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Klassifizierung, Produktionsprozess und mechanische Eigenschaften von nahtlosen Stahlrohren
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Die Wirksamkeit von Schweißverbindungen hängt in erster Linie von der Aufschmelzung des Grundmetalls ab, minimale Hitze- betroffene Zone (MACHEN) und geringere Eigenspannungen. Die Schwere thermomechanischer E®ekte, z. Schweißschwund und Eigenspannungen werden durch die Engspaltschweißtechnik deutlich minimiert- nique gegenüber dem traditionellen Schweißen. Diese Arbeit beschreibt das Schweißen von A333 Grade 3 Stahlrohre durch die Anwendung von GMAW- und PGMAW-Techniken. Die Analyse wird durchgeführt, um die Auswirkungen von Rillendesigns auf Restspannung und Querschrumpfung zu erfassen. Die für die Analyse verwendeten Prozessparameter sind Spannung, Strom und Schweißgeschwindigkeit. In dieser Arbeit, Das Design mit schmalen Rillen unter Verwendung des PGMAW-Prozesses kann die Anzahl der Durchgänge und die Fläche der Schweißablagerung um 35–40 % des Volumens reduzieren. Bei PGMAW, Bei einer schmalen Nut wird im Vergleich zur herkömmlichen V-Nut-Technik eine Verringerung der Eigenspannungen beobachtet. Die Ergebnisse werden durch metallurgische und mechanische Untersuchung von Schweißverbindungen validiert. Diese Arbeit wird anderen Forschern helfen, unterzugehen- widerstehen dem Effekt des Engspaltschweißens mit einer optimalen Anzahl von Stichen für dicke Rohre.
Schlüsselwörter: Querschrumpfung; PGMAW; Eigenspannungen; MACHEN; schmales Rillendesign; A333-Stahl.
1. Einführung
Baustahlrohre unterschiedlicher Dicke sind finanziell zugänglich und haben einen breiten Anwendungsbereich bei der Entwicklung innovativer Strukturen. Die mechanischen Eigenschaften dieser Stähle hängen hauptsächlich von der chemischen Zusammensetzung der Bestandteile ab. A333,
*Korrespondierender Autor.Grad 3 Rohre haben eine hervorragende Formbarkeit und Schweißbarkeit. Diese Legierungen haben eine hohe Streckgrenze und Zugfestigkeit, d.h. 240 und 450 MPa, bzw.. Nach amerikanischen Rohrleitungsprodukten, A333-Stahl eignet sich gut für Niedertemperaturanwendungen.1
Schweißen wird hauptsächlich in der Bau- und Rohrleitungsindustrie eingesetzt. Schweißnähte sind aufgrund thermischer Zyklen beim Schweißen einer starken Restverformung ausgesetzt.2–4 Die Restspannungen verursachen viele Probleme, wie z. B. Risse, Leistungsabfall, Schrumpfung und weniger Festigkeit.5 Daher, Es ist notwendig, die Schrumpfung zu messen und
damit verbundene Restspannungen, die während des Schweißens entstehen.6 Außerdem, es gibt ein re-
Anforderung, eine geeignete Schweißtechnik zur Minimierung von Eigenspannungen in der Schweißnaht zu entwickeln.
Gängige Verfahren zum Schweißen dicker Rohre sind SMA, FSW, TIGW- und Schutzgasschweißen (GMAW). Diese Prozesse beeinflussen den Wärmezyklus der Schweißnaht, Menge der Schweißablagerung, Abschirmumgebung und die verschiedenen Schweißparameter.7–9 Das PGMAW-Verfahren wurde erstmals Ende der 80er Jahre verwendet und bietet eine bessere Kontrolle des Lichtbogens für einwandfreie Schweißnähte.10,11 Eine bessere Kontrolle des Lichtbogens beim MSG-Verfahren ist auf den Spitzenstrom zurückzuführen (IBasisstrom (Ib ), Frequenz (f ), Spitzenpulsdauer (tp ), Grundstromdauer (tb ),
etc.. Diese Parameter sorgen für einen vergleichsweise geringen Wärmeeintrag. Ein dimensionsloser Schlüsselfaktor Ø ¼½ðIb =Ip Þf *tb ] dient zur Beeinflussung der Pulscharakteristik.9,12–14
Beim Schweißen des dickeren Abschnitts können aufgrund eines ungleichmäßigen lokalisierten Erwärmungs- und Abkühlungszyklus im Schweißbereich große Wärmegradienten entwickelt werden. Aufgrund der unterschiedlichen Ausdehnung und Kontraktion des zu schweißenden Materials entsteht eine erhebliche Fehlspannung. Der Di±dent-Wert des Mis¯t kann durch elastische Spannung eingestellt werden. Jedoch, Eine sehr hohe Fehldehnung induziert eine lokalisierte plastische Verformung, die zur Entwicklung von Eigenspannungen führt. Wenn die Komponente unter thermisches Gleichgewicht kommt- Buchen, Nahe der Schweißnaht treten nennenswerte Restspannungen auf. Dieser Fall ist aufgrund einer großen Anzahl thermomechanischer Zyklen überwiegend bei den dickeren Schnitten anzutreffen.15 Bei großen Bauteilen, Es ist schwierig, die Restspannungsentfernung anzuwenden
Techniken wie Kugelstrahlen, Laserschockhämmern, usw.16
In einer schweren Platte, GMAW mit schmalem Rillendesign bietet maximale Effizienz und bessere Qualität im Vergleich zu herkömmlichem Schweißen.17 Die Schwere von Thermo-
mechanische Einwirkungen können erheblich reduziert werden, indem das Volumen des Schweißguts in einer Verbindung verringert wird, und dasselbe kann durch eine Engspalt-Schweißtechnik für dickere Abschnitte erreicht werden. Eine schmale Nut bietet auch eine bessere Produktivität aufgrund eines geringeren Schweißvolumens und einer kürzeren Schweißzeit. Tanet al.. demonstrierte das Engspalt-WIG-Schweißen von Kernrotor-Stahlrohren. Sie untersuchten die unter Verwendung der Lochbohrtechnik entwickelte Restspannung.18 Xu et al. studierte die mechanische und mikrostrukturelle
Eigenschaften von HSLA-Stahl, hergestellt durch Engspaltschweißen. Es wurden keine Anstrengungen unternommen, um die Restspannungen zu vergleichen, die in verschiedenen Rillenkonstruktionen erzeugt werden. Diese Arbeiten werden durchgeführt, um die Eigenspannung und das Querschwinden zu bewerten (TS) unter Verwendung von GMAW- und PGMAW-Prozessen. Für bessere Ergebnisse, ein Vergleich dieser Prozesse mit schmaler Rillengestaltung wurde berichtet.
