Comparative study of toughness between the AH 40 fatigue crack arrester steel and its weld metal in the case of robotic metal-cored arc welding

2018 ◽  
Vol 99 (5-8) ◽  
pp. 1183-1194
Author(s):  
M. E. Kazasidis ◽  
D. I. Pantelis ◽  
E. V. Chatzidouros ◽  
V. D. Bougiouri
Keyword(s):  
Fatigue Crack ◽  
Comparative Study ◽  
Weld Metal ◽  
Arc Welding ◽  
Crack Arrester

Investigation of metal cored arc welded FCA (fatigue crack arrester) steel in terms of microstructure, toughness and tensile properties

2018 ◽  
Author(s):  
Εμμανουήλ-Μάριος Καζασίδης
Keyword(s):  
Fatigue Crack ◽  
Tensile Properties ◽  
Arc Welding ◽  
Crack Tip ◽  
Crack Tip Opening Displacement ◽  
Opening Displacement ◽  
Crack Arrester ◽  
Crack Tip Opening ◽  
Welding Technique

Η παρούσα διδακτορική διατριβή αποσκοπεί στη μελέτη συγκολλήσεων ελασμάτων χάλυβα τύπου ΑΗ-40 FCA (Fatigue Crack Arrester), πάχους 13 mm, οι οποίες πραγματοποιήθηκαν με τη μέθοδο τόξου κοίλου ηλεκτροδίου με πυρήνα μεταλλικής σκόνης (Μetal Cored Arc Welding technique-MCAW). Η συγκεκριμένη μέθοδος συγκόλλησης επιλέχθηκε επειδή συνίσταται σε αυτοματοποιημένες διαδικασίες συγκόλλησης και ιδιαίτερα με πολλαπλά περάσματα καθώς δεν απαιτεί ενδιάμεσο καθαρισμό σκωρίας (σε αντίθεση με την FCAW). Κατά συνέπεια, οι συγκολλήσεις πραγματοποιήθηκαν με χρήση ρομποτικού μηχανισμού προκειμένου να εξασφαλιστεί η επαναληψιμότητα και η ακρίβεια των πειραματικών δοκιμών.Η διαδικασία που ακολουθήθηκε για τη μελέτη των συγκολλήσεων του χάλυβα AH-40 FCA περιλαμβάνει την εκτέλεση προπαρασκευαστικών-διερευνητικών πειραμάτων, τη διαδικασία βελτιστοποίησης ως προς τη μικροδομή και των ιδιοτήτων ένταντι εφελκυστικής φόρτισης, τη μελέτη της δυσθραυστότητας καθώς και την κατασκευή αναλυτικού μοντέλου. Πιο συγκεκριμένα: Aρχικά καθορίστηκε το εύρος των συνθηκών συγκόλλησης. Η σχετική μελέτη πραγματοποιήθηκε μέσω της διεξαγωγής μεμονωμένων στρώσεων μετάλλου στην επιφάνεια των χαλύβδινων ελασμάτων. Τα πειραματικά αποτελέσματα σε συνδυασμό με τη βιβλιογραφική ανασκόπηση, καθόρισαν το εύρος των εντέλει χρησιμοποιηθησών ρυθμών εισαγωγής θερμότητας (0.5-2.5 kJ/mm με βήμα 0.5 kJ/mm). Στη συνέχεια, η βελτιστοποίηση της συγκόλλησης πραγματοποιήθηκε βάσει των αποτελεσμάτων του μικροδομικού χαρακτηρισμού και των δοκιμών εφελκυσμού εγκαρσίως της διεύθυνσης συγκόλλησης. Σε αυτό το στάδιο τα παρακάτω κριτήρια καθορίστηκαν ως κρίσιμα για την επίτευξη της βέλτιστης συγκολλητής δομής:- Έκταση θερμικά επηρεασμένης ζώνης (η ελαχιστοποίηση του πλάτους της είναι επιθυμητή). Χρήση στερεοσκοπίου.- Ομοιογένεια των μικροδομικών συστατικών μεταξύ της θερμικά επηρεασμένης ζώνης, της ζώνης τήξης και του μετάλλου βάσης (η μέγιστη ομοιογένεια είναι επιθυμητή). Χρήση οπτικής μικροσκοπίας, ηλεκτρονικής μικροσκοπίας σάρωσης.- Κατανομή μικροσκληρομετρήσεων (ομαλή κατανομή είναι επιθυμητή, πλησιέστερη στη τιμή αναφοράς, δηλαδή στη μικροσκληρότητα του μετάλλου βάσης). Χρήση της μεθόδου Vickers.- Όριο διαρροής της συγκόλλησης (επιθυμητή η μεγιστοποίηση του ορίου διαρροής). Δοκιμή εφελκυσμού εγκαρσίως της διεύθυνσης συγκόλλησης- Αντοχή σε εφελκυσμό (επιθυμητή η μεγιστοποίηση της αντοχής). Δοκιμή εφελκυσμού εγκαρσίως της διεύθυνσης συγκόλλησης.-Επιμήκυνση θραύσης ως δείκτης της ολκιμότητας (επιθυμητή η μεγιστοποίησης της επιμήκυνσης). Δοκιμή εφελκυσμού εγκαρσίως της διεύθυνσης συγκόλλησης. Έπειτα, η μελέτη επικεντρώθηκε στη διερεύνηση της βέλτιστης συγκόλλησης και πιο συγκεκριμένα στην περιοχή που παρουσιάζει τη μέγιστη υποβάθμιση των μηχανικών ιδιοτήτων. Σε αυτήν πραγματοποιήθηκαν δοκιμές με χρήση προρωγματωμένων δοκιμίων για τη μέτρηση της δυσθραυστότητας με τις μεθόδους Charpy V-notch και CTOD (Crack tip opening displacement).Παράλληλα με την πειραματική διαδικασία πραγματοποιήθηκε η ανάπτυξη ενός αιτιοκρατικού αναλυτικού μοντέλου το οποίο χρησιμοποιεί ρητές-μαθηματικές εξισώσεις με διττό στόχο: την πρόβλεψη του εμβαδού της περιοχής ενίσχυσης ενός κορδονιού ευθείας ραφής, καθώς και του απαιτούμενου αριθμού κορδονιών σε μία συγκόλληση με πολλαπλά περάσματα. Η αξιοπιστία των προβλεπόμενων αποτελεσμάτων και η επαναληψιμότητα του μοντέλου επιβεβαιώθηκαν πειραματικά.

Fatigue crack growth rates on the weld metal of high heat input submerged arc welding

2019 ◽  
Vol 119 ◽  
pp. 43-51 ◽  
Author(s):  
Luiz Henrique Soares Barbosa ◽  
Paulo José Modenesi ◽  
Leonardo Barbosa Godefroid ◽  
Ariel Rodriguez Arias
Keyword(s):  
Fatigue Crack ◽  
Fatigue Crack Growth ◽  
Weld Metal ◽  
Heat Input ◽  
Arc Welding ◽  
High Heat ◽  
Submerged Arc Welding ◽  
High Heat Input ◽  
Crack Growth Rates ◽  
Submerged Arc

A comparative study of fatigue crack closure

1977 ◽  
Author(s):  
J. RUEPING ◽  
B. HILLBERRY ◽  
S. METTLER ◽  
W. STEVENSON
Keyword(s):  
Fatigue Crack ◽  
Comparative Study ◽  
Crack Closure ◽  
Fatigue Crack Closure

scholarly journals Research of nanoscale titanium carbides influence on the structure and properties of weld metal in automatic submerged arc welding

2018 ◽  
Vol 226 ◽  
pp. 03029
Author(s):  
Nikolay V. Kobernik ◽  
Alexander S. Pankratov
Keyword(s):  
Titanium Carbide ◽  
Weld Metal ◽  
Weld Pool ◽  
Arc Welding ◽  
Submerged Arc Welding ◽  
Structure And Properties ◽  
Cored Wire ◽  
Average Value ◽  
Submerged Arc ◽  
Primary Crystals

The influence of nanoscale refractory titanium carbide particles on the structure and properties of weld metal in automatic submerged arc welding is considered. Composite granules based on nickel were used to introduce the compound into the composition of the weld pool. Two schemes for introducing granules into the weld pool were tested, characterized by different temperature conditions: to the head part of the welding pool with the help of “ligature” and to the tail section with the help of additional filler wire. The prospects of introducing nano-sized titanium carbide into the tail part of the weld pool as part of a flux-cored wire are shown. With this method, the structure of the weld metal is observed to modify: the average size of the primary crystals of the weld metal is reduced by almost 50%. At the same time, the value of the toughness of the weld metal increases: the average value of this index increases by 36%. When titanium carbide is introduced as part of the “ligature” into the head of the weld pool, despite the effect of modifying (reducing the width of the primary crystals by 30%), the average value of the toughness of the weld metal decreases.

scholarly journals Effects of robotic CO2 arc welding variables on penetration and microstructure of weld in C-80 grade steel

2010 ◽  
Vol 7 (1) ◽  
pp. 67-75
Author(s):  
Hamid Reza Ghazvinloo ◽  
Abbas Honarbakhsh-Raouf ◽  
Nasim Shadfar
Keyword(s):  
Weld Metal ◽  
Cross Sections ◽  
Arc Welding ◽  
Welding Process ◽  
Welding Current ◽  
Residual Austenite ◽  
Martensite Phase ◽  
Optical Observations ◽  
Bead Geometry ◽  
Steel Joints

Generally, the quality and properties of a weld joint is strongly influenced by welding variables during process. In order to achieve an ideal weld, it is important attention to bead geometry and microstructure evolution of weld metal. The effect of process variables on penetration and microstructure of C-80 steel joints produced by robotic CO2 arc welding was studied in present work. Different samples were produced by employing arc voltages of 23, 25 and 27 V, welding currents of 100, 110 and 120 A and welding speeds of 42, 62 and 82 cm/min. After welding process, geometric measurements were performed on welding specimens and the microstructural evolutions were investigated by optical observations of the weld cross sections. Results were clearly illustrated that increasing in welding current or arc voltage increases the depth of weld penetration. The highest penetration in this research was observed in 62 cm/min welding speed. The metallographic examinations also indicated that the microstructure of weld metal in all of specimens was composed mainly of martensite (M) and residual austenite (A) phases that a portion of martensite phase had been tempered.

Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document