低合金高張力鋼の溶接における熱影響部に関する研究
UHV タワー用の低合金高張力鋼 ASTMA572GR.65 鋼（以下、GR.65 鋼）の製造は、タワーの全体的な強度を高め、鋼材の使用量を削減するだけでなく、総コストを削減することができます。プロジェクトの使用がますます増えています。 ただし、鋼は硬化する傾向が大きく、硬度が高く、溶接後に亀裂（特に低温亀裂）が発生する傾向が大きく、タワーの品質に影響を与えます。
溶接熱影響部の研究では、実際の溶接プロセスパラメータに基づいて溶接熱影響部シミュレータを使用して溶接熱影響部サンプルを生成する文献が多くあります。 この方法では研究の便宜上溶接熱影響部を拡大することができますが、溶接熱影響部シミュレータで得られるサンプルパラメータと実際の溶接で得られるサンプルパラメータとの間には誤差があるとの文献も指摘されています。 上記の考察に基づいて、GR.65 鋼の溶接熱影響部を研究するために溶接実験を実施しました。 溶接熱影響部の微細構造と機械的特性に対する溶接入熱(E)の影響を異なる予熱温度(TP)下で研究し、UHV溶接タワー溶接におけるGR.65鋼の亀裂制御の理論的および実験的参考資料を提供しました。
実験材料は、サイズ 300mm×200mm×10mm の熱間圧延 GR.65 鋼でした。その化学組成（質量分率、%）は次のとおりです: 0.203C、0.043Si、1.26Mn、0.006P、0.001S、0.046 Nb、0.019Ni、0.012Cr、0.29Al、0.018Cu。 45度のL字ベベルで、2mmの鈍いエッジが付いています。 溶接材料はΦ1.2mm ER55-G溶接ワイヤです。 溶接方法はCO2ガスシールド溶接、溶接装置型式はYM-500KR、シングルパス突合せ溶接を採用しています。 溶接後は室温で空冷し、衝撃試験、硬度試験を行います。
GR.65鋼の溶接線エネルギーが10kJ/cmの場合、溶接熱影響部の幅は約4mm、40kJ/cmでは約9mmに達します。 粗いゾーンの粒度は、ワイヤのエネルギー入力が異なると大きく異なります。 ワイヤエネルギーが 40kJ/cm の場合の粗いゾーンの平均粒径は、10kJ/cm のほぼ 2 倍になります。 これは、GR.65 鋼が高線形エネルギーではオーステナイト粒に対する抑制効果が限定的である一方、低線形エネルギーでは Nb(C,N) の釘打ち効果によりオーステナイト粒の成長が妨げられることを示しています。 低い溶接エネルギー（10kJ/cm）では、溶接前に予熱を行うと、予熱を行わない場合に比べてマルテンサイトやMAブロックなどの硬化組織が微細化され、粗粒部の靭性に好影響を与えます。 しかし、高いラインエネルギー（40kJ/cm）の下では、溶接前の予熱によって粗粒ゾーンがさらに粗粒組織になるだけでなく、上部ベイナイトなどの機械的特性が比較的劣る微細組織が生成されやすくなり、これにより溶接効率が大幅に低下します。溶接時に注意が必要な粗粒部の靭性。
