溶接Q890D 異種鋼材の使用は、極端な特性勾配が関係するため、構造製作において最も困難な作業の 1 つです。 Q890D は、最小降伏強度 890 MPa と高い焼入性を備えた超高強度焼入れ焼戻し (Q&T) 鋼です。--成功するには、ミスマッチの管理と失敗の防止に重点を置いた、科学に基づいた細心の注意を払ったアプローチが必要です。{6}}
ここでは重要な考慮事項をステップごとのガイドとして構成しています。--
1. 基本原則: 「3 つの懸念領域」
Q890D (鋼 A) を異種鋼 (鋼 B) に溶接すると、3 つの異なる冶金ゾーンが作成されます。
Q890D HAZ: 硬くて脆いマルテンサイトおよび水素誘起亀裂 (HIC) のリスク。{1}
溶接金属: 脆弱または脆弱なリンクにならないように、互換性のない母材を橋渡しする必要があります。
異種鋼 HAZ: 軟化（Q&T 鋼の場合）または過剰な硬化（低炭素鋼の場合）のリスク-。
2.-溶接前評価と計画
A. 異なる素材を特定する
低強度 Q&T 鋼（例: Q550D、Q690D）: 最も一般的です。課題は、弱い鋼材における HAZ の軟化と強度の不一致です。
軟質/一般構造用鋼 (例: Q355B): 特性ギャップが大きい。課題は、強度の不一致と熱膨張の違いです。
ステンレス鋼 (例: 耐食性-の細部): 化学的性質、熱伝導率、膨張が大きく異なるため、大きな課題があり、高い残留応力と希釈亀裂のリスクが生じます。
高硬度鋼（AR400 ウェア プレートなど）: 両方の HAZ で過度の硬度と亀裂が発生するリスク。-
B. 消耗品の選択 – 最も重要な決定
フィラーメタルは「ブリッジ」です。必ずしも Q890D と一致することが目標ではありません。
主なルール: 指定された最小引張強さの観点から、強度の低い母材と一致させます。{0}これにより、弱い溶接部ではなく、より強い母材 (Q890D) またはその HAZ で塑性が確実に発生します。両方の親よりも強力な溶接は、脆性 HAZ にひずみを集中させる可能性があります。
Q890D ～ Q550/Q690 の場合: 低グレードの定格の消耗品を使用してください (例: ~760 MPa 引張の場合は ER110S-G)。靭性も十分でしょう。
不一致が大きい場合 (Q355 まで): 中間の強度 (例: ~550 MPa) に一致する消耗品を使用します。軟鋼フィラー (ER70S-6) は、著しく適合性が低く、早期に破損するため、決して使用しないでください。
超低水素である必要があります。-指定された H4 または H5（堆積金属 100g あたり H₂ 4ml または 5ml 以下）。
靭性: 必要な使用温度を満たさなければなりません (たとえば、「D」グレードの場合は -20 度)。
3. 溶接手順仕様 (WPS) – 交渉不可-
A. ジョイントの設計と準備
バタリング: 不一致が激しい場合 (ステンレス鋼など)、接合前に延性中間合金 (高ニッケル フィラーなど) の緩衝層を一方の材料のベベルに塗布します。これにより、希釈とストレスが管理されます。
ベベル角度: 側壁の適切な融合を確保し、拘束を軽減するには、より広い角度を使用します。
清潔さ : 申し分ありません。錆、油分、水分をすべて取り除きます。
B. 予熱とパス間温度
より高い CEV 材料 (Q890D) に基づいています。予熱は主に Q890D の HAZ の HIC を防止するために行われます。
一般的な範囲: 150 度 – 250 度、厚さと拘束に応じて異なります。温度を示すクレヨンやプローブを使用します。-
パス間温度を厳密なウィンドウ内で維持します (多くの場合、予熱と同じです)。過熱を避けてください。
C. 入熱制御
認定された WPS 範囲に厳密に従ってください。通常は低から中程度です。
低すぎる: 過剰な冷却 → Q890D HAZ の脆性マルテンサイト。
高すぎる: すべての HAZ で過剰な結晶粒の成長、軟化、および靭性の損失。
マルチパス技術を使用して、以前のパスを緩和します。-
D. 溶接技術
厳格な低-水素の実践:
メーカーに従って電極/フラックスを焼き付けます。
作業現場では保持オーブンを使用してください。
シールド ガスは超乾燥でなければなりません（Ar+CO₂ 混合物が一般的）。-
ピーニング: 中間パスの軽いピーニングは残留応力を軽減するのに役立ちますが、ルートおよび最終パスでは禁止されています。
-溶接後熱処理 (PWHT):
厚いセクションや高度に拘束されたジョイントには必須であることがよくあります。
目的: 水素を拡散し、残留応力を緩和し、硬い HAZ 微細構造を焼き戻します。
Q890D の軟化を避けるため、温度は Q890D の焼き戻し温度 (通常 550 ～ 650 度) より低くする必要があります。これには製鉄所の正確な知識が必要です。
4.-溶接後の考慮事項
A. 非破壊検査（NDT）-
全数検査が標準です。
超音波検査 (UT/PAUT): 体積欠陥には不可欠です。
磁粉試験 (MT): HAZ および溶接止端の表面亀裂を対象とします。
タイミング: 遅れた水素亀裂を検出するために、最小限の遅延 (通常は 48 時間) の後に NDT を実行します。
B. パフォーマンスの検証
最終アセンブリでは、異種ジョイントの設計を検証するために、使用中の耐荷重またはひずみモニタリングが必要になる場合があります。
Q890D を異種鋼に溶接するための要約チェックリスト
| ステップ | キーアクション | 理論的根拠 |
|---|---|---|
| 1. デザイン | フィラーメタルを選択してください一致する強度が低い-卑金属. | 弱点となる溶接を防ぎます。ひずみの分布を管理します。 |
| 2. 準備する | 極端な不一致の場合はバタリングを使用します。完璧な清潔さを実現します。 | 化学薬品の希釈を制御し、水素源を削減します。 |
| 3. 予熱 | Q890D の要件に基づいて、高温予熱 (150 度以上) を適用します。 | 冷却を遅くしてマルテンサイトの脆化を防ぎ、H₂ を逃がします。 |
| 4.溶接 | 超低水素プロセス、厳格な入熱制御、マルチパスを使用します。{{0} | 水素注入を最小限に抑え、微細構造を制御します。 |
| 5. 治療する | 指定されている場合は、制御された PWHT を適用します。 | ストレスを軽減し、ハードゾーンを強化し、水素を除去します。 |
| 6. 検査する | 48 時間の遅延後に 100% UT および MT を実行します。 | 重大な欠陥、特に遅れた亀裂を捕らえます。 |
最終警告
これは標準的な製造工場では行うことができません。 Q890D の溶接、特に異種材料の溶接には、以下が必要です。
Procedure Qualification Records (PQR) を通じて開発された、特別に認定された WPS。
超{0}}高張力鋼-の専門知識を持つ溶接エンジニア/冶金学者。
高度な技術と認定を受けた溶接工。
すべての材料と消耗品の完全なトレーサビリティ。
本質的に、溶接部は慎重に設計された「第 3 の材料」です。このプロセスでは、単に最大強度を達成することよりも完全性と靭性を優先し、Q890D の熱影響部での壊滅的な脆性破壊を防ぐという継続的な目標を掲げています。-