voestalpine Böhler Welding
www.voestalpine.com/welding
voestalpine Böhler Welding
Čelici visoke čvrstoćeTuzla, 25.02.2016
voestalpine Böhler Welding
Čvrstoća
Dominantni mehanizmi očvrsnuća:
Očvrsnuće hladnom deformacijom
Očvrsnuće legiranjem (očvrsnuće kristalima mješancima)
Očvrsnuće martenzitnom transformacijom (kaljenje)
Očvrsnuće precipitacijom
Očvrsnuće usitnjenjem zrna
Čelici visoke čvrstoćeTuzla, 25.02.20162
voestalpine Böhler Welding
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)
Čelici visoke čvrstoćeTuzla, 25.02.20163
voestalpine Böhler Welding
Sitnozrnasti čelici visoke čvrstoće
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 čvrstoćeTuzla, 25.02.20164
voestalpine Böhler Welding
Sitnozrnasti čelici visoke čvrstoće
Čelici visoke čvrstoćeTuzla, 25.02.20165
Čelici visoke čvrstoće
Manji presjeci
Manja težina
Niži troškovi
voestalpine Böhler Welding
Sitnozrnasti čelici visoke čvrstoće
Kranovi
Brane
Kamioni sa ravnim
platformama
Transportni sistemi
Rudarske mašine
Cjevovodi visokog pritiska
Offshore platforme
Čelici visoke čvrstoćeTuzla, 25.02.20166
voestalpine Böhler Welding
Sitnozrnasti čelici visoke čvrstoće
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!
Čelici visoke čvrstoćeTuzla, 25.02.20167
voestalpine Böhler Welding
Sitnozrnasti čelici visoke čvrstoće
Povećanje čvrstoće dodatnog materijala za zavarivanje i
osnovnog materijala zahtjeva više opreza prilikom zavarivanja!
Kontrola temperaturnog ciklusa prilikom zavarivanja!
Čelici visoke čvrstoćeTuzla, 25.02.20168
voestalpine Böhler Welding
Sitnozrnasti čelici visoke čvrstoće
Uticaj temperature t8/5
Čelici visoke čvrstoćeTuzla, 25.02.20169
Maksimalna tvrdoća:
~350HV
Primjer: S690Q (CrMoZr tip)
voestalpine Böhler Welding
Sitnozrnasti čelici visoke čvrstoće
Uticaj temperature t8/5
Kod sitnoznastih čelika 10 do 25 sekundi!
Čelici visoke čvrstoćeTuzla, 25.02.201610
Primjer:
S690Q
(CrMoZr tip)
voestalpine Böhler Welding
Sitnozrnasti čelici visoke čvrstoće
Parametri koji utiču na temperaturu t8/5:
Tehnologija zavarivanja
Parametri zavarivanja (U, I, v)
Međuslojna temperatura i temperatura predgrijavanja
Debljina materijala
Čelici visoke čvrstoćeTuzla, 25.02.201611
voestalpine Böhler Welding
Sitnozrnasti čelici visoke čvrstoće
Parametri zavarivanja – unos toplote Q:
Čelici visoke čvrstoćeTuzla, 25.02.201612
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
voestalpine Böhler Welding
Sitnozrnasti čelici visoke čvrstoće
Temperatura predgrijavanja:
Čelici visoke čvrstoćeTuzla, 25.02.201613
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
voestalpine Böhler Welding
Sitnozrnasti čelici visoke čvrstoće
Ekvivalent ugljenika (CET – za kratka vremena hlađenja i za ocjenu
sklonosti na hladne pukotine):
Za čelike sa udiom ugljenika većim od 0,18%:
Čelici visoke čvrstoćeTuzla, 25.02.201614
𝐶𝐸𝑇 = 𝐶 +𝑀𝑛 +𝑀𝑜
10+𝐶𝑟 + 𝐶𝑢
20+𝑁𝑖
40
𝐶𝐸𝑉 = 𝐶 +𝑀𝑛
6+𝐶𝑢 + 𝑁𝑖
15+𝐶𝑟 + 𝑀𝑜 + 𝑉
5
voestalpine Böhler Welding
Sitnozrnasti čelici visoke čvrstoće
Temperatura predgrijavanja u zavisnosti od CET:
Čelici visoke čvrstoćeTuzla, 25.02.201615
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)
voestalpine Böhler Welding
Sitnozrnasti čelici visoke čvrstoće
Temperatura predgrijavanja po EN ISO 1011-2:
Čelici visoke čvrstoćeTuzla, 25.02.201616
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
voestalpine Böhler Welding
Sitnozrnasti čelici visoke čvrstoće
Granična debljina za predgrijavanje materijala u zavisnosti od CET (po
SEW 088):
Čelici visoke čvrstoćeTuzla, 25.02.201617
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
voestalpine Böhler Welding
Sitnozrnasti čelici visoke čvrstoće
Temperatura predgrijavanja (po SEW 088):
Čelici visoke čvrstoćeTuzla, 25.02.201618
voestalpine Böhler Welding
Označavanje materijala za zavarivanje
EN ISO
Čelici visoke čvrstoćeTuzla, 25.02.201619
Böhler Fox EV 50 E 42 5 B 4 2 H5
voestalpine Böhler Welding
Označavanje materijala za zavarivanje
EN ISO
Böhler Fox EV 50 E 42 5 B 4 2 H5
Čelici visoke čvrstoćeTuzla, 25.02.201620
voestalpine Böhler Welding
Označavanje materijala za zavarivanje
AWS
Böhler Fox EV 50 E7018-1
Potassium basic F: flat
V: vertical
OH: overhead
H: horizontal
Čelici visoke čvrstoćeTuzla, 25.02.201621
voestalpine Böhler Welding
Označavanje materijala za zavarivanje
AWS
Böhler Fox EV 50 E7018-1
Čelici visoke čvrstoćeTuzla, 25.02.201622
voestalpine Böhler Welding
Označavanje materijala za zavarivanje
EN ISO
Böhler Fox EAS 4 M E 19 12 3 L B 2 2
Low carbon
Čelici visoke čvrstoćeTuzla, 25.02.201623
voestalpine Böhler Welding
Označavanje materijala za zavarivanje
EN ISO
Böhler Fox EAS 4 M E 19 12 3 L B 2 2
Čelici visoke čvrstoćeTuzla, 25.02.201624
voestalpine Böhler Welding
Označavanje materijala za zavarivanje
AWS
Böhler Fox EAS 4 M E316L-15
Čelici visoke čvrstoćeTuzla, 25.02.201625
voestalpine Böhler Welding
Označavanje materijala za zavarivanje
AWS
Böhler Fox EAS 4 M E316L-15
Čelici visoke čvrstoćeTuzla, 25.02.201626
voestalpine Böhler Welding
Označavanje materijala za zavarivanje
AWS
Böhler Fox EAS 4 M
basic
rutilebasic
rutile
E316L-15
Čelici visoke čvrstoćeTuzla, 25.02.201627
voestalpine Böhler Welding
Vrste dodatnog materijala za zavarivanje:
Označavanje materijala za zavarivanje
EN ISO
Čelici visoke čvrstoćeTuzla, 25.02.201628
voestalpine Böhler Welding
Vrste omotača elektroda:
Označavanje materijala za zavarivanje
EN ISO
Čelici visoke čvrstoćeTuzla, 25.02.201629
voestalpine Böhler Welding
Vrste praškom punjenih žica:
Označavanje materijala za zavarivanje
EN ISO
Čelici visoke čvrstoćeTuzla, 25.02.201630
voestalpine Böhler Welding
Sitnozrnasti čelici visoke čvrstoće
Čelici visoke čvrstoćeTuzla, 25.02.201631
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
voestalpine Böhler Welding
Sitnozrnasti čelici visoke čvrstoće
Čelici visoke čvrstoćeTuzla, 25.02.201632
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
voestalpine Böhler Welding
Sitnozrnasti čelici visoke čvrstoće
Čelici visoke čvrstoćeTuzla, 25.02.201633
U cilju sprečavanja nastanka hladnih pukotina prouzrokovanih
vodonikom, preporučuje se korišćenje bazičnih dodatnih materijala (H5)
koje je prije korišćenja potrebno osušiti
voestalpine Böhler Welding
Sitnozrnasti čelici visoke čvrstoće
Čelici visoke čvrstoćeTuzla, 25.02.201634
Vodonik iz dodatnog
materijala
Vodonik iz
okruženja
Vodonik iz
osnovnog materijala
voestalpine Böhler Welding
Sitnozrnasti čelici visoke čvrstoće
Čelici visoke čvrstoćeTuzla, 25.02.201635
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
voestalpine Böhler Welding
Sitnozrnasti čelici visoke čvrstoće
Čelici visoke čvrstoćeTuzla, 25.02.201636
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
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
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
Ti 52 T-FD; HL 51 T-MC
HL 51 T-MC; Ti 60 T-FD
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
Ti 52 T-FD; HL 51 T-MC
HL 51 T-MC; Ti 60 T-FD
EMS 2 Mo
3 NiMo 1-UP
S275M
S275ML
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
S355M
S355ML
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
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
Ti 52 T-FD; HL 51 T-MC
HL 51 T-MC; Ti 60 T-FD
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
Ti 52 T-FD; HL 51 T-MC
HL 51 T-MC; Ti 60 T-FD
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
Ti 52 T-FD; HL 51 T-MC
Ti 52 T-FD; HL 51 T-MC
HL 51 T-MC; Ti 60 T-FD
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
voestalpine Böhler Welding
Sitnozrnasti čelici visoke čvrstoće
Čelici visoke čvrstoćeTuzla, 25.02.201637
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
Ti 75 T-FD; Kb 85 T-FD
Ti 80 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
alform 700-MC; Kb 85 T-FD
Ti 80 T-FD; 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
alform 900-MC; Kb 90 T-FD
alform 900-MC; Kb 90 T-FD
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
voestalpine Böhler Welding
Sitnozrnasti čelici visoke čvrstoće
Čelici visoke čvrstoćeTuzla, 25.02.201638
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 %
voestalpine Böhler Welding
Sitnozrnasti čelici visoke čvrstoće
Čelici visoke čvrstoćeTuzla, 25.02.201639
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
voestalpine Böhler Welding
Sitnozrnasti čelici visoke čvrstoće
Čelici visoke čvrstoćeTuzla, 25.02.201640
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
Böhler alform 960-IG
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
voestalpine Böhler Welding
Sitnozrnasti čelici visoke čvrstoće
Schwing GmbH – S36X
Implemented base materials
alform 700M
alform plate 700M
alform 900 x-treme
Implemented welding consumables
Böhler X70-IG
Böhler X90-IG
Truck-mounted pump
boom range increased
by 5 meters!
The world's first system for high-strength
and ultra-high-strength welded structures
Čelici visoke čvrstoćeTuzla, 25.02.201641
voestalpine Böhler Welding
Sitnozrnasti čelici visoke čvrstoće
Logistic Service GmbH Linz
Implemented base materials
alform 700M
alform plate 700M
Implemented welding consumables
Böhler alform 700-MC
Böhler alform 700-IG
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
The world's first system for high-strength
and ultra-high-strength welded structures
Čelici visoke čvrstoćeTuzla, 25.02.201642
voestalpine Böhler Welding
Hvala!Aleksandar Sarić
T. +43/3862/301-28260
Čelici visoke čvrstoćeTuzla, 25.02.201643