöhung  der Bruchfestigkeit durch Eliminieren potenzieller Bruchriss-Initiierungsstellen  und/oder durch Reduzieren der Zahl von Stellen mit kon-zent-rierten  Mikrospannungen. Der niedrige Einschlussgehalt führt tendenziell  zum Erhöhen der Verformungs-Bruchfestigkeit durch Reduzieren der  Zahl von Initiierungsstellen für Mikrohohlräume. 



   Die gemäss dieser Erfindung hergestellten Schweisskonstruktionen  weisen bevorzugt einen niedrigen Einschlussgehalt auf, sie sind jedoch  nicht einschlussfrei. Einschlüsse können signifikant zum Erzielen  von optimalen Schweissmetalleigenschaften beitragen. Erstens wirken  sie als Desoxidator in dem Becken für das geschmolzene Schweissmetall.  Ein niedriger Sauerstoffgehalt in dem Abschirmgas ist zum Herstellen  der Schweisskonstruktionen gemäss dieser Erfindung vorzuziehen, sodass  die Anforderung für ein Desoxidieren verringert ist; jedoch ist immer  noch ein gewisses Desoxidationspotenzial in dem Becken für geschmolzenes  Schweissmetall vorzuziehen. Zweitens können die Einschlüsse beim  Steuern des Stängels und voraustenitische Kornwachstums durch Korngrenzen-Pinning  nützlich sein.

   Das Begrenzen des Kornwachstums bei erhöhten Temperaturen  fördert eine geringe Raumtemperatur-Korngrösse. Da jedoch die niedrige  Eingangswärme zum Herstellen von Schweisskonstruktionen gemäss dieser  Erfindung zum Einschränken der Korngrösse nützlich ist, lässt sich  der Einschlussgehalt auf einen Pegel reduzieren, der die Festigkeit  fördert, jedoch immer noch zu nützlichen Korngrenzen-Pinneffekten  führt. 



   Die gemäss diese Erfindung hergestellten Schweisskonstruktionen erzielen  eine hohe Festigkeit, wie zuvor erwähnt. In dem    Fall von Schweissmetallen  mit niedrigerer Festigkeit besteht oft ein Entwurfsmerkmal im Erzeugen  eines signifikanten Volumenanteils von Ti-basierten Einschlüssen  zum Zweck einer Kern- bzw. Keimbildung für nadelkristallförmiges  Ferrit. Für derartige Schweisskonstruktionen geringerer Festigkeit  ist ein nadelkristallförmiges Ferrit die bevorzugte Mikrostruktur  auf Grund seiner Festigkeit und Brucheigenschaften. Für die vorliegende  Erfindung besteht jedoch auf Grund der verfolgten höheren Festigkeit  ein absichtliches Merkmal darin, dass ein grosser Volumenanteil von  Einschlüssen vermieden wird, der zur Keimbildung von nadelkristallförmigem  Ferrit führt.

   An Stelle hiervon ist es vorzuziehen, eine Mikrostruktur  zu bilden, die durch Maschenmartensit dominiert ist.   Erzielen  der gewünschten Einschlussgrösse/des gewünschten Einschlussgehalts  



   Der bevorzugte niedrige Einschlussgehalt für Schweisskonstruktionen  gemäss der vorliegenden Erfindung wird durch Auswahl und Abgabe eines  geeigneten Abschirmgases erzielt sowie durch Aufrechterhalten einer  guten Schweissreinheit und durch Verwenden eines selbstverzehrenden  Schweissdrahts mit geringen Mengen an Schwefel, Phosphor, Sauerstoff  und Silizium. Die spezifische chemische Zusammensetzung des selbstverzehrenden  Schweissdrahts ist so entworfen, dass die gewünschte chemische Zusammensetzung  des Schweissmetalls erzielt wird, die wiederum auf der Grundlage  der gewünschten mechanischen Eigenschaften ausgewählt ist. Die gewünschten  mechanischen Eigenschaften hängen von dem spezifischen Containerentwurf  ab; diese Erfindung deckt einen Bereich von chemischen Zusammensetzungen  des Schweissmetalls mit der Fähigkeit zum Abdecken eines Bereichs  von Entwürfen ab.

   Bei Verwendung des Schweissverfahrens dieser Erfindung  wird das Hauptschweissmetall minimal durch das Basismaterial gelöst,  und demnach ist die chemische Zusammensetzung des    selbstverzehrenden  Schweissdrahts nahezu gleich der chemischen Zusammensetzung des Schweissmetalls,  wie hier beschrieben. Gemäss der erfindungsgemässen Schweisstechnik  wird für das Verdünnen erwartet, dass es weniger als ungefähr 15%  beträgt, jedoch oft weniger als ungefähr 10%. Für Bereiche in der  Nähe des Zentrums des Schweissmetalls wird für das Verdünnen erwartet,  dass es weniger als ungefähr 5% ist.

   Unter Verwendung irgendeines  gut bekannten Umkehr-Verdünnungs-Berechnungsverfahrens kann der mit  dem Stand der Technik Vertraute die chemische Zusammensetzung des  selbstverzehrenden Schweissdrahts für die Verwendung bei dem erfindungsgemässen  Verfahren berechnen, um die gewünschte chemische Zusammensetzung  des Schweissmetalls zu erhalten. Das Abschirmgas weist vorzugsweise  einen niedrigen CO 2 - und/oder O 2 -Gehalt auf. Bevorzugt enthält  das Abschirmgas weniger als ungefähr 10 Vol.-%, weiter bevorzugt  weniger als ungefähr 5 Vol.-%, und zudem weiter bevorzugt weniger  als ungefähr 2 Vol.-% von CO 2  und/oder O 2 . Die Hauptkomponente  des Abschirmgases ist vorzugsweise Argon; zudem enthält das Abschirmgas  vorzugsweise ungefähr 80 Vol.-% (bzw. Volumengehalt) oder mehr von  Argon, und weiter bevorzugt mehr als ungefähr 90 Vol.-%.

   Es lässt  sich Helium den Abschirmgas in Grössen von ungefähr 12 Vol.-% hinzugeben,  zum Verbessern der Bogenbetriebseigenschaften oder der Schweissraupen-Einbrandtiefe  sowie des Schweissraupenprofils. Sofern erforderlich, lassen sich  für einen spezifischen Speichercontainerentwurf Verunreinigungen  von dem Abschirmgas, die tendenziell zu einer nichtmetallischen Einschlussbildung  in dem Schweissmetall führen, wie für die mit dem Stand der Technik  Vertrauten bekannt ist, ferner durch Abgabe des Gases durch ein nano-chemisches  Filter reduzieren, eine Einrichtung, die für die mit dem Stand der  Technik des Präzisions-TIG-Schweissens Vertrauten bekannt ist.

   Um  das Erzielen eines niedrigen Schweissmetall-Einschlussgehalts in  dem Schweissmetall zu unterstützen, weisen vorzugsweise der selbstverzehrende  Schweissdraht und das Basismaterial selbst    einen niedrigen Anteil  an Sauerstoff, Schwefel und Phosphor auf. Die obigen Merkmale des  Schweissverfahrens dieser Erfindung erzeugen ein Schweissmetall,  das vorzugsweise weniger als ungefähr 150 ppm an P enthält, jedoch  weiter bevorzugt weniger als 50 ppm an P, weniger als 150 ppm an  Schwefel, jedoch weiter bevorzugt weniger als 30 ppm an Schwefel,  und weniger als ungefähr 300 ppm an Sauerstoff, jedoch weiter bevorzugt  weniger als ungefähr 250 ppm an Sauerstoff. Für bestimmte Cryo-Speichercontainerentwürfe  wird der Sauerstoffgehalt des Schweissmetalls vorzugsweise zu weniger  als ungefähr 200 ppm gesteuert. 



   Im Hinblick auf die Einschlussgrösse wird die niedrige Eingangswärme  zum Schweissen, die zum Herstellen der Schweisskonstruktionen gemäss  dieser Erfindung bevorzugt wird, so ausgewählt, dass ein begrenztes  Überhitzen und eine schnelle Abkühlrate erzielt wird, wodurch die  Wachstumszeit der Einschlüsse in dem Becken des geschmolzenen Schweissmetalls  begrenzt wird. Zusätzlich lassen sich geringe Mengen von Al, Ti und  Zr (weniger als ungefähr 0,015 Gew.-% von jedem Element) einzeln  oder in Kombination hinzufügen, zum Bilden kleiner Oxide. Diese Elemente  werden auf Grund ihrer bekannten hohen Affinität für Sauerstoff ausgewählt.  Im Hinblick auf Ti sollte die Menge dieses Elements niedrig gehalten  werden, vorzugsweise niedriger als ungefähr 0,10 Gew.-%, damit eine  zu starke Keimbildung für stängelförmiges Ferrit vermieden wird.

    Die gemäss dieser Erfindung erzeugten Einschlüsse weisen im Durchschnitt  einen Durchmesser von weniger als ungefähr 700 nm auf, jedoch bevorzugt  einen Durchmesser im Bereich von ungefähr 200 nm bis ungefähr 500  nm. Die Zahl der nichtmetallischen Einschlüsse pro Einheitsfläche,  z.B., der Oberfläche einer Scheibe des gemäss dieser Erfindung erzeugten  Schweissmetalls, die einen Durchmesser von mehr als 1000 nm aufweisen,  ist vorzugsweise niedrig, d.h. vorzugsweise niedriger als ungefähr  250 pro mm<2>.     Der Ausgleich zwischen der Vorwärme und der  Eingangswärme  



   Die PLNG-Anwendung erfordert einen hochfesten Stahl, der in gewissem  Umfang ein Vorwärmen zum Vermeiden einer Schweissrissbildung erfordern  kann. Das Vorwärmen kann die Schweissabkühlrate (höheres Vorwärmen  zum Unterstützen eines langsameren Abkühlens) ändern, und eine Aufgabe  dieser Erfindung besteht im Erzielen eines Ausgleichs zwischen dem  Vorwärmen und der Eingabe der Schweisswärme, derart, dass (1) eine  Schweissrissbildung verhindert wird und (2) eine fein gekörnte Mikrostruktur  erzeugt wird. Das Vorwärmen erzeugt vorzugsweise zwischen Raumtemperatur  und ungefähr 200 DEG C (392 DEG F). Wie jedoch für die mit dem Stand  der Technik Vertrauten bekannt, wird die spezifische Vorwärmtemperatur  vorzugsweise unter Berücksichtigung der Materialschweissbarkeit und  der Schweisswärmeeingabe gewählt.

   Die Materialschweissbarkeit lässt  sich unter Verwendung eines von mehreren Testverfahren beurteilen,  die für den mit dem Stand der Technik Vertrauten bekannt sind, beispielsweise  dem gesteuerten thermischen Härtetest, dem Y-Nuttest, oder dem Test  des Kanadischen Schweissinstituts. "Nachbildungen" können ebenso  diesem Zweck dienen, wobei Schweisskonstruktionen der tatsächlichen  Basis und Schweissmetalle unter Verwendung von möglichen Herstellungsprozeduren  verbunden werden. Die Nachbildungen weisen vorzugsweise eine ausreichende  Grösse auf, damit derjenige Umfang an Dämmung auferlegt wird, der  bei dem tatsächlichen Speicherbehälter auftritt.   Pulsierende  Energieversorgung  



   Allgemein lässt sich eine pulsierende Energieversorgung mit jedweder  Form der gasabgeschirmten Prozesse verwenden, die für die Anwendung  des erfindungsgemässen Schweissverfahrens bevorzugt sind. Verluste  im Hinblick auf die Bogenstabilität    oder Eindringfähigkeit auf  Grund der Auswahl der chemischen Zusammensetzung des Drahts/Gases  lassen sich bis zu einem bestimmten Umfang unter He-ranziehen einer  gepulsten Einlassversorgung ausgleichen. Beispielsweise in dem Fall,  in dem diese Erfindung praktisch unter Verwendung eines TIG-Schweissens  mit niedriger Eingangswärme und einem selbstverzehrenden Draht mit  niedrigem Schwefelgehalt verwendet wird, lässt sich das Schweissraupeneindringen  durch Verwendung einer pulsierenden Energieversorgung verbessern.  Bruchsteuerung  



   Wie für die mit dem Stand der Technik Vertrauten bekannt, enthalten  die Betriebsbedingungen, die bei dem Entwurf von Speichercontainern  betrachtet werden, die aus geschweisstem Stahl zum Transportieren  von komprimiertem Cryo-Fluiden konstruiert sind, neben anderen Dingen  den Betriebsdruck und die Betriebstemperatur, sowie zusätzliche Spannungen,  die wahrscheinlich auf den Stahl und die Schweisskonstruktionen ausgeübt  werden.

   Standard-Bruchmechanik-Messvorgänge wie (i) kritischer Spannungsintensitätsfaktor  (K IC ) als Messung einer ebenen Spannungs-Bruchfestigkeit und (ii)  Rissspitzen-Öffnungsversetzung (engl.: crack tip opening displacement,  CTOD), die sich zum Messen der elasto-plastischen Bruchfestigkeit  verwenden lassen, und die beide den mit dem Stand der Technik Vertrauten  bekannt sind, können zum Bestimmen der Bruchfestigkeit des Stahls  und der Schweisskonstruktionen verwendet werden.

   Es können Industriecodes  verwendet werden, die allgemein für einen Stahlstrukturentwurf akzeptierbar  sind, beispielsweise wie in der BSI-Veröffentlichung "Leitfaden für  Verfahren zum Bewerten der Akzeptanz von Defekten in schmelzgeschweissten  Strukturen" dargestellt, oft als "PD6493: 1991" bezeichnet, und zwar  zum Bestimmen der maximal zulässigen Defektgrössen für die Container  auf der Grundlage der Bruchfestigkeit von    Stahl und der Schweissung  (einschliesslich der Wärmeeinflusszone, HAZ) und den ausgeübten Spannungen  bei dem Behälter.

   Ein mit dem Stand der Technik Vertrauter kann ein  Bruchsteuerprogramm entwickeln, zum Abschwächen der Bruchinitiierung  durch (i) geeigneten Behälterentwurf zum Minimieren der ausgeübten  Spannungen, sowie (ii) geeignete Herstellungsqualitätssteuerung zum  Minimieren von Defekten, (iii) geeignete Steuerung der Lebenszykluslasten  und Drücke, die auf den Behälter ausgeübt werden, und (iv) mit einem  geeigneten Inspektionsprogramm zum zuverlässigen Detektieren von  Störungen und Defekten in einem Container. Eine bevorzugte Entwurfs-Philosophie  für Speicherbehälter, die gemäss der vorliegenden Erfindung geschweisst  werden, besteht in einem "Lecken vor dem Auftreten eines Fehlers",  wie für die mit dem Stand der Technik Vertrauten bekannt. In Bezug  auf diese Betrachtungen erfolgt hier als "Bekannte Prinzipien der  Bruchmechanik". 



   Nun folgt ein nichteinschränkendes Beispiel für die Anwendung dieser  bekannten Prinzipien der Bruchmechanik im Rahmen einer Prozedur zum  Berechnen einer kritischen Defekttiefe für eine vorgegebene Defektlänge  zum Verwenden bei einem Bruchsteuerplan zum Vermeiden einer Bruchinitiierung  in einem Druckgefäss oder -behälter. 



   Die Fig. 1B zeigt einen Defekt mit einer Defektlänge 315 und einer  Defekttiefe 310. Es wird PD6493 zum Berechnen der Werte der Darstellung  der kritischen Defektgrösse verwendet, wie sie in Fig. 1A gezeigt  ist, auf der Grundlage der folgenden Entwurfsbedingungen: 



    <tb><TABLE> Columns = 2  <tb><SEP> Behälterdurchmesser:<SEP>  4,57 m (15 Fuss) <tb><SEP> Behälterwanddicke:<SEP> 25,4 mm (1,00  Inch) <tb><SEP> Entwurfsdruck:<SEP> 3445 kPa (500 psi) <tb><SEP>  Zulässige Umfangsspannung:<SEP> 333 Mpa (48,3 ksi).  <tb></TABLE>                                                           



     Für den Zweck dieses Beispiels wird von einer Oberflächendefektlänge  von 100 mm (4 Inch) ausgegangen, beispielsweise einem axialen Defekt/Riss,  der in einer Nahtschweissung (engl.: seam weld) vorliegt. Unter Bezug  auf die Fig. 1A zeigt die Darstellung 300 den Wert für die kritische  Defektlänge als eine Funktion der CTOD-Bruchfestigkeit und einer  Restspannung, für Restspannungspegel von 15, 50 und 100% der Streckgrenze.

    Restspannungen entstehen durch das Herstellen und das Schweissen;  nach PD6493 wird die Verwendung eines Restspannungswerts von 100%  der Streckgrenze bei Schweissnähten (einschliesslich dem Schweisswärmeeinflussbereich  HAZ) empfohlen, sofern nicht die Schweissnähte entspannt werden,  und zwar unter Verwendung von Techniken bei einer Wärmebehandlung  nach dem Schweissen (engl.: post weld heat treatment, PWHT) oder  einem mechanischen Entspannen. 



   Auf der Grundlage der CTOD-Bruchfestigkeit des Druckbehälterstahls  bei der minimalen Diensttemperatur lässt sich die Behälterherstellung  so angleichen, dass die Restspannungen reduziert sind, und es lässt  sich ein Inspektionsprogramm (sowohl für die Anfangsinspektion als  auch für die Inspektion während dem Dienst) implementieren, damit  Störungen für einen Vergleich gegenüber einer kritischen Störungsgrösse  detektiert und gemessen werden. In diesem Beispiel ist dann, wenn  der Stahl eine CTOD-Festigkeit von 0,025 mm bei der minimalen Tiefsttemperatur  (gemessen unter Verwendung von Laborproben) aufweist und die Restspannungen  zu 15% der Stahlstreckgrenze reduziert sind, dann der Wert für die  kritischen Defekttiefen näherungsweise 4 mm (siehe Punkt 320 in Fig.  1A).

   Unter Heranziehung ähnlicher Berechnungsprozeduren, wie sie  für die mit dem Stand der Technik Vertrauten bekannt sind, lassen  sich kritische Defekttiefen anhand zahlreicher Defektlängen sowie  zahlreicher Defekt-geomet-rien bestimmen. Unter Verwendung dieser  Information lässt sich ein Qualitätssteuerprogramm und Inspektionsprogramm  (Techniken, detektierbare Defektabmessungen, Frequenz) so entwickeln,  dass das Detektieren von Defekten und deren Beheben vor dem Erreichen  der kritischen Defekttiefe oder vor der Anwendung der Entwurfslasten  gewährleistet ist. Auf der Grundlage veröffentlichter empirischer  Korrelationen zwischen CVN, K IC  und der CTOD-Bruchfestigkeit ist  die 0,025 mm CTOD-Festigkeit allgemein zu einem CVN-Wert von ungefähr  37 J korreliert. Dieses Beispiel soll nicht die Erfindung in irgendeiner  Weise einschränken.  Beispiele  



   Bei den folgenden Beispielen wird ein Schweissverfahren gemäss der  vorliegenden Erfindung zum Schweissen eines Basisstahls von dem Typ  verwendet, der in der ebenfalls anhängigen vorläufigen US-Patentanmeldung  beschrieben ist, die den Titel "Höchst-feste schweissbare Stelle  mit exzellenter Höchsttemperaturfestigkeit" trägt, mit einem Prioritätsdatum  vom 19. Dezember 1997 und identifiziert durch das USPTO über die  Anmeldenummer 60/068816.

   Für den Zweck dieser Beispiele enthält der  Basisstahl: 0,075 Gew.-% Kohlenstoff, 1,70 Gew.-% Mangan, 0,075 Gew.-%  Silizium, 0,40 Gew.-% Chrom, 0,2 Gew.-% Molybdän, 2,0 Gew.-% Nickel  und 0,05 Gew.-% Nb, und andere Legierungselemente in den Bereichen,  die in der Anmeldung Nr. 60/068 816 beschrieben sind, einschliesslich  einem Minimum von 0,008 Gew.-% bis ungefähr 0,03 Gew.-% Titan, von  ungefähr 0,001 Gew.-% bis ungefähr 0,05 Gew.-% Aluminium, und von  ungefähr 0,002 Gew.-% bis ungefähr 0,005 Gew.-% Stickstoff. Zusätzlich  werden Restanteile vorzugsweise im Wesentlichen in dem Basisstahl  minimiert, z.B. der Phosphor-(P)-Gehalt ist vorzugsweise niedriger  als ungefähr 0,01 Gew.-%; der Schwefel-(S)-Gehalt ist vorzugsweise  niedriger als ungefähr 0,004 Gew.-%; und der Sauerstoff-(O)-Gehalt  ist vorzugsweise niedriger als ungefähr 0,002 Gew.-%.

   Eine Stahlbramme  (engl.:    steel slab) mit dieser chemischen Zusammensetzung wird  zum Herstellen einer höchstfesten Doppelphasenstahlplatte vorbereitet,  mit einer Mikrostruktur mit ungefähr 10 Vol.-% bis ungefähr 40 Vol.-%  einer ersten Phase von im Wesentlichen 100 Vol.-% ("im Wesentlichen")  Ferrit und ungefähr 60 Vol.-% bis ungefähr 90 Vol.-% einer zweiten  Phase vorwiegend aus fein gekörntem Maschenmartensit, fein gekörnten  untere Bainit und Mischungen hiervon.

   Etwas detaillierter wird der  Basisstahl für dieses Beispiel hergestellt, indem eine Bramme der  gewünschten Zusammensetzung gebildet wird, wie oben beschrieben;  ferner durch Erwärmen der Bramme auf eine Temperatur von ungefähr  955 DEG C bis ungefähr 1065 DEG C (1750 DEG F-1950 DEG F); Warmwalzen  der Bramme zum Bilden einer Stahlplatte in einem oder mehreren Durchgängen  zum Erzielen einer Reduktion von ungefähr 30 Prozent bis ungefähr  70 Prozent in einem ersten Temperaturbereich, in dem Austenit rekristallisiert,  d.h.

   ungefähr oberhalb der T nr  Temperatur, ferner Warmwalzen der  Stahlplatte in einem oder mehreren Durchgängen zum Erzielen einer  Reduktion von ungefähr 40 Prozent bis ungefähr 80 Prozent in einem  zweiten Temperaturbereich unterhalb der T nr  Temperatur und oberhalb  ungefähr der Ar 3  Transformationstemperatur, und abschliessendes  Walzen der Stahlplatte im Rahmen eines oder mehrerer Durchgänge zum  Erzielen einer Reduktion von ungefähr 15 Prozent bis ungefähr 50  Prozent in dem zwischenkritischen Temperaturbereich unterhalb der  Ar 3  Transformationstemperatur und oberhalb der Ar 1  Transformationstemperatur.

    Die warmgewalzte Stahlplatte wird anschliessend mit einer Kühlrate  von ungefähr 10 DEG C pro Sekunde bis ungefähr 40 DEG C pro Sekunde  (18 DEG F/sec - 72 DEG F/sec) auf eine geeignete Abschreck-Stopptemperatur  (engl.: Quench Stop Temperature, QST) abgeschreckt, die vorzugsweise  unterhalb ungefähr der M s -Transformationstemperatur plus 200 DEG  C (360 DEG F) liegt, und zu diesem Zeitpunkt wird das Abschrecken  beendet. Die Stahlplatte kann nach dem Beenden des Abschreckens an  der Luft auf Umgebungstemperatur abkühlen. (Siehe das Glossar für    Definitionen der T nr  Temperatur, und der Ar 3 , Ar 1  und M  s -Transformationstemperaturen.)  Beispiel 1  



   Bei einem ersten Beispiel des Verfahrens der vorliegenden Erfindung  wird der Gasmetall-Lichtbogenschweiss-(GMAW)-Prozess verwendet, zum  Herstellen einer chemischen Zusammensetzung eines Schweissmetalls  mit Eisen und ungefähr 0,07 Gew.% Kohlenstoff, ungefähr 2,05 Gew.-%  Mangan, ungefähr 0,32 Gew.-% Silizium, ungefähr 2,20 Gew.-% Nickel,  ungefähr 0,45 Gew.-% Chrom, ungefähr 0,56 Gew.-% Molybdän, weniger  als ungefähr 110 ppm Phosphor und weniger als ungefähr 50 ppm Schwefel.  Das Schweissen erfolgt auf einem Stahl, beispielsweise dem oben beschriebenen  Basisstahl, unter Verwendung eines Argon-basierten Abschirmgases  mit weniger als 1 Gew.-% Sauerstoff. Die Schweisswärmeeingabe liegt  in dem Bereich von ungefähr 0,3 kJ/mm bis ungefähr 1,5 kJ/mm (7,6  kJ/inch bis 38 kJ/inch).

   Das Schweissen mit diesem Verfahren führt  zu einer Schweisskonstruktion mit einer Zugfestigkeit von mehr als  ungefähr 900 MPa (130 ksi), vorzugsweise mehr als ungefähr 930 MPa  (135 ksi), weiter bevorzugt mehr als ungefähr 965 MPa (140 ksi),  und zusätzlich weiter bevorzugt von mindestens ungefähr 1000 MPa  (145 ksi). Ferner führt das Schweissen mit diesem Verfahren zu einem  Schweissmetall mit einem DBTT-Wert unterhalb ungefähr -73 DEG C (-100  DEG F), vorzugsweise unterhalb ungefähr -96 DEG C (-140 DEG F), weiter  bevorzugt unterhalb von ungefähr -106 DEG C (-160 DEG F), und zudem  weiter bevorzugt unterhalb von ungefähr -115 DEG C (-175 DEG F).  Beispiel 2  



   Bei einem anderen Beispiel für das Verfahren der vorliegenden Erfindung  wird der GMAW-Prozess zum Herstellen einer chemischen Zusammensetzung  eines Schweissmetalls verwendet,    mit Eisen und ungefähr 0,10 Gew.-%  Kohlenstoff (vorzugsweise weniger als ungefähr 0,10 Gew.-% Kohlenstoff,  weiter bevorzugt von ungefähr 0,07 bis ungefähr 0,08 Gew.-% Kohlenstoff),  ungefähr 1,60 Gew.-% Mangan, ungefähr 0,25 Gew.-% Silizium, ungefähr  1,87 Gew.-% Nickel, ungefähr 0,87 Gew.-% Chrom, ungefähr 0,51 Gew.-%  Molybdän, weniger als ungefähr 75 ppm Phosphor und weniger als ungefähr  100 ppm Schwefel. Die Schweisswärmeeingabe liegt in dem Bereich von  ungefähr 0,3 kJ/mm bis ungefähr 1,5 kJ/mm (7,6 kJ/inch bis 38 kJ/inch),  und ein Vorwärmen auf ungefähr 100 DEG C (212 DEG F) wird verwendet.

    Der Schweissvorgang erfolgt auf Stahl, beispielsweise dem oben beschriebenen  Basisstahl, unter Verwenden eines Argon-basierten Abschirmgases mit  weniger als ungefähr 1 Gew.-% Sauerstoff. Das Schweissen mit diesem  Verfahren führt zu einer Schweisskonstruktion mit einer Zugfestigkeit  von mehr als ungefähr 900 MPa (130 ksi), vorzugsweise mehr als ungefähr  930 MPa (135 ksi), weiter bevorzugt mehr als ungefähr 965 MPa (140  ksi), und zudem weiter bevorzugt mindestens ungefähr 1000 MPa (145  ksi). Ferner führt das Schweissen mit diesen Verfahren zu einem Schweissmetall  mit einem DBTT-Wert unterhalb von -73 DEG C (-100 DEG F), bevorzugt  unterhalb von ungefähr -96 DEG C (-140 DEG F), weiter bevorzugt unterhalb  von ungefähr -106 DEG C (-160 DEG F), und weiter bevorzugt unterhalb  ungefähr -115 DEG C (-175 DEG F).  Beispiel 3  



   Bei einem anderen Beispiel des erfindungsgemässen Verfahrens wird  der Wolframintergasschweiss-(TIG)-Prozess zum Herstellen einer chemischen  Verbindung des Schweissmetalls verwendet, die Eisen enthält, sowie  ungefähr 0,07 Gew.-% Kohlenstoff (vorzugsweise weniger als ungefähr  0,07 Gew.-% Kohlenstoff), ungefähr 1,80 Gew.-% Mangan, ungefähr 0,20  Gew.-% Silizium, ungefähr 4,00 Gew.-% Nickel, ungefähr 0,5 Gew.-%  Chrom, ungefähr 0,40 Gew.-% Molybdän, ungefähr 0,02 Gew.-% Kupfer,  ungefähr 0,02 Gew.-% Aluminium, ungefähr 0,010 Gew.-% Titan, ungefähr  0,015 Gew.-% Zr, weniger als ungefähr 50 ppm Phosphor und weniger  als ungefähr 30 ppm Schwefel. Die Schweisswärmeeingabe liegt in dem  Bereich von ungefähr 0,3 kJ/mm bis ungefähr 1,5 kJ/mm (7,6 kJ/inch  bis 38 kj/inch), und es wird ein Vorwärmen auf ungefähr 100 DEG C  (212 DEG F) verwendet.

   Das Schweissen erfolgt auf einem Stahl wie  dem oben beschriebenen Basisstahl unter Verwendung eines Argon-basierten  Abschirmgases mit weniger als ungefähr 1 Gew.-% Sauerstoff. Das Schweissen  durch dieses Verfahren führt zu einer Schweisskonstruktion mit einer  Zugfestigkeit von mehr als ungefähr 900 MPa (130 ksi), vorzugsweise  mehr als ungefähr 930 MPa (135 ksi), weiter bevorzugt mehr als ungefähr  965 MPa (140 ksi), und zudem weiter bevorzugt mindestens ungefähr  1000 MPa (145 ksi). Ferner führt das Schweissen mit diesem Verfahren  zu einem Schweissmetall mit einem DBTT-Wert unterhalb von ungefähr  73 DEG C (-100 DEG F), weiter bevorzugt unterhalb von ungefähr -96  DEG C (-140 DEG F) , weiter bevorzugt unterhalb von ungefähr -106  DEG C (-160 DEG F) und weiterhin weiter bevorzugt unterhalb von ungefähr  -115 DEG C (-175 DEG F). 



   Ähnliche chemische Zusammensetzungen des Schweissmetalls, wie sie  in den Beispielen erwähnt sind, lassen sich unter Verwendung entweder  der GMAW oder der TIG-Schweissprozesse herstellen. Jedoch wird für  die TIG-Schweissungen erwartet, dass sie einen niedrigeren Verunreinigungsgehalt  und eine höher verfeinerte Mikrostruktur als GMAW-Schweissungen aufweisen,  und demnach eine verbesserte Niedertemperaturfestigkeit. 



   Während die vorliegende Erfindung im Hinblick auf eine oder mehrere  bevorzugte Ausführungsformen beschrieben ist, ist zu erkennen, dass  andere Modifikationen durchgeführt werden können, ohne von dem Schutzbereich  der Erfindung abzuweichen, wie in den folgenden Patentansprüchen  herausgestellt ist. Das Schweissverfahren dieser Erfindung lässt  sich im Zusammenhang mit vielen Stählen verwenden, zusätzlich zu  den höchst-festen niederlegierten Stellen, die hier beschrieben sind,  und die lediglich für den Zweck eines Beispiels vorgesehen sind.  Glossar der Begriffe:  



    <tb><TABLE> Columns = 2  <tb><SEP> Ar 1  Transformationstemperatur<SEP>  Die Temperatur, bei der die Transformation von Austenit zu Ferrit  oder zu Ferrit plus Cementit während dem Abkühlen abgeschlossen ist; <tb><SEP>  Ar 3  Transformationstemperatur<SEP> die Temperatur, bei der die  Transformation von Austenit zu Ferrit während dem Abkühlen beginnt; <tb><SEP>  BCC:<SEP> engl.: body-centered cubic bzw. körperzentrierter Raum  bzw.

   Kubus; <tb><SEP> Charpy (Charpy V-Kerb)-Zähigkeit bzw. -Festigkeit:<SEP>  die Energie in ft-lbs. oder Joule, gemessen beim Brechen einer Charpy-V-Kerbprobe; <tb><SEP>  Spaltfestigkeit:<SEP> der Widerstand von Stahl gegenüber einem Spaltbruch;  diese Eigenschaft (beispielsweise ohne Einschränkung) lässt sich  unter Verwendung des CTOD-Tests messen oder sie lässt sich unter  Verwendung des DBTT aus der Gruppe von Charpy-V-Kerbtests nachweisen; <tb><SEP>  Kühlrate:<SEP> Kühlrate bei der Mitte oder im Wesentlichen bei der  Mitte der Plattendicke; <tb><SEP> Cryo-Temperatur:<SEP> jedwede  Temperatur niedriger als ungefähr -40 DEG C (-40 DEG F); <tb><SEP>  CTOD:<SEP> Rissspitzen-Öffnungsverschiebung (engl.: crack tip opening  displacement); <tb><SEP> CVN:<SEP> Charpy-V-Kerbe; <tb><SEP> DBTT  (Sprödbruchübergangstemperatur bzw.

   DTT-Temperatur)<SEP> dient zum  Beschreiben der beiden Bruchbereiche für Baustahl bzw. Konstruktionsstahl;  bei Temperaturen unterhalb der DBTT tritt ein Fehler tendenziell  bei einem Spalt-(Spröd-)-Bruch mit geringer Energie auf, wohingehend  bei Temperaturen oberhalb der DBTT ein Fehler tendenziell bei einem  Verformungsbruch mit hoher Energie auftritt; <tb><SEP> Versetzung:<SEP>  eine lineare Unvollkommenheit in einem Kristallfeld von Atomen; <tb><SEP>  Versetzungsblockade:<SEP> ein Phänomen, bei dem ein Hindernis (beispielsweise  eine Korngrenze oder eine Ausfällung bzw. eine Absetzung) die Bewegung  von Versetzungen in einem Metall verhindert oder behindert;

   <tb><SEP>  Versetzungsanhäufung:<SEP> diese tritt dann auf, wenn mehrere Versetzungen,  die sich entlang derselben oder nahezu entlang derselben Verschiebungsebene  bewegen, in ein Hindernis laufen und sich nahe zueinander aufstapeln; <tb><SEP>  Im Wesentlichen:<SEP> im Wesentlichen 100 Vol.-%; <tb><SEP> Feinkörnige  Struktur:<SEP> dies bedeutet, dass die säulenartige bzw. stängelige  Korngrösse (Breite) vorzugsweise bei weniger als 150  mu m liegt,  und weiter bevorzugt unterhalb von ungefähr 100  mu m; ferner dass  die Voraustenit-Korngrösse vorzugsweise weniger als ungefähr 50   mu m ist, weiter bevorzugt weniger als ungefähr 35  mu m, und zudem  weiter bevorzugt weniger als 20  mu m;

   und dass die Martensit/Bainit-Paketgrösse  vorzugsweise niedriger als ungefähr 20  mu m ist, weiter bevorzugt  weniger als 15  mu m, und zudem weiter bevorzugt weniger als ungefähr  10 mm; <tb><SEP> GMAW:<SEP> Gasmetall-Lichtbogenschweissen (engl.:  gas metal arc welding); <tb><SEP> Korngrösse:<SEP> durch das Linieninterceptverfahren  bestimmte Korngrösse; <tb><SEP> HAZ:<SEP> Wärmeeinflusszone bzw.

    -bereich; <tb><SEP> Zwischenkritischer Temperaturbereich:<SEP> dieser  geht von ungefähr der Ar 3  Transformationstemperatur zu der Ar 1  Transformationstemperatur beim Abkühlen; <tb><SEP> K IC: <SEP>  kritischer Spannungsintensitätsfaktor; <tb><SEP> kJ:<SEP> Kilojoule; <tb><SEP>  kPa:<SEP> Kilopascal; <tb><SEP> ksi:<SEP> tausend Pfund pro Quadratinch; <tb><SEP>  Niedrig legierter Stahl:<SEP> ein Stahl mit weniger als insgesamt  10 Gew.-% Legierungszusätzen; <tb><SEP> Schweissen mit niedriger  Eingangswärme:<SEP> Schweissen mit Bogenenergien von vorzugsweise  innerhalb dem Bereich von ungefähr 0,3 kJ/mm bis ungefähr 2,5 kJ/mm  (7,6 kJ/inch bis 63,5 kJ/inch), jedoch bevorzugt im Bereich von ungefähr  0,5 kJ/mm bis ungefähr 1,5 kJ/mm (12,7 kJ/inch bis 38 kJ/inch);

   <tb><SEP>  Niedriger nicht-metallischer Einschlussgehalt:<SEP> die Zahl nicht-metallischer  Einschlüsse pro Einheitsbereich, z.B., der Oberfläche einer Scheibe  des erfindungsgemäss erzeugten Schweissmetalls, die grösser als ungefähr  1000 nm im Hinblick auf den Durchmesser und vorzugsweise geringer  als ungefähr 250 pro mm<2> sind; <tb><SEP> Maximal zulässige Defektgrösse:<SEP>  kritische Defektlänge und Tiefe; <tb><SEP> Mikroriss: bzw. mikroskopische  Risse<SEP> der erste Anschein einer Materialtrennung am Anfang des  Sprödbruchbeginns; <tb><SEP> Mikrospannungen:<SEP> Spannungen, die  in einem Subkornbereich im Umfeld einer einzelnen (oder einer Gruppe  von) Diskontinuität (oder Diskontinuitäten) auftritt, die beispielsweise  einen Einschluss enthalten, oder eine Ausfällung oder einen kleinen  Bereich einer zweiten Phase;

   <tb><SEP> Mikrohohlraum:<SEP> ein in  der Nähe einer Diskontinuität in einer Stahlmatrix auftretender Hohlraum,  wie ein Einschluss, eine Ausfällung oder ein kleiner Bereich einer  zweiten Phase; <tb><SEP> MPa:<SEP> eine Million Pascal; <tb><SEP>  M s  Transformationstemperatur:<SEP> die Temperatur, bei der die  Transformation von Austenit zu Martensit während dem Abkühlen startet; <tb><SEP>  ppm:<SEP> ppm, Parts per Million; <tb><SEP> Abschrecken:<SEP> im  Sinne der Beschreibung der vorliegenden Erfindung verwendet für ein  beschleunigtes Abkühlen durch jedwedes Mittel, wodurch ein auf Grund  seiner Tendenz zum Erhöhen der Abkühlrate des Stahls ausgewähltes  Fluid verwendet wird, im Gegensatz zu einer Luftabkühlung; <tb><SEP>  Abschreck-Stopptemperatur (engl.:

   Quench Stop Temperature):<SEP>  die höchste oder im Wesentlichen die höchste Temperatur, die bei  der Oberfläche der Platte nach dem Beenden des Abschreckens erreicht  wird, auf Grund einer Wärmeübertragung von der Mittendicke der Platte; <tb><SEP>  Bramme:<SEP> ein Stück von Stahl mit irgendwelchen Abmessungen; <tb><SEP>  Zugfestigkeit:<SEP> beim Zugversuch das Verhältnis der maximalen  Last zu dem ursprünglichen Querschnittsbereich; <tb><SEP> TIG Schweissen:<SEP>  Wolfram-Inertgas-Schweissen; <tb><SEP> T nr  Temperatur:<SEP> die  Temperatur, unterhalb der Austenit nicht rekristallisiert bzw. wieder  auskristallisiert; <tb><SEP> USPTO:<SEP> Patent- und Markenamt der  Vereinigten Staaten; und <tb><SEP> Schweisskonstruktion bzw.

   Schweissstelle:<SEP>  eine geschweisste Verbindung einschliesslich dem (i) Schweissmetall,  (ii) der Wärmeeinflusszone (HAZ), und (iii) dem Basismetall in der  "unmittelbaren Nachbarschaft" der Wärmeeinflusszone. Der Abschnitt  des Basismetalls, der als in der "nahen Nachbarschaft" des Wärmeeinflussbereichs  liegend angesehen wird und demnach ein Teil der Schweisskonstruktion  darstellt, variiert in Übereinstimmung mit Faktoren, die für den  für den Stand der Technik Vertrauten bekannt sind, beispielsweise  - ohne Einschränkung - der Breite der Schweisskonstruktion, der Grösse  des geschweissten Gegenstands, der Zahl von Schweissvorgängen, die  zum Herstellen des Gegenstands erforderlich sind, und der Distanz  zwischen den Schweisskonstruktionen.  <tb></TABLE>

Claims (12)

1. Verfahren zum Schweissen eines Basismetalls, derart, dass das Verfahren den folgenden Schritt enthält: (i) Schweissen unter Abschirmung eines Schutzgasschweissprozesses mit einem Argon-basierten Schutzgas und einem selbstverzehrenden Schweissdraht zum Erzeugen: (a) eines Schweissmetalls mit einer Sprödbruchübergangstemperatur von weniger als -73 DEG C (-100 DEG F) mit einer feinkörnigen körperzentrierten kubischen Kristallstruktur von mindestens 50 Volumenprozent selbsttemperiertem Maschenmartensit und weniger als 250 nicht-metallischen Einschlüssen mit einer Grösse von mehr als 1000 nm im Durchmesser pro mm<2>, gemessen an der Oberfläche einer Scheibe des Schweissmetalls, und enthaltend Eisen und die folgenden Legierungselemente: 0,06 Gew.-% bis 0,10 Gew.-% Kohlenstoff; 1,60 Gew.-% bis 2,05 Gew.-% Mangan; 0,20 Gew.-% bis 0,32 Gew.-% Silizium;
1,87 Gew.-% bis 6,00 Gew.-% Nickel; 0,30 Gew.-% bis 0,87 Gew.-% Chrom; und 0,40 Gew.-% bis 0,56 Gew.-% Molybdän; und (b) eine Schweisskonstruktion mit einer Zugfestigkeit von mehr als 900 MPa (130 ksi).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schweissmetall ferner mindestens ein Additiv enthält, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus 0 Gew.-% bis 0,30 Gew.-% Kupfer, 0 Gew.-% bis 0,020 Gew.-% Aluminium; 0 Gew.-% bis 0,015 Gew.-% Zirkon und 0 Gew.-% bis 0,010 Gew.-% Titan.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schutzgasschweissprozess bei einer Eingangswärme in den Bereich von 0,5 kJ/mm bis 1,5 kJ/mm (12,7 kJ/inch bis 38 kJ/inch) erfolgt.
4.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schutzgasschweissprozess ein Gasmetall-Lichtbogenschweissen ist, und dass das Schweissmetall Eisen enthält, sowie 0,07 Gew.-% Kohlenstoff, 2,05 Gew.-% Mangan, 0,32 Gew.-% Silizium, 2,20 Gew.-% Nickel, 0,45 Gew.-% Chrom, 0,56 Gew.-% Molybdän, weniger als 110 ppm Phosphor und weniger als 50 ppm Schwefel.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schutzgasschweissprozess bei einer Eingangswärme in den Bereich von 0,3 kJ/mm bis 1,5 kJ/mm (7,6 kJ/inch bis 38 kJ/inch) erfolgt.
6.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schutzgasschweissprozess ein Gasmetall-Lichtbogenschweissvorgang ist, und dass das Schweissmetall Eisen enthält, sowie 1,60 Gew.-% Mangan, 0,25 Gew.-% Silizium, 1,87 Gew.-% Nickel, 0,87 Gew.-% Chrom, 0,51 Gew.-% -Molybdän, weniger als 75 ppm Phosphor, weniger als 100 ppm Schwefel und weniger als 0,10 Gew.-% -Kohlenstoff.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schutzgasschweissprozess mit einem Argon-basierten Schutzgas mit weniger als 1 Gew.-% Sauerstoff erfolgt.
8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schutzgasschweissprozess mit einer Eingangswärme in dem Bereich von 0,3 kJ/mm bis 1,5 kJ/mm (7,6 kJ/inch bis 38 kJ/inch) erfolgt.
9.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schutzgasschweissprozess ein Wolfram-Inertgas-Schweissen ist, und dass das Schweissmetall Eisen enthält, sowie 1,80 Gew.-% Mangan, 0,20 Gew.-% Silizium, 4,00 Gew.-% Nickel, 0,5 Gew.-% Chrom, 0,40 Gew.-% Molybdän, 0,30 Gew.-% Kupfer, 0,02 Gew.-% Aluminium, 0,010 Gew.-% Titan, 0,015 Gew.-% Zirkon, weniger als 50 ppm Phosphor, weniger als 30 ppm Schwefel und weniger als 0,07 Gew.-% Kohlenstoff.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Schutzgasschweissprozess mit einer Eingangswärme in dem Bereich von 0,3 kJ/mm bis 1,5 kJ/mm (7,6 kJ/inch bis 38 kJ/inch) und einem Vorwärmen bei 100 DEG C (212 DEG F) erfolgt.
11.
Schweisskonstruktion, hergestellt nach einem Verfahren entsprechend einem der Ansprüche 1 bis 10, durch Schweissen von mindestens 2 Rändern eines Basismetalls unter Einsatz eines Schutz-gasschweissprozesses, sowie einem Argon-basierten Schutzgas, und einem selbstverzehrenden Schweissdraht, derart, dass die Schweisskonstruktion eine Zugfestigkeit von mindestens 900 MPa (130 ksi) aufweist, und enthält:
(i) ein Schweissmetall mit einer Sprödbruchübergangstemperatur von weniger als -73 DEG C (-100 DEG F) und mit einer fein gekörnten körperzentrierten kubischen Kristallstruktur mit mindestens etwa 50 Volumenprozent selbsttemperiertem Maschenmartensit und weniger als 250 nicht-metallischer Einschlüsse von einer Grösse mehr als 1000 nm im Durchmesser pro mm<2>, gemessen an einer Oberfläche einer Scheibe des Schweissmetalls, und ferner enthaltend Eisen, sowie die folgenden Legierungselemente: 0,06 Gew.-% bis 0,10 Gew.-% Kohlenstoff; 1,60 Gew.-% bis 2,05 Gew.-% Mangan; 0,20 Gew.-% bis 0,32 Gew.-% Silizium; 1,87 Gew.-% bis 4,00 Gew.-% Nickel; 0,30 Gew.-% bis 0,87 Gew.-% Chrom; und 0,40 Gew.-% bis 0,56 Gew.-% Molybdän; (ii) eine Wärmeeinflusszone; und (iii) Abschnitte des Basismetalls in der unmittelbaren Nähe der Wärmeeinflusszone HAZ.
12.
Schweisskonstruktion nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Schweissmetall ferner mindestens einen Zusatz enthält, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus 0 Gew.-% bis 0,30 Gew.-% Kupfer, 0 Gew.-% bis 0,020 Gew.-% Aluminium; 0 Gew.-% bis 0,015 Gew.-% Zirkon und 0 Gew.-% bis 0,010 Gew.-% Titan.
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