Le soudage du tubage API J55

API 5A J55 est un matériau couramment utilisé pour les tubages. Le corps du tube est fileté sur le raccord et doit être soudé pour renforcer la solidité de la connexion filetée. Un environnement de travail difficile exige une qualité élevée pour le corps du tube et la qualité du soudage. Nous analysons sa soudabilité en calculant l'équivalent carbone. La composition chimique de la gaine J55 est indiquée dans le tableau suivant :

CE＝C＋Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15

CE＝0,69＞0,4

La soudabilité du matériau est médiocre lorsque l'équivalent carbone dépasse 0,4, une température de préchauffage élevée et un processus strict sont nécessaires pour obtenir une qualité de soudage satisfaisante. La teneur en carbone de 0,34%~0,39% déplace la courbe de transition de l'austénite surfondue vers la droite et la stabilité de l'austénite surfondue augmente. L'ajout d'éléments d'alliage, tels que Cr, Mn, Ni et Cu, déplace la courbe de transition de l'austenite surfondue vers la droite et améliore sa stabilité et son point MS (le point de départ de la formation de Mmartensite). Tous ces effets augmentent la tendance à la trempe de J55, et il est facile de le fissurer pendant le soudage.

La tendance à la fissuration à froid des Boîtier J55 est principalement due à l'importante fissure de fragilisation par trempe. La valeur de dureté la plus élevée de la zone affectée par la chaleur de soudage est élevée et le refroidissement rapide est facile à former la martensite en raison de la résistance élevée. Afin de réduire la vitesse de refroidissement, de prolonger le temps de refroidissement du joint soudé de 800 ℃ à 500℃, d'améliorer la microstructure du métal soudé et de réduire la dureté maximale de la zone affectée thermiquement, un préchauffage avant le soudage et un revenu après le soudage sont nécessaires. Le boîtier J55 a une faible tendance à la fissuration à chaud parce qu'il ne contient pas de carbure fort et a une faible conductivité thermique, ce qui est difficile de générer un eutectique de basse fusion. La résistance à la traction du J55 est supérieure ou égale à 517 MPa, et la limite d'élasticité est comprise entre 379 et 522 MPa. Nous devrions utiliser le fil de soudure ER55-G qui a une résistance similaire. Le fil de soudage a une teneur élevée en Ni, une forte résistance à la fissuration à froid et d'excellentes propriétés mécaniques globales du métal déposé. Nos ingénieurs élaborent les deux plans suivants :

Méthode de soudage 1 : soudage au gaz 80%Ar+20%CO2. Fil de soudage ER55-G d'un diamètre de 3,2 mm. Paramètres de soudage : courant 250~320A, tension 26 ~30V ; Vitesse de soudage 35~50cm/min ; La température de préchauffage est 100℃, et la température inter-couche n'est pas inférieure à la température de préchauffage, mais il n'est pas autorisé à être plus élevé que la température de préchauffage de 30℃. Traitement post-soudage : refroidissement à l'air sans traitement thermique.

Méthode de soudage 2 : Les mêmes matériaux et paramètres de soudage que la première méthode, seulement le changement de traitement thermique post-soudage : traitement de trempe, température 600±20℃, temps de maintien pendant 4h ; taux de chauffage 50℃/h, taux de refroidissement 50℃/h.

Les résultats des deux essais de soudage sont les suivants :

L'essai de traction du premier schéma est qualifié. Les valeurs d'impact des trois échantillons dans la zone affectée thermiquement sont de 26, 47, 23, ce qui n'est pas qualifié. Les quatre échantillons de flexion latérale présentaient des fissures de 3,75 mm, 4 mm, 1,38 mm et 0,89 mm, respectivement, qui n'étaient pas qualifiées. Le test montre que ce schéma de soudage n'est pas raisonnable.

Les valeurs d'impact des trois échantillons dans la zone affectée par la chaleur sont de 51, 40, 40, ce qui est satisfaisant. Les quatre échantillons de flexion latérale sont intacts et qualifiés ; l'expérience prouve que ce schéma de soudage est raisonnable. Le traitement thermique après soudage peut améliorer la microstructure et les propriétés du soudage, ce qui est l'un des facteurs importants pour obtenir des joints soudés qui répondent aux exigences techniques du soudage du boîtier J55.