2.9 Flashcards
Zowel CCT- als het PTAT diagrammen kunnen toegepast worden bij het lassen.
Wat zijn de verschillen ?
CCT-diagram/ Continue Cooling Transformatie/afkoel TTT
• afkoeling vanaf 800-750 oC
PTAT diagram / Piek Temperatuur Afkoel Tijd
• afkoeling vanaf 1400 oC
CCT-diagram is een transformatie diagram met continue afkoeling, de piektemperatuur
gaat uit van één vaste begintemperatuur in de WBZ, boven Ac3 lijn.
PTAT diagram is een structuur diagram, met niet-evenwichtsstructuren (martensiet), bepaald
vanaf de 1400 oC t/m ca 700 oC (WBZ),
Het IJzer-koolstofdiagram geeft alleen evenwichtsstructuren (ferriet/perliet)
Bovendien gaat het PTAT-diagram uit van de lasgegevens /afkoeltijd 8-5.
Wat is het verschil tussen gekalmeerd staal en ongekalmeerd staal met name met betrekking
tot de lasbaarheid
Door welke toevoegingen kan men staal kalmeren?
1e Onrustig staal of ongekalmeerd staal
Stollen van staal (onbehandeld)
Kookreactie: 2 C + O2 > 2 CO, gasbellen
Merkbaar
- onrustige stolling
- segregatie (verschil in samenstelling tussen rand en (kern + verontreinigingen P en S)
Voorbeeld:
- Profielstaal, damwanden, etc
Gevoelig voor brosse breuk
2e Rustig staal of gekalmeerd staal ( zie continu gegoten staal)
Stollen van staal (behandeld)
Door welke toevoegingen kan men staal kalmeren? AL, Si. Mn
Desoxyderen / kalmeren van staal
Het binden van zuurstof.
- zuurstof opgelost in gesmolten staal binden
tot niet vloeibare oxiden door Al, Si, Mn
Merkbaar
- geen CO reactie
- geen segregatie
- rustige stolling
Betere mechanische eigenschappen
Wat is het nut van lassimulatie ? Welke nadelen zijn er aan verbonden
Bepalen van de structuur veranderingen in de WBZ i.v.m. de lasbaarheid
Een proefstaafje onder gaat een lascyclus, die overeen komt met de laspraktijk.
Hier mee kunnen de structuurveranderingen en eigenschappen (hardheid/kerfslagtaaiheid) in de
warmte beïnvloede zone nagebootst worden.
Het blijft een proef, die niet geheel overeen komt met de praktijk situatie, gebleken is, dat de eigenschappen van de lasverbinding beter zijn dan de gesimuleerde.
Constructie staalsoorten, kenmerken
- Ferritsch /perlitische structuur (gegloeide toestand) -Goede lasbaarheid ( eventueel met voorzorgsmaatrehgelen)
- Verloop (kerfslag)taaiheid, als functie van temperatuur, is sprongsgewijs (z.g. OT/OvergangsTemperatuur)
Aanduiding is geregeld in NEN-EN 10027-1: 2005
Groep 1 Op basis van
•hun toepassing en mechanische of fysische eigenschappen
Groep 2 Op basis van
•chemische samenstelling
Verschillende staalsoorten
S: Constructiestaal (structural steel)
P: Staal voor drukvaten (pressure vessel)
L: Staal voor transportleidingen (line pipe steel)
E: Staal voor machine bouw, geen eisen t.a.v. chemische analyse
B: Betonstaal
Y: Voorspanstaal
R: Staal voor rails
H: Koudgewalste platte producten voor dieptrekken
D: Platte producten voor koudvervorming
DC: koudgewalste producten
DD: warmgewalste producten, koud worden vervormd DX: producten, methode van walsen niet aangegeven T: Blik (verpakkingsstaal), onvertind, vertind of verchroomd
M: Elektroplaat
S 355 J4 N
S Constructiestaal
355 minimale rekgrens 355MPa, bij plaatdikte tot 16 mm.
J4 minimale kerftaaiheid 27 J bij – 40 o C
N genormaliseerd
Verschillen herkenbaar bij het oude blokgieten (ingots)
Ongekalmeerd staal FU
- sterke gasontwikkeling: CO
-gave oppervlakte huid
• na walsen kern vol met verontreinigheden
op 1/2 plaatdikte: SEGREGATIE
Verschil in samenstelling meer C, P en S
• lasbaarheid op 1/2 plaatdikte: Poreusheid Ook bij profielstaal
Verschillen herkenbaar bij het oude blokgieten (ingots)
Gekalmeerd staal FN FF
Geen segregatie
- rustige stolling
- homogene structuur
- toevoeging van Si, Al, Mn
- slinkholte kans op dubbeling in PLAAT
koolstofequivalent equation
CE = C % + %Mn/6 + (%Cr+%Mo+%V) /5 + (%Ni + %Cu) / 15
Het koolstofequivalent is een getal,…..
waarin de invloed van koolstof en van verschillende chemische elementen op de hardbaarheid van staal wordt uitgedrukt.
Hoe lager het CE getal….
minder problemen bij het lassen in de WBZ
Factoren voor het ontstaan van koudscheuren
(gelijktijdige aanwezigheid) • aanwezigheid van waterstof
• een scheurgevoelige (brosse) structuur
• trek-,krimp-,structuur-spanningen
• bij temperaturen beneden ca. 200 oC
Bij welk koolstofequivalent dient volgens u te worden voorgewarmd bij een 3-dimensionale afkoeling?
> 0,40 %
De hardheid is afhankelijk
(An +Af)
•van de samenstelling en
•de warmte-inbreng (de lasgegevens) (heeft invloed op afkoeling)
Hoe hoger de warmte-inbreng, …
- des te lager de afkoelsnelheid/ des te hoger de afkoeltijd
* des te lager de hardheid
De hoogst bereikbare hardheid is
uitsluitend afhankelijk van het C-gehalte
Max hard heid: Ferritic metals process? Fe utility? 9% Ni as welded en 9Cr1Mo(P91) in PWHT cond.? Structural staal?
Ferritic metals process:248HV10
Fe utility: 290 HV10
9% Ni as welded en 9Cr1Mo(P91) in PWHT cond.:290HV10
Structural staal: 325HV10
Maximale hardheid volgens EN 15614-1 (LMK)
EN 15614-1 voor Groep 1 (N) en groep 2 (M) ?
Groep 3 (Q)?
Groep 1 (N) en groep 2 (M):max. 380HV10 Groep 3 (Q): max. 450HV10
Bezwaren bij te hoge afkoeltijd (langzame afkoeling)
Korrelgroei in de WBZ, gevolg lagere kerfslagwaarde
Bezwaar van koolstofequivalent CE Geen rekening gehouden met…..
- H2 gehalte
* spanningen
Lasbaarheid van diverse C-(Mn)staalsoorten:
Groep staalsoorten C < 0,2 % en Mn < 1%?
uitzonderingen:?
1e C < 0,2 % en Mn < 1% Goede Lasbaarheid
•laag C-equivalent
•keuze basisch- of rutiel milieu
uitzonderingen:
- Dikwandig
- Hoog zwavelgehalte
- Gietstaal
Lasbaarheid van diverse C-(Mn)
uitzonderingen:
-Dikwandig
-Hoog zwavelgehalte
Dikwandig materiaal kans op martensietvorming in de WBZ (3D afk.) Bij starre constructies dan voorzorgsmaatregelen:
•lassen met basische toevoegmaterialen (laag H2 en hogere taaiheid)
•voorwarmen
- Hoog zwavelgehalte (> 0,010%), voor verbeteren spaanvorming Ook aanwezig bij slecht gekalmeerd staal Bij het lassen warmscheuren/porositeit oplossing: lassen in basisch milieu
Lasbaarheid “bewaken” bij C-equivalent > 0,45% Voorzorgsmaatregelen bij het lassen (5)
- voorwarmen
- lassen met waterstofarme, basische toevoegmaterialen
- een zo groot mogelijke warmte-inbreng - lassen met weinig lagen en langzaam afkoelen
- thermische “schok” vermijden
- tussenlaagtemperatuur bewaken
How to eliminate contamination en segregation cracks segregation cracks- (3)
Limit penetration: lower welding current.
Butter layer
Manganese to form Manganese sulfide that will not solidify.
Concave is less likely to crack than convex. How can this be achieved? (3)
decrease voltage or
decrease speed.
Vertical up weld.
Transfer cracking needs? (3)
Excessive H
sensitive microstructure
LONGITUDINAL residual stress.
Voorwarmen : temp and reasons (4)
Warmtebehandelingen van de lasverbinding Voorwarmen de minimale temperatuur las/hechten 100 tot 300C
- verlagen afkoelsnelheid
- verlagen krimpspanningen
- voorkomen van bindingsfouten
- hardingsverschijnselen
Interpass temperatuur: temp and reason
(tussenlaag temperatuur) tot 150/350C de maximale voorwarmtemperatuur
- anders negatieve invloed op de mechanische eigenschappen lasmetaal/WBZ
Handhaaftemperatuur
- de minimale voorwarm temperatuur tijdens de laspauzes
- minder kans op scheuren t.g.v. onvolledige naadvulling
Nawarmen of waterstofarm gloeien /soaken: temp reasons (2)
tot 250C
- verlaging waterstofgehalte
- anders visogen/vlokken bij beproeving (trekproef) - anders risico voor koudscheuren
PWHT, postweld heat treatment temp and rasons (2)
600C
- verlagen gevaar brosse breuk - verlagen kans op spanningscorrosie
- vormvastheid handhaven bij machinale bewerking
Temperbead
gloeibehandeling door middel van lassnoeren - verlaging hardheid in WBZ -TB lassnoer lassen tegen lassnoer aan plaatzijde
Temperbead: het verhogen van de voorwarmtemperatuur:
het verhogen van de voorwarmtemperatuur bij de sluitlaag met het doel om de hardheid in de warmtebeïnvloede zone te beheersen essential varriable
lassen met minder snoeren, door?
Invloed op kwaliteit is……?
door hogere stroomsterkte / = hogere neersmelt
•lagere kerftaaiheid
•kans op warmscheuren
Meerlagen las Mechanische eigenschappen zijn beter, omdat
- de volgende rups onderliggende las normaliseert (normaalgloei effect)
- warmte-inbreng lager is, minder korrelgroei.
- hardheid dealt
- Kerfttaaiheid neemt toe
Lamellaire scheuren
niet-metallische insluitsels in het lasmetaal. Deze insluitsels zijn ontstaan in de metaalfabriek
Spanningsvrijgloeischeuren
(S, P, Sn, As)
Stollingsscheuren
Deze scheuren komen meestal voor bij lasverbindingen waarvan de hoogte groter is dan de breedte.
Waterstofscheuren
48 uur na het lassen
structure in las
grof stendelstructuur
gerekristalliseerd grof
gerekristaliseerd fijn
structure ins WBZ
Grofkorrelig
fijn korelig gedeltelijke omzetting
warmteinbreng formula
Q=k x (uxI/v) x 10-3 kj/mm
