Čelici visoke čvrstoće - asm-machinery.ba high strength tuzla 2016.pdf · očvrsnuće...

voestalpine Böhler Welding

www.voestalpine.com/welding


Čelici visoke čvrstoćeTuzla, 25.02.2016


Čvrstoća

Dominantni mehanizmi očvrsnuća:

Očvrsnuće hladnom deformacijom

Očvrsnuće legiranjem (očvrsnuće kristalima mješancima)

Očvrsnuće martenzitnom transformacijom (kaljenje)

Očvrsnuće precipitacijom

Očvrsnuće usitnjenjem zrna



Sitnozrnasti čelici visoke čvrstoće

Osobine:

Maksimalni udio ugljenika <0.2%

„Gubitak“ čvrstoće (rezultiran ograničenim C udjelom) se kompenzuje

mikrolegirajućim elementima kao što su Ti, Nb, Al, Zr, B i V

Uprkos visokoj čvrstoći, visoka žilavost materijala

Dobra zavarivost

U zavisnosti od toga kako su proizvedeni, razlikujemo:

Normalizirani sitnozrnasti čelici (Re do 460 MPa)

Termomehanički sitnozrnasti čelici (Re do 960 Mpa)

Poboljšani sitnozrnasti čelici (Re do 1300 MPa)




S235 S355 S460 S690 S960 S1100 S1300

Granica tečenja [MPa] 235 355 460 690 960 1100 1300

Debljina materijala [mm] 40,0 26,2 20,4 13,6 9,6 8,2 7,2

Debljina materijala [%] 100,0 65,5 51,0 34,0 24,0 20,5 18,0

1,20

100,0

Površina zavara

X-zavar 60° [cm2]

Površina zavara

X-zavar 60° [%]

4,62 1,98

26,042,9 3,2

0,150,190,270,53

4,15,811,5





Čelici visoke čvrstoće

Manji presjeci

Manja težina

Niži troškovi



Kranovi

Brane

Kamioni sa ravnim

platformama

Transportni sistemi

Rudarske mašine

Cjevovodi visokog pritiska

Offshore platforme




Povećanje čvrstoće prouzrokuje:

Veću osjetljivost materijala na zareze

Veći rizik na pukotine prouzrokovane vodonikom (hydrogen assisted

cold cracking - HACC)

Veću osjetljivost materijala na različite unose toplote prilikom

zavarivanja

Povećanje čvrstoće dodatnog materijala za zavarivanje i

osnovnog materijala zahtjeva više opreza prilikom zavarivanja!




Povećanje čvrstoće dodatnog materijala za zavarivanje i

osnovnog materijala zahtjeva više opreza prilikom zavarivanja!

Kontrola temperaturnog ciklusa prilikom zavarivanja!




Uticaj temperature t8/5


Maksimalna tvrdoća:

~350HV

Primjer: S690Q (CrMoZr tip)



Uticaj temperature t8/5

Kod sitnoznastih čelika 10 do 25 sekundi!


Primjer:

S690Q

(CrMoZr tip)



Parametri koji utiču na temperaturu t8/5:

Tehnologija zavarivanja

Parametri zavarivanja (U, I, v)

Međuslojna temperatura i temperatura predgrijavanja

Debljina materijala




Parametri zavarivanja – unos toplote Q:


𝑄 = 𝑘 ×𝐼 × 𝑈 × 60

𝑣 × 100

𝑘𝐽

𝑐𝑚

Q unos toplote

I jačina struje u A

U napon električnog luka u V

v brzina zavarivanja u cm/s

k koeficijent iskorišćenja električnog luka

SAW – Subarc wire//flux combination 1.0

GMAW 0.8

TIG rod 0.6

SMAW 0.8

FCAW (all kinds) 0.8

Plasma 0.6



Temperatura predgrijavanja:


CET ekvivalent ugljenika

d debljina materijala

HD udio difuzibilnog vodonika u zavaru

Q unos toplote

σ nivo unutrašnjeg napona u zavaru

CET

Temperatura predgrijavanja Tp

d HD Q σ



Ekvivalent ugljenika (CET – za kratka vremena hlađenja i za ocjenu

sklonosti na hladne pukotine):

Za čelike sa udiom ugljenika većim od 0,18%:


𝐶𝐸𝑇 = 𝐶 +𝑀𝑛 +𝑀𝑜

10+𝐶𝑟 + 𝐶𝑢

20+𝑁𝑖

40

𝐶𝐸𝑉 = 𝐶 +𝑀𝑛

6+𝐶𝑢 + 𝑁𝑖

15+𝐶𝑟 + 𝑀𝑜 + 𝑉

5



Temperatura predgrijavanja u zavisnosti od CET:


CET u % temp. predgrijavanja u °C

do 0,45 <100

0,45 – 0,60 100 – 250

preko 0,60 250 – 350 (po potrebi i više)



Temperatura predgrijavanja po EN ISO 1011-2:


CET = 0,2 % do 0,5 %

d = 10 mm do 90 mm

HD = 1 ml/100g do 20 ml/100g

Q = 0,5 kJ/mm do 4,0 kJ/mm



Granična debljina za predgrijavanje materijala u zavisnosti od CET (po

SEW 088):


CET u % granična debljina u mm

0,18 60

0,22 50

0,26 40

0,31 30

0,34 20

0,38 12

0,40 8



Temperatura predgrijavanja (po SEW 088):



Označavanje materijala za zavarivanje

EN ISO


Böhler Fox EV 50 E 42 5 B 4 2 H5



EN ISO

Böhler Fox EV 50 E 42 5 B 4 2 H5




AWS

Böhler Fox EV 50 E7018-1

Potassium basic F: flat

V: vertical

OH: overhead

H: horizontal




AWS

Böhler Fox EV 50 E7018-1




EN ISO

Böhler Fox EAS 4 M E 19 12 3 L B 2 2

Low carbon




EN ISO

Böhler Fox EAS 4 M E 19 12 3 L B 2 2




AWS

Böhler Fox EAS 4 M E316L-15




AWS

Böhler Fox EAS 4 M

basic

rutilebasic

rutile

E316L-15



Vrste dodatnog materijala za zavarivanje:


EN ISO



Vrste omotača elektroda:


EN ISO



Vrste praškom punjenih žica:


EN ISO





Generalne upute za zavarivanje sitnozrnastih čelika: EN ISO 1011-2

SEW (Stahl-Eisen-Werkstoffblatt) 088

Prilikom izbora dodatnog materijala za zavarivanje, obratiti pažnju da

mehaničke osobine odgovaraju osnovnom materijalu

U slučaju predgrijavanja uzeti u obzir debljinu materijala, hemijsku

analizu osnovnog i dodatnog materijala, unos toplote, vanjsku

temperaturu i unutrašnji napon materijala

Predgrijavanje (80°C) je potrebno ukoliko je vanjska temperatura niža

od 5°C, bez obzira na debljinu materijala




Nakon zavarivanja korjena, prije zavarivanja sledećeg sloja izbrusiti

korjen i ukoliko je materijal ohlađen obavezno ispitivanje na pukotine

prije nastavka zavarivanja

Prilikom zavarivanja pokrovnog sloja zavara, slijed zavarivanja odrediti

tako da poslednji šav ne dodiruje osnovni materijal (efekat

prekaljivanja/annealing)

PWHT generalno nije potreban, međutim ukoliko propisi to zahtjevaju ili

iz konstrukcijskih razloga (uslijed nepovoljnih napona) između 530°C i

580°C

Obratiti pažnju na preporuke proizvođača osnovnog materijala vezane

za unos toplote u materijal, odnosno na temperaturu t8/5




U cilju sprečavanja nastanka hladnih pukotina prouzrokovanih

vodonikom, preporučuje se korišćenje bazičnih dodatnih materijala (H5)

koje je prije korišćenja potrebno osušiti




Vodonik iz dodatnog

materijala

Vodonik iz

okruženja

Vodonik iz

osnovnog materijala




0

10

20

30

40

50

60

70

80

Bazična Rutilna Celulozna

Vrsta elektrode

Količ

ina v

odonik

a(m

l) p

o1

00

g

za

va

raE

N IS

O 3

69

0




Materijal Elektroda TIG žica/štapMIG/MAG

puna žica

MIG/MAG

praškom punjena žicaEPP

S275N

S275NL

FOX EV 47

FOX EV 50EMK 6; EML 5

EMK 6; EMK 8

Ni 1-IG; 2,5Ni-IG

Ti 52 T-FD; HL 51 T-MC

HL 51 T-MC; Ti 60 T-FD

EMS 2; EMS 3

Ni 2-UP

S355N

S355NL

FOX EV 47


EMK 6; EMK 8

Ni 1-IG; 2,5Ni-IG



EMS 2; EMS 3

Ni 2-UP

S420N

S420NL

FOX EV 50/FOX DMO Kb

FOX EV 50/ FOX EV 60EMK 6; EML 5

EMK 6; EMK 8

Ni 1-IG; 2,5Ni-IG



EMS 3; EMS 2Mo

Ni 2-UP

S460N

S460NL

FOX DMO Kb

FOX EV 60

DMO-IG

Ni 1-IG; 2,5 Ni-IG

EMK 8; DMO-IG

Ni 1-IG; 2,5Ni-IG



EMS 2 Mo

3 NiMo 1-UP

S275M

S275ML

FOX EV 47


EMK 6; EMK 8

Ni 1-IG; 2,5Ni-IG



EMS 2; EMS 3

Ni 2-UP

S355M

S355ML

FOX EV 47


EMK 6; EMK 8

Ni 1-IG; 2,5Ni-IG



EMS 2; EMS 3

Ni 2-UP

S420M

S420ML

FOX EV 50/FOX DMO Kb

FOX EV 50/ FOX EV 60EMK 6; EML 5

EMK 6; EMK 8

Ni 1-IG; 2,5Ni-IG



EMS 3; EMS 2Mo

Ni 2-UP

S460M

S460ML

FOX DMO Kb

FOX EV 60

DMO-IG

Ni 1-IG; 2,5 Ni-IG

EMK 8; DMO-IG

Ni 1-IG; 2,5Ni-IG



EMS 2 Mo

3 NiMo 1-UP

S460Q

S460QL

S460QL1

FOX DMO Kb

FOX EV 60/FOX 2,5 Ni

FOX EV 60/FOX 2,5 Ni

DMO-IG

Ni 1-IG; 2,5 Ni-IG

Ni 1-IG; 2,5 Ni-IG

EMK 8; DMO-IG

EMK 8; 2,5Ni-IG

2,5 Ni-IG




3 NiMo 1-UP

3 NiMo 1-UP

3 NiMo 1-UP

N, ML do -20°C NL, ML do -50°C Q do -20°C QL do -40°C QL1 do -60°C




Materijal Elektroda TIG žica/štapMIG/MAG

puna žica

MIG/MAG

praškom punjena žicaEPP

S500Q

S500QL

S500QL1

FOX EV 65: FOX EV 70Mo

FOX EV 65; FOX EV 70

FOX EV 65; FOX EV 70

NiMo 1-IG

NiMo 1-IG

NiMo 1-IG

NiMo 1-IG

NiMo 1-IG

NiMo 1-IG

Kb 65 T-FD

Kb 65 T-FD

Kb 65 T-FD

3 NiMo 1-UP

3 NiMo 1-UP

3 NiMo 1-UP

S620Q

S620QL

S620QL1

FOX NiMo 100

FOX NiMo 100

FOX EV 75

NiCrMo 2,5-IG

NiCrMo 2,5-IG

NiCrMo 2,5-IG

X 70-IG; NiMoCr-IG

X 70-IG; NiMoCr-IG

NiCrMo 2,5-IG

Ti 75 T-FD; Kb 85 T-FD



3 NiMoCr-UP

3 NiMoCr-UP

3 NiCrMo 2,5-UP

S690Q

S690QL

S690QL1

FOX EV 85

FOX EV 85

FOX EV 85

NiCrMo 2,5-IG

NiCrMo 2,5-IG

NiCrMo 2,5-IG

X 70-IG; NiMoCr-IG

X 70-IG; NiMoCr-IG

NiCrMo 2,5-IG

alform 700-MC; Kb 85 T-FD



3 NiMoCr-UP

3 NiMoCr-UP

3 NiCrMo 2,5-UP

S890Q

S890QL

S890QL1

FOX EV 100

FOX EV 100

-

-

-

-

alform 900-IG

X 90-IG

X 90-IG



alform900T-MC;Kb 90 T-FD

-

-

-

S960Q

S960QL

S960QL1

-

-

-

-

-

-

alform 960-IG

X 96-IG

X 96-IG

alform 960-MC

Kb 90 T-FD

alform 900 T-MC

-

-

-

S1100 - - alform 1100-IG alform 960-MC -

S1300 - - alform 1100-IG alform 960-MC -

Q do -20°C QL do -40°C QL1 do -60°C




Palfinger AG – PK 40002-EH High Performance

BÖHLER EMK 8, X 70-IG, X 90-IG, HL 51-FD i EMS 2 + BB 24

PK 40002-EH High Performance

Load: 1180 kg

Arm length: 21.5 m

alform 960 x-treme S 355

Weight

Arm system2340 kg 4300 kg

Required

Lifting capacity100 % 142 %




Rion-Andirrio most (Korintski zaliv, Grčka)

BÖHLER Fox EV 65 i NiMo 1-IG

Dužina 2252 m

4 pilona raspona 286 m, 3 x 560 m i 286 m

Visina mosta na najvišoj tački 52 mnv

Visina pilona 160 mnv, dubina 65 m

U mogućnosti da izdrži zemljotres jačine 7 stepeni po Rihteru

U mogućnosti da izdrži jačine vjetrova do 250 km/h




The world's first system for high-strength

and ultra-high-strength welded structures

Implemented base materials

alform plate 700M

alform 900 x-treme

alform 960 x-treme

Implemented welding consumables

Böhler alform 700-IG

Böhler alform 900-MC


Advantages

Net lifting torque increased from 148

metric tons (S355/S690) to 24 metric

tons (alform700M/alform960 x-treme)

Increased extension range

from 9.5 to 10.5 meters

Konrad Forsttechnik GmbH – Highlander HL2



Schwing GmbH – S36X


alform 700M

alform plate 700M

alform 900 x-treme


Böhler X70-IG

Böhler X90-IG

Truck-mounted pump

boom range increased

by 5 meters!






Logistic Service GmbH Linz


alform 700M

alform plate 700M


Böhler alform 700-MC


Advantages

30% weight reduction in the superstructure through implementationof high-strength steels

6% CO2 savings during transport

Cost savings with additional3 tons of load per railcar





Hvala!Aleksandar Sarić

T. +43/3862/301-28260

[email protected]


Čelici visoke čvrstoće - asm-machinery.ba high strength tuzla 2016.pdf · očvrsnuće...

Documents