XXVI. Hegesztési konferencia

1. XXVI. Hegesztési konferencia A vonalenergia optimális tartománya nemesített nagyszilárdságú acélok hegesztésekor Gáspár Marcell Gyula PhD hallgató Dr. Balogh András egyetemi docens Miskolci Egyetem

2. Előadás felépítése • Nagyszilárdságú acélok alkalmazása • Nagyszilárdságú acéltípusok • Hegesztési kihívások • Technológiai eszközök a kívánt kötéstulajdonságok biztosítására • Hegesztési kísérletek a vonalenergia optimális tartományának vizsgálatára • Következtetések

3. Nagyszilárdságú acélok alkalmazása • Szelvényméretek csökkentése • Súlycsökkentés • Üzemanyag megtakarítás • Gazdasági szempont • Környezetvédelmi szempont • Fajlagosan nagyobb anyagköltség • Alapanyag • Hozaganyag • Tervezési kihívások • Hegesztési kihívások

4. Nagyszilárdságú acélok alkalmazása

5. Nagyszilárdságú acéltípusok

6. Nagyszilárdságú acéltípusok Vizsgálat tárgya: S960Q

7. Hegesztési kihívások HHÖ felkeményedése és kilágyulása Keménység [HV] V Hhö Aa Pozíció [mm]

8. Hegesztési kihívások • Hidrogén okozta repedések s > 30 mm felett hidrogéncsökkentő hőkezelés • Edződési repedések • Karbonegyenérték (IIW): • S960Q esetén: 0,55 < CEV [%] <0,65

9. Technológiai követelmények • Előmelegítés alkalmazása • Szabályozott vonalenergia • t8,5/5 tartomány betartása • 6-10 s (5-15 s)

10. Hegesztési munkaterület

11. Technológiai eszközök a kívánt kötéstulajdonságok biztosítására • Hegesztéstechnológia tervezése • Paraméterek meghatározása (pl. WELDCALC) • Végeselemes szimuláció a hegesztésben (SYSWELD, VISUALWELD) • Minőségbiztosítás a gyártás során • Hőfolyamatok ellenőrzése (termoelemes mérőműszer a hűlési idő ellenőrzésére) • Folyamatfelügyelő rendszerek (WELDQAS)

12. Hegesztési kísérletek • Alapanyag: WELDOX960 (S960QL), s=15 mm • Hozaganyag: Union X96 (G895MMn4Ni2,5CrMo), d=1,2 mm • Védőgáz: Corgon 18 (M21) • Eljárás: VFI 135, PA pozíció, egyoldali „V” varrat

13. Hegesztési kísérletek - paraméterek I. hegesztési próba: II. hegesztési próba:

14. Hegesztési kísérletek - Makrofelvétel I. hegesztési próba II. hegesztési próba

15. Hegesztési kísérletek - Szakítóvizsgálat

16. Hegesztési kísérlet - Keménységvizsgálat • Koronaoldal

17. Hegesztési kísérletek - Keménységvizsgálat • Gyökoldal

18. Következtetések • A kívánt kötéstulajdonságokat tudatos technológiai tervezéssel (korlátozott vonalenergia, t8,5/5), a hegesztési paraméterek szigorú betartásával biztosítani lehet (technológiai fegyelem, folyamatfelügyelő rendszerek). • A hegesztéstechnológia tervezését a t8,5/5 hűlési idők optimális tartományának betartásával célszerű elvégezni. • Az alapanyaggyártói ajánlásoktól (5-15 s) szűkebb hűlési időtartományt (6-10 s) célszerű alkalmazni. • Az S960Q-ra vonatkozó 6-10 s hűlési idők felső határa esetén nem megengedhető kilágyulás következik be a hőhatásövezetben, különösen vastagabb szelvények esetén a többsoros hegesztés miatt. • A vonalenergia értékét a lehető legalacsonyabb értéken, 600-700 J/mm környékén célszerű tartani, ami a hűlési idő optimális tartományának alsó részéhez közeli hűlési időket eredményez. • Többsoros varratfelépítés esetén jelentős szilárdságcsökkenés a gyökoldal megeresztődése miatt.

19. Irodalomjegyzék [1] Balogh, A.; Török, I.; Gáspár, M.; Juhász, D.: Present state and future of advanced high strength steels, Production Processes and Systems, University of Miskolc, 2012 [2] Gáspár, M.; Balogh, A.: Experimental Investigation on the Effect of Controlled Linear Energy Applied to the Welding of High Strength Steels, microCAD, Miskolc, 2012 [3] Gáspár Marcell, Balogh András: Nagyszilárdságú acélok hegesztéstechnológiájának fejlesztése a hűlési idő elemzésével, Doktoranduszok Fóruma, Miskolc, 2011, p.: 54-59 [4] Komócsin Mihály: Nagyszilárdságú acélok és hegeszthetőségük, Hegesztéstechnika, 2002/1, pp. 5–9 [5] Sas Illés: Növelt folyáshatárú acélok hegesztésének gyakorlati tapasztalatai a Ruukki Zrt- ben, Cloos Szimpózium, BMF, 2009 [6] Kovács Mihály: Nagyszilárdságú finomszemcsés szerkezeti acélok hegesztése, Hegesztéstechnika, III. évf. 1992. 3.sz. 14-16.old [7] Balogh, A.; Kirk, S., Görbe, Z.: Role of cooling time when steels to be welded requires controlled heat input, GÉP, L. évfolyam, 1999 [8] Szunyogh László: Hegesztés és rokontechnológiák kézikönyv, Gépipari Tudományos Egyesület, Budapest, 2007

20. Köszönöm a megtisztelő figyelmüket! A cikk a TÁMOP-4.2.1.B-10/2/KONV-2010-0001 jelű projekt részeként – az Új Magyarország Fejlesztési Terv keretében – az Európai Unió támogatásával, az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával valósult meg. A hegesztési kísérletekhez szükséges anyagokat a RUUKKI Tisza Zrt. biztosította, a kísérleteket pedig a Froweld Kft.-nél végeztük el.