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TRUSTARC™ DW-A62LSR (A5.29 E91T1-GM) mejora la resistencia de la muesca del metal de soldadura HSLA después de PWHT


En la construcción de estructuras como tanques esféricos y recipientes de presión, las soldaduras se someten a un tratamiento térmico post-soldadura (PWHT) para reducir las tensiones residuales inducidas por la soldadura y para mejorar la tenacidad a la fractura y las propiedades de fatiga de las soldaduras. A medida que estas estructuras han crecido en tamaño y al estar siendo operadas a presiones cada vez mayores, junto con el reciente crecimiento de la demanda de energía, los materiales de acero utilizados se han fortalecido gradualmente. Para cumplir con esta tendencia, se ha desarrollado y confirmado que el alambre con núcleo de fundente tipo rutilo (FCW) DW-A62LSR para materiales de acero de clase HT610 o superior, cumple con los siguientes requisitos:

Soldadura: TS≧621MPa (90ksi), vE≧27J a-60℃
PWHT: TS≧586MPa (85ksi), vE≧27J a -40℃

La Tabla 1 muestra las composiciones químicas típicas del metal depositado con [T] DW-A62LSR.

Tabla 1: Composición química del metal depositado (% en masa)
C Si Mn P S Ni otros
0.05 1.14 1.29 0.007 0.008 2.59 Mo, Ti, B


Las figuras 1 y 2 muestran la relación entre las condiciones de PWHT y las propiedades mecánicas del metal depositado

Figura 1: Relación entre la resistencia a la tensión y el Parámetro (LMTP por sus siglas en inglés)LMTP=T (20+log t).(T: Temperatura [K]; t: Tiempo de espera [hora])

Figura 1: Relación entre la resistencia a la tensión y el
Parámetro de Larson Miller
(LMTP por sus siglas en inglés)
LMTP=T (20+log t).
(T: Temperatura [K]; t: Tiempo de espera [hora])

Figura 2: Relación entre la energía absorbida y LMTP

Figura 2: Relación entre la energía absorbida y LMTP

Se estudió el efecto de la entrada de calor (tasa de enfriamiento a 540℃ [℃ / seg], calculada por la ecuación de Rosenthal) sobre la resistencia a la tracción y la energía absorbida del metal depositado en la soldadura y en condiciones PWHT, cuyos resultados se muestran en las Figuras 3 y 4 , respectivamente.

Figura 3: Relación entre la fuerza tensil y el radio de enfriamiento a 540ºC en condiciones de soldadura y PWHT (620ºC×8 horas; LMTP=18.7×103) Línea continua: soldadura; Línea punteada: PWHT

Figura 3: Relación entre la fuerza tensil y el radio de
enfriamiento a 540℃ en condiciones de soldadura y PWHT
(620℃×8 horas; LMTP=18.7×103)
Línea continua: soldadura; Línea punteada: PWHT

Figura 4: Relación entre la energía absorbida y el radio de enfriamiento a 540ºC en condiciones de soldadura y PWHT (620ºC×8 horas; LMTP=18.7×103)Línea continua: soldadura; Línea punteada: PWHT

Figura 4: Relación entre la energía absorbida y el
radio de enfriamiento a 540℃ en condiciones de soldadura
y PWHT (620℃×8 horas; LMTP=18.7×103)
Línea continua: soldadura; Línea punteada: PWHT

La prueba de soldadura a tope fue realizada en las condiciones indicadas en la Tabla 2.

Tabla 2: Condiciones de soldadura
Cable de soldadura DW-A62LSR (1.2mmΦ)
Metal de base Acero de clase TS610MPa (60 mm de espesor)
Dimensión de
la rannura
Después de soldar la parte frontal o cara a la vista, la ranura del lado reverso fue procesada a máquina, para tener una un ángulo de 50° y 35mm de profundidad.
Posición y parámetros
de soldadura
(entrada de calor)
(1) Plano (1G): 270A-28V (1.2kJ/mm)
(2) Horizontal (2G): 260A-28V (0.8 kJ/mm)
(3) Vertical arriba (3G): 220A-24V (2.4kJ/mm)
PWHT Soldadura / 620℃ × 8 horas (LMTP 18.7 × 103)
Temperatura de
precalentamiento
e interpase
90-110℃ y 140-160℃
Gas de protección 80%Ar-20%CO2; 25 l/min


En la figura 5 se muestra las macroestructuras de las juntas soldadas en las posiciones 1G, 2G y 3G. Los resultados de las pruebas de las propiedades mecánicas con condiciones de soldadura y PWHT del metal depositado.

1G2G3G

Figura 5: Macro estructura de las juntas soldadas (posiciones 1G, 2G y 3G de izquierda a derecha)


Tabla 3: Propiedades mecánicas de la junta soldada (Localización: centro)
Posición Condición
PWHT
Propiedades tensoras Resistencia de la muesca
0.2%PS
[MPa]
TS
[MPa]
El
[%]
Energía absorbida [J]
-60℃ -40℃
1G AW *1 713 748 22 67 81
PWHT *2 627 692 22 41 61
2G AW *1 722 752 22 81 91
PWHT *2 678 721 27 47 62
3G AW *1 640 706 24 61 90
PWHT *2 619 686 28 31 64

*1 AW: soldadura *2 PWHT: 620℃ x 8 horas



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