NO814417L - Sveisemateriale - Google Patents

Description

Den her beskrevne oppfinnelse angår nye, molybden-fattige sveisematerialer som ved termisk etterbehandling gir en lav reduksjon i skårslagarbeidet ifølge DIN 50 115.

Innen litteraturen i de siste 10 år er forskjellige publikasjoner blitt kjent som beretter om anvendelse av Ti-B-legerte sveisematerialer.

Fordelen ved slike Ti-B-legerte sveisematerialer beror spesielt på anvendbarheten for tykke ett- til trelagssveis-inger med høy varmetilførsel, dvs. ved underpulver- og elektroslaggsveisinger. Sveisegods av slike tråder ga en spesielt gunstig mikrostruktur med høye andeler av nåleformet ferritt og små andeler av proeutektoid ferritt. Dette fører igjen til slike høye skårslagverdier ved lave temperaturer som spesielt i forbindelse med ett-lagssveisinger med klassiske sveisematerialer ikke kan oppnås.

Virkningsmåten for Ti+B-til-legeringen kan forklares

som følger: dannelsen av TiN tillater at oppløst B utskilles ved austenittkorngrensene fordi dannelsen av BN blir under-trykket. B-utskillelsen reduserer på sin side korngrense-energien og undertrykker dermed dannelsen av proeutektoid ferritt. Dessuten danner TiN sammen med forskjellige oxyder kjerner for dannelse av nåleformet ferritt. Dermed danner vel avbalanserte mengder av Ti+B en jevn struktur med fin-delt nåleformet ferritt.

Alle sveisematerialer av denne type som hittil har

vært markedsført, har en sammensetning

C - Mn - Si - Mo - Ti - B

som legeringsbasis,

Litteraturoversikt: se Masumoto IIW-Doc. XII 69 4-79

I praksis oppviser Mn-Mo-Ti-B-legert sveisegods (type B) den egenskap som hittil ikke er blitt iakttatt innen sveise-teknikken, at ett-lagssveisinger gir bedre skårslagseighets-verdier enn flerlagssveisinger.

Strukturen som er blitt utsatt for kornomvandling på grunn av påfølgende sveiserifler, oppviser dårligere skårslagverdier enn en struktur som ikke er blitt utsatt for noen termisk etterbehandling.

De nedenstående tre tabeller viser:

Tabell 1.1: Den kjemiske sammensetning for seks undersøkte sveisegods (innbefattet grunnmaterialet) av typen B ifølge teknikkens stand.

Tabell 1.2: Resultatene av strekkforsøk ifølge DIN 50145 med de ovennevnte prøver.

Tabell 1.3: Resultatene av skårslagarbeidet ifølge DIN 50115 for de samme prøver.

Reduksjonen i skårslagarbeidet ved flerlagsveisinger er tydelig.

Av de vedføyede tegninger viser Fig. 1 sammenhengen mellom prøvene 1-6 ifølge denne tabell og sømtilberedningene og lagtallet.

Det samme gjelder' også for sveisesømmer som er blitt utsatt for en såkalt spenningsfattig gløding (550-640°C, holdetid 2 min./mm blikktykkeIse).

Ved spenningsfattig gløding bør det bemerkes at rifler med primær struktur utsettes for en tydelig reduksjon i skårslagfasthet og at rifler med kornomvandlet struktur utsettes for et ennu mer utpreget fall i skårslagfastheten.

De følgende to tabeller viser:

Tabell 2.1: Informasjon angående skårslagbøyeforsøk ifølge DIN 50 115 (uglødet).

Tabell 2.2: Tilsvarende informasjon for glødet tilstand.

Av de vedføyede tegninger er på Fig. 2 hhv. på Fig. 3 de tilsvarende sveiseanlegg og dessuten resultatene av de ovennevnte skårslagbøyeforsøk vist.

Dette overensstemmer med den allerede i lang tid kjente forekomst at Mo-legert sveisegods gir dårligere skårslagverdier ved spenningsgløding ved lave temperaturer enn i sveisetiIstand.

Denne iakttagelse gjelder også for tandem-sveisinger

med to eller tre tråder, hvor den påfølgende tråds lysbue varmepåvirker den første rifles primærstruktur ved for store "trådavs tander. Også her kan dårligere skårslagverdier iakttas enn ved meget små trådavstander hvor begge tråder gir et eneste sveisebad.

I den senere tid er også rapporter blitt publisert som arbeider med legeringsbasisen C - Mn - Si - Ti - B, men det fremgår også av disse rapporter at i dette tilfelle må sveisegodset tilfredsstille spesielt snevre toleranser hva gjelder innholdet av Ti, B, N og 0 for å kunne oppnå de mekaniske fordelaktige verdier for de Mo-holdige sveisematerialer. Spesielt er Ti-innholdet her viktig, da dette element har til oppgave å tilveiebringe den optimale mikrostruktur med høyt innhold av nåleformet ferritt. For de Mo-legerte sveisematerialer overtar Mo denne oppgave uten

at innholdet av dette må holdes innen meget snevre grenser.

Det har nu overraskende kunnet fastslås at sveisematerialer som gir sveisegods av analysetypen C-Mn-Si-Cr-Ti-B (A2) og C-Mn-Si-Cr-Mo-B-Ti (A3) (idet i det sistnevnte tilfelle innholdet av Mo er blitt tydelig minsket sammenlignet med de hittidige sveisematerialer), oppviser_ vesentlig gunstigere seighetsegenskaper efter en varmebe-handling enn sveisematerialer med sveisegods av typen C-Mn-Si-Mo-Ti-B (type B), ifølge teknikkens stand.

Sveisematerialene ifølge oppfinnelsen er angitt i krav l's og krav 2's karakteriserende deler.

Varmebehandlingen gjelder her både ekte etterbehandlinger og spenningsfattig gløding eller anløpning og etterbehandlinger av strukturen ved senere påførte sveiserifler.

Dette er så meget mer overraskende som det hittil knapt er kjent Mn-Cr-legert sveisegods ved underpulver-, inertgass-og elektrodehåndsveising. Dessuten oppviser slikt sveisegods bare en øket strekkfasthet ved forhøyede temperaturer.

De nedenstående tabeller viser:

Tabell 3.1: Analyse og anlegg for strekkforsøk ifølge

DIN 50 145 og for skårslagforsøk ifølge DIN 50 115 for et sveisemateriale av typen A2 ifølge oppfinnelsen.

Tabell 3.2.: Tilsvarende informasjon for et sveisemateriale av typen A3 ifølge oppfinnelsen.

De tilsvarende resultater er. vist på Fig. 4 og 5.

Den lave reduksjon i■skårslagseighetsverdiene fremgår tydelig.

De nye sveisematerialer ifølge oppfinnelsen med sveisegodset av typen C-Mn-Si-Cr-Ti-B (type A2) og C-Mn-Si-Cr-Mo-Ti-B med redusert Mo-innhold (type A3) viser også de følgende fordeler sammenlignet med C-Mn-Si-Mo-Ti-B-typene (B-typer): - Bedre skårslagverdier i stilling - motstilling - sveisinger ved lavere temperaturer.

- Bedre skårslagverdier ved flerlagsveising.

- Bedre skårslagverdier ved tandem-sveisinger med trådavstander større enn 20 mm. - Bedre skårslagverdier efter spenningsfattig gløding ved

stillings-motstillingssveisinger og flerlagsveisinger.

- Om ønsket lavere strekkfasthethet for sveisegodset da det anvendte Cr virker mindre fasthetsøkende enn Mo.

De foreliggende resultater ble fortrinnsvis oppnåd ved hjelp av underpulversveising. Første forsøk med andre sveiseprosesser har vist at slike sveisetilsetningsmateri-aler også kan anvendes ved elektroslagg-elektrogass- og inertgassveising og også da oppvise de beskrevne fordeler. Dessuten begrenser anvendelsen av slike sveisematerialer seg ikke bare til tråder (fylte tråder eller massive tråder), men de kan også fremstilles i form av fylte bånd (for underpulver- og elektroslaggsveising). Også fremstilling av metallpulvertilslag for underpulver-^og elektroslaggsveising innenfor de angitte analysetoleranser er mulig.

Claims (3)

1. Sveisemateriale i form av f.eks. elektroder, sveisetråder, fylte bånd eller metalliske pulvertilslag for f.eks. elektrodehåndsveising, underpulver-elektroslagg-elektrogass-eller inertgassveising, karakterisert ved at det gir et rent sveisegods med de følgende analysegrenser: C : 0,01 til 0,15 vekt% Mn : 0,7 til 1,8 vekt% Si : 0,05 til 0,6 vekt* Cr : 0,01 til 1,0 vekt% Mo : 0,05 til 0,4 vekt% Ti : 0,01 til 0,03 vekt% B : spor til 0,01 vekt% idet summen av Cr + Mo ikke er større enn 1,2 vekt%.

2. Sveisemateriale ifølge krav 1, karakterisert ved at det gir et rent sveisegods med følgende analysegrenser: C : 0,01 til 0,15 vekt% Mn : 0,7 til 1,6 vekt% Si : 0,05 til 0,6 vekt% Cr : 0,1 til 0,8 vekt% Mo : maks. 0,1 vekt% Ti : 0,01 til 0,03 vekt%. B : spor til 0,01 vekt%.

3. Sveisemateriale ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at det gir et rent sveisegods som i sin struktur oppviser minst 70 overflateprosent av nåleformet ferritt og som ved.termisk etterbehandling gir ingen eller bare en liten reduksjon i skårslagarbeidet ifølge DIN 50115.