Page 43 - SHY2012

Basic HTML Version

21/2009
[ www.shy-hitsaus.net ]
41
sauksessa vaadittu matala lämmöntuonti on
mahdollista toteuttaa MAG-hitsauslaitteis-
tolla. Alhainen energia tai paksummat levyt
voi aiheuttaa seostetuimpiin lujiin teräksiin
karkenemista ja sen seurauksena ei-toivot-
tuja mikrorakenteita, jotka voivat heikentää
liitoksen sitkeyttä.
Lähteet
Kumpulainen, J. 2008. Lujien terästen hit-
saus räätälöidyillä MAG-hitsausvalokaarilla.
Diplomityö. Oulu, Oulun yliopisto, koneteknii-
kan osasto. 112 s.
Jani Kumpulainen
DI, Hitsausinsinööri
Kemppi Oy
johtuu hitsiaineen suuremmasta seostuksesta ja nopeasta jäähtymisestä. Pehmenemistä on
tapahtunut eniten korkeimmalla hitsausenergialla (0,94 kJ/mm).
Test grade S 1000 QL -nuorrutusteräs
200
250
300
350
400
450
500
7,5
5,5
3,5
1,5
H
1,5
3,5
5,5
7,5
Etäisyys hitsistä [mm]
Kovuus [HV 5)
0,34 kJ/mm 0,44 kJ/mm 0,94 kJ/mm
Kuva 5. Test grade S 1000 QL -nuorrutusteräksen kovuusprofiilit eri hitsausenergioilla.
Raex 400 -kulutusteräs
200
250
300
350
400
450
500
7,5
5,5
3,5
1,5
H
1,5
3,5
5,5
7,5
Etäisyys hitsistä [mm]
Kovuus [HV 5]
0,34 kJ/mm 0,44 kJ/mm 0,94 kJ/mm
Kuva 6. Raex 400 -kulutusteräksen kovuusprofiilit eri hitsausenergioilla.
200
250
7,5
5,5
3,5
1,5
H
1,5
3,5
5,5
7,5
Etäisyys hitsistä [mm]
0,34 kJ/mm 0,44 kJ/mm 0,94 kJ/mm
Kuva 5. Test grade S 1000 QL -nuorrutusteräksen kovuusprofiilit eri hitsausenergioilla.
Raex 400 -kulutusteräs
200
250
300
350
400
450
500
7,5
5,5
3,5
1,5
H
1,5
3,5
5,5
7,5
Etäisyys hitsistä [mm]
Kovuus [HV 5]
0,34 kJ/mm 0,44 kJ/mm 0,94 kJ/mm
Kuva 6. Raex 400 -kulutusteräksen kovuusprofiilit eri hitsausenergioilla.
Iskusitkeyskokeet tehtiin 300 joulen Charpy-V-heilurivasaralla. Koesauvan mitat olivat 5x10x55
millimetriä. Esitetyt tulokset kuvissa 7 ja 8 ovat kolmen sauvan keskiarvoja.
Test grade S 1000 QL -nuorrutusteräs
Koesauvan mitat 5x10x55 mm
0
5
10
15
20
25
35
40
45
50
-100
-80
-60
-40
-20
0
21
Lämpötila [C°]
Iskuenegia [J]
0,34 kJ/mm 0,44 kJ/mm 0,94 kJ/mm
Kuva 7. Test grade S 1000 QL -nuorrutusteräksen Charpy-V-iskukoetulokset.
Iskukoetuloksista nähdään, että parhaat iskusitkeysarvot eivät olleet alhaisimman lämmöntuonnin
hitseillä. Syy mitä todennäköisimmin selviää kovuusprofiileita ja mikrorakennetta tarkastelemalla.
Hitsin kovuusprofiileissa hitsiaineen ja karkearakeisen vyöhykkeen kohdalla on paikallinen
kovempi alue, joka on muodostunut suuren jäähtymisnopeuden seurauksena. Tämä kaikkein
kriittisin osa liitoksen muutosvyöhykkeestä on karennut kovaksi ja hauraammaksi kuin muu osa
liitoksesta.
Kuvasta 7 nähdään, että nuorrutusteräksen parhaat iskusitkeyden arvot liitoksessa saavutettiin 0,44
ja 0.94 kJ/mm hitsausenergian arvoilla. Teräslajin Raex 400 hitsien iskusitkeystulokset on esitetty
kuvassa 8. Korkeimmalla hitsausenergialla (0,94 kJ/mm) saavutettiin selkeästi matalin iskusitkeys
ja kovuus.
Raex 400 -kulutusteräs
Koesauvan mitat 5x10x55 mm
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
-100
-80
-60
-40
-20
0
21
Lämpötila [C°]
Iskuenegia [J]
0,34 kJ/mm 0,44 kJ/mm 0,94 kJ/mm
Kuva 8. Raex 400 -kulutusteräksen Charpy-V-iskusitkeyskoetulokset.
Jokaiselle hitsiliitokselle tehtiin kaksi vetokoetta, joiden tulokset on esitetty taulukossa 4.
Taulukko 4. Hitsien vetokokeiden tulokset.
Koe-
Perusaineen R
p0,2
Hitsausenergia Palkojen
R
p0,2
R
m
A %
materiaali
[Mpa]
E [kJ/mm]
lkm [Mpa]
[Mpa]
[%]
S 1000 QL
1000
0,34
2
1029
1142
9,1
1083
1191
9,4
0,44
2
1036
1135
10,3
1074
1182
11,5
0,94
1
990
1128
6,3
936
1100
5,5
Raex 400
1000
0,34
2
1025
1103
2,6
1030
1097
2,4
0,44
2
1027
1096
4,4
1020
1086
3,9
0,94
1
867
980
5,9
859
969
5,3
Vetokokeiden tulokset ovat yhtenevät kovuusmittaustulosten kanssa. Kovuusprofiileissa oli
nähtävissä pehmenemistä suurimmalla hitsausenergialla (0,94 kJ/mm). Myös vetokokeiden
tuloksista huomataan, että 0,94 kJ/mm:n hitsausenergialla hitsattujen liitosten lujuus ei ole enää
yltänyt perusaineen lujuuden tasolle. Nuorrutusteräksen Test grade S 1000 QL hitsien lujuudet ovat
tosin hyvin lähellä perusaineen lujuusvaatimuksia myös suurimmalla hitsausenergialla.
Kuva 5. Test grade S 1000 QL -nuorrut teräks n kovuusprof il t eri
hitsausenergioilla.
Kuva 6. Raex 400 -kulut ste äksen kovuusprofiil t eri hitsausener-
gioilla.
Kuva 7. Test grade S 1000 QL -nuorrutusterä sen Charpy-V-iskukoe-
tulokset.
Kuva 8. Raex 400 -kulutusteräksen Charpy-V-iskusitkeyskoetulok-
set.
Taulukko 4
Hitsien vetokokeiden tulokset.