effects of temper bead on carbon steel by shielded metal arc … · 2018-06-28 · the welding...

The Journal of Applied Science Vol. 17 No. 1: 111-124 [2018] วารสารวทยาศาสตรประยกต doi: 10.14416/j.appsci.2018.06.003

- 111 -

ISSN 1513-7805 (Printed in Thailand) ISSN 2586-9663 (Online)

อทธพลของการเชอมเทมเปอรบทในวสดเหลกกลาคารบอนดวยกระบวนการเชอมอารกไฟฟาดวยลวดเชอมหมฟลกซ Effects of temper bead on carbon steel by shielded metal arc welding process สทธพงษ แสงอนทร1* Sittipong sang-in1* 1ภาควชาเทคโนโลยวศวกรรมการเชอม, วทยาลยเทคโนโลยอตสาหกรรม, มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาพระนครเหนอ บางซอ กรงเทพฯ 10800 1 Department of Welding Engineering Teachnology, College of Industrial Tecahnology, King Mongkut’s University of Teachnology North Bangkok, Bangsue, Bangkok 10800

*E-mail: [email protected] Received: 12/02/2018; Accepted: 12/06/2018

บทคดยอ

การเชอมเทมเปอรบทเหลกกลาคารบอนดวยกระบวนการเชอมอารกดวยลวดเชอมหมฟลกซ ไดถกด าเนนการเพอศกษาโครงสรางทางจลภาคและความแขงของโลหะเชอม วสดในการทดลอง คอ แผนเหลกกลาคารบอน ASTM A 36 ทมขนาดกวาง 50 มลลเมตร ยาว 150 และหนา 5 มลลเมตร ลวดเชอมทใชคอ AWS A 5.1 E 7016 การทดลองแบงออกเปนสองสวน สวนแรก ศกษาอทธพลผลของระยะการเชอมทบแนวทมผลตอสมบตโลหะเชอม โดยท าการเชอมดวยกระแส 90-110 แอมแปร สวนทสอง ศกษาอทธพลของชนแนวเชอมจ านวน 6 ชน ทกระแส 120 แอมแปร ทมผลตอสมบตโลหะเชอม จากผลการศกษาและวเคราะหโครงสรางมหภาคและจลภาคของพนทผลกระทบรอน พบวามการเปลยนแปลงโครงสรางจลภาคและมรปรางเกรนทมความหยาบมากกวาพนทการหลอมละลาย โครงสรางจลภาคของพนทการเทมเปอรถกปรบปรงและแสดงความแขงลงต ากวาโลหะฐานและพนทกระทบรอน เมอเปรยบเทยบความแขงกอนและหลงการเทมเปอรพบวาความแขงของโลหะเชอมมคาลดลงทกชนการเชอม

Research Article


- 112 -

ค าส าคญ: การเชอมเทมเปอรบท, ความแขงของโลหะเชอม, โครงสรางจลภาค Abstract

A temper bead welding of carbon steel using a shielded metal arc welding (SMAW) process was performed to study microstructure and hardness of the weld metal. A material using in this experiment was ASTM A36 carbon steel plate that was 50 millimeters in width, 150 millimeters in length and 5 millimeters in thickness. The welding electrode was AWS A5.1 E7016. The experiment was divided into 2 parts. Firstly, the effect of welding bead overlap distance on the weld property with the welding current of 90-110 amperes was investigated. Secondly, the effect of the welding layer on the weld property with 6 welding layers and the welding current of 120 amperes was inspected. From the study and analysis on macro and microstructure of the heat affected zone (HAZ), it was found that there was the alteration in microstructure and more rough grains shape than in the fusion area. The microstructure of the tempered area was improved and showed the decreasing of hardness lower than the base metal and HAZ. When compared the hardness of pre- and post- temper, it was revealed that the hardness of the weld metal decreased in all weld layers. Keywords: temper bead welding, weld metal hardness, microstructure บทน า

กระบวนการเชอมอารกดวยลวดเชอมหมฟลกซ ความรอนไดจากการอารกระหวางลวดเชอมหมฟลกซกบชนงาน เพอหลอมละลายลวดเชอมและชนงานใหตดกน แกนลวดเชอมท าหนาทเปนตวน ากระแสไฟฟาและหลอมละลายเปนเนอโลหะเชอม สวนฟลกซทหมลวดเชอมหลอมละลายแตกตวเปนแกสปกคลม และหลอมละลายเปน แสลกหลอมเหลว (molten slag) เพอปองกนบรรยากาศภายนอกเขามาท าปฏกรยากบแนวเชอมและชวยลดอตราการเยนตวของแนวเชอม

เหลกกลาคารบอนสามารถเปลยนสมบตทางกลไดโดยวธการปรบปรงคณภาพดวยความรอน การเพมความแขงแรงทางกล การเพมธาตผสม หรอหลายวธการรวมกน เหลกกลาคารบอนเมอไดรบความรอนจนมอณหภมสงกวาอณหภมวกฤต จะเปลยนเปนเฟสออสเทนไนตซงเปนเฟสทไมเสถยร ณ อณหภมหอง และสามารถละลายคารบอนไดสง ถาควบคมการเยนตวอยางชา ๆ ลงมาทอณหภมหอง เฟสออสเทนไนตจะกลบมาเปนเฟอรไรต หรอ เฟอรไรตหรอเพรลไลท หรอทงสองโครงสรางรวมกน (Limmaneevichitr, 2005)


- 113 -

Shen et al. (2012) ไดศกษาผลของความรอนทลงสชนงานตอขนาดรปรางของแนวเชอม ผลกระทบตอ

บรเวณกระทบรอนของเนวเชอม (heat affected zone: HAZ) ในกระบวนการเชอมอารกใตฟลกซ (submerged arc welding: SAW) พบวาเมอความรอนลงสชนงานสงขน ขนาดรปราง ทงความนน ความกวาง ความลก ของแนวเชอม รวมถงขนาดของบรเวณกระทบรอนเพมสงขน โครงสรางจลภาคเปนโปรยเทคตอยเฟอรไรทเกรนละเอยดบรเวณ HAZ ซงละเอยดกวาเนอโลหะเดมทท าการเชอมบรเวณ HAZ เกรนหยาบ ไดโครงสรางเบนไนท เฟอรไรท และเพรลไลท ในขณะท Aloraier et al. (2006) ไดศกษาการเชอมอารกฟลกซคอร (flux cored arc welding: FCAW) ดวยการท าเทมเปอรบท (temper bead) เพอลดการใหความรอนหลงการเชอมเปนวธการลดความเคนตกคางจากการเชอม ซงสงผลตอการเทมเปอรโครงสรางแนวเชอมและ HAZ ซงท าใหสมบตทางกลถกลดทอนลงไปดวย อนไดแก ความตานทานการคบตว ความตานทานแรงดง เมอผานวฏจกรทางความรอนจากการใหความรอนหลงการเชอมหลายครง ความรอนจากการเชอมสงผลท าใหบรเวณชนงานทไดรบอทธพลทางความรอน HAZ เกดการเปลยนแปลงโครงสรางทางจลภาค เปนผลใหสมบตทางกลทไดเปลยนแปลง จ าเปนตองใหความรอนกบชนงานหลงการเชอม เพอปรบปรงสมบตทางกล อณหภมสงทเกดขนบนชนงานขณะการเชอมซอนแนวหลายชน ในกรณชนงานหนา ทสงเกนคาอณหภมวกฤต เปนชวงอณหภมทกอใหเกดการเปลยนแปลงโครงสรางจลภาค อยางไรกตาม ความรอนจากการเทมเปอรบทในแนวเชอมถดไปมขอจ ากดเรองความไมสม าเสมอของอณหภมอนเนองจากเปอรเซนตการซอนทบทตางกนและระดบของการเทมเปอรเมอมการเชอมซอนทบหลายแนวเชอม เพอทจะเขาใจถงความสมพนธดงกลาวนนวาสงผลอยางไรตอสมบตทางกล และโครงสรางทางจลภาคทเกดขน การวจยอทธพลของการเชอมเทมเปอรบทในเหลกกลาคารบอนดวยกระบวนการเชอมไฟฟาดวยลวดเชอมหมฟลกซนจะท าใหทราบถงความสมพนธทสงผลตอการเปลยนแปลงโครงสรางและสมบตทางกล วสดอปกรณและวธการทดลอง

ในการศกษาครงนแบงการทดลองออกเปนชดการทดลอง ใชวสด ASTM A36 ซงมสวนผสมทางเคม ดงตารางท 1

การทดลองท 1 ศกษาเปอรเซนตการเชอมทบแนวตอการเปลยนแปลงโครงสรางจลภาคและสมบตทางกล โดยในการทดลองน าชนงานวสดเหลกกลา ASTM A36 มาตดใหไดขนาดกวาง 50 ยาว 150 และหนา 5 มลลเมตร ดงรปท 1 น าชนงานมาลบคมจากการตดบรเวณขอบของชนงาน และบรเวณผวหนาของชนงาน จากนนอบลวดเชอมเพอลดความชนภายในฟลกซ ทอณหภม 350 ºC เปนเวลา 1 ชวโมง เชอมโดยใชกระแสไฟฟาแบบ DC electrode positive (DCEP) ลวดเชอม AWS A5.1 E7016 เสนผานศนยกลาง 3.2 มลลเมตร ดวยกระแส 90, 100 และ 110 แอมแปร ท าการเชอมแนวทหนง เปนการเชอมเดนแนวบนแผนงาน ท าความสะอาดแนวเชอมแนวทหนงและปลอยใหเยนตวจนถงอณหภมหอง แลวเชอมแนวเชอมแนวทสองตามจดทก าหนดไวเพอใหไดเปอรเซนตการเชอมทบ


- 114 -

แนวทหลากหลาย หลงจากนนจะท าการตดชนงานเพอตรวจสอบโครงสรางจลภาค การวดการซอนทบ และการทดสอบคาความแขงในแนวตดขวางชนงาน ดงรปท 2 ตารางท 1. สวนผสมทางเคมของชนงาน (ASTM A36/A36M-14 Standard Specification for Carbon Structural Steel) (American Society of Mechanical Engineers, 2007)

Fe C P S Mn Cu 99% 0.26% 0.04% 0.05% 0.75% 0.2%

รปท 1. ขนาดชนงาน ทศทางการเชอม

รปท 2. ต าแหนงการตดชนงานทดสอบเปอรเซนตการซอนทบ

การทดลองท 2 ศกษาผลของจ านวนชนของแนวเชอมตอการเปลยนแปลงสมบตเชงกล โดยในการทดลองน าชนงานวสดเหลกกลา ASTM A36 มาตดใหไดขนาดกวาง 50 ยาว 150 และหนา 5 มลลเมตร ใชกระแสไฟฟา


- 115 -

แบบ DCEP ดวยกระแสไฟฟา 120 แอมแปร กบลวดเชอม AWS A5.1 E7016 เสนผานศนยกลาง 4.0 มลลเมตร เชอมทงหมด 6 ชน หลงจากนนท าการตดขวางชนงาน ดงรปท 3

ทศทางการเชอม

รปท 3. ต าแหนงการตดชนงานทดสอบ การวดผลเปอรเซนตการซอนทบ

การวดผลเปอรเซนตการซอนทบสามารถหาไดจากสมการ %100)(

a

ba ตามวธการของ ASME

section IX (American Society of Mechanical Engineers, 2015) ดงรปท 4

รปท 4. การวดผลเปอรเซนตการซอนทบ ขนตอนการตรวจสอบโครงสรางจลภาคและทดสอบความแขง การตรวจสอบโครงสรางจลภาคเพอศกษาบรเวณผลกระทบทางความรอนจากการเชอม เตรยมชนงานการตรวจสอบโครงสรางจลภาค ตดดวยเลอยกลในแนวตดขวางทแสดงกอนหนา แลวจงน าชนงานมาขนรปตวเรอนเยน ขดผวใหละเอยดดวยกระดาษทรายและขดขนตอนสดทายดวยผงอะลมนาออกไซด ลางชนงานใหสะอาด กดกรดดวยสวนผสมของสารละลายทใชในการตรวจสอบโครงสรางตามมาตรฐาน ASM handbook 2004 (Benscoter &


- 116 -

Bramfitt, 2004) ประกอบดวย กรดไนตรค (NHO3) เขมขน 5 มลลลตร และเอทลแอลกอฮอล (C2H5OH ) 95 มลลลตร หลงจากการกดกรดเสรจแลว น าชนงานทได มาถายภาพโครงสรางและทดสอบความแขงดวยวธ ไมโครวกเกอร (micro vickers hardness testing) ตอไป ดงรปท 5

รปท 5. ผวงานทผานการกดกรดจากการทดลองท 1 (ซาย) และ 2 (ขวา) ผลและวจารณผลการทดลอง ผลการวดเปอรเซนตการซอนทบ การวดเปอรเซนตการซอนทบของแนวเชอมจากกระแสไฟฟา 90 และ 100 แอมแปร พบวาทต าแหนงเดยวกน เมอปรมาณกระแสไฟฟาเพมขน เปอรเซนตการซอนทบกเพมขนตามไปดวย ทงนเปนผลมาจากความรอนทเขาสชนงานเพมสงขน ท าใหความกวางของแนวเชอมเพมขน แตในต าแหนง 1 และ 2 ของกระแสไฟฟา 100 และ 110 แอมแปร ความกวางของแนวเชอมลดลงเลกนอย ท าใหเปอรเซนตการซอนทบลดลง เปนผลมาจากความรอนทเขาสชนงานมความเขมขนสงขนมาก จงท าใหถายเทลงสดานลางของชนงานสงผลใหการหลอมลกมากขน ในขณะทอตราการเตมเนอโลหะงานเทาเดมความกวางจงลดลงแตไปเพมขนในสวนของความลกแทน ต าแหนงท 3 นนไดผลเปอรเซนตการซอนทบเพมขนเชนเดมเพราะใกลกบจดหยดเชอมซงบงคบใหทบกนสมบรณจากการออกแบบการทดลอง ตารางท 2 แสดงเปอรเซนตการเชอมซอนทบ จากการวดทต าแหนงเดยวกนเมอกระแสไฟฟาทใชในการเชอมเพมขนจาก 90-110 แอมแปร ผลการตรวจสอบโครงสรางจลภาค

วสด ASTM A36 เหลกกลาคารบอน มโครงสรางพนฐานเปนโครงสรางเฟอรไรต เพรลไลท ดงแสดงในรปท 6 ซงไดจากการเตรยมโครงสรางจากวสดกอนการเชอม


- 117 -

ตารางท 2. ผลของกระแสไฟฟาเชอมตอเปอรเซนตการซอนทบของแนวเชอมในต าแหนงตาง ๆ

กระแสไฟฟาเชอม (แอมแปร)

เปอรเซนตซอนทบแนวเชอม

หนาตดท 1 หนาตดท 2 หนาตดท 3 90 32 57 70

100 37 63 74 110 34 60 84

ผลการตรวจสอบโครงสรางจลภาค

วสด ASTM A36 เหลกกลาคารบอน มโครงสรางพนฐานเปนโครงสรางเฟอรไรต เพรลไลท ดงแสดงในรปท 6 ซงไดจากการเตรยมโครงสรางจากวสดกอนการเชอม

รปท 6. แสดงภาคโครงสรางทางจลภาคของชนงาน (ก าลงขยาย 500 เทา) ผลการตรวจสอบโครงสรางจลภาคของบรเวณการเชอมซอนทบ

จากผลการทดลองในตารางท 3 หลงการเชอมดวยกระแสไฟฟา 90 แอมปแปร บรเวณ HAZ ใกลกบบรเวณแนวเชอม ลกษณะโครงสรางทางจลภาคมขนาดเกรนทโตและหยาบกวา HAZ ทตดกบบรเวณเนอวสด อนเปนผลมาจากความรอนจากการเชอมสงเกนจดวกฤต และเยนตวชากวา HAZ ทตดกบชนงานสวนบรเวณแนวเชอม สวนบรเวณของแนวเชอมลกษณะโครงสรางจลภาคเกดจากการแขงตวภายในแนวเชอม บรเวณเทมเปอรโครงสรางบรเวณแนวเชอมแนวแรกทถกเทมเปอรจากแนวเชอมแนวทสอง เพรลไลทเปลยนเปนเพรลไลททละเอยดขน สวนในต าแหนงเหนอแนวเทมเปอรจะมเกรนทหยาบ


- 118 -

ตารางท 3. ภาพถายโครงสรางจลภาคทบรเวณการเชอมซอนทบของแนวเชอมในต าแหนงตาง ๆ โดยใชกระแสไฟฟา 90 แอมแปร

ภาพโครงสรางทางจลภาค ต าแหนง ลกษณะของโครงสรางจลภาค

HAZ บรเวณ HAZ

Weld ลกษณะการแขงตวภายในแนวเชอม

Temper Bead

บรเวณแนวเชอมแนวแรกถกความรอนจากแนวเชอมทสองกระท า

จากผลการทดลองในตารางท 4 หลงการเชอมดวยกระแสไฟฟา 100 แอมแปร บรเวณ HAZ ทตดกบสวน

ทหลอมละลายมขนาดเกรนทหยาบกวาบรเวณชนงาน เกรนในบรเวณดงกลาวเกดการขยายตวเนองจากมอณหภมสงขณะเชอมเปนเวลานาน ชวงของเกรนหยาบอยใกลกบแนวหลอมละลาย ในชวงการจดเรยงผลกใหมบางสวน โครงสรางจะประกอบไปดวยเฟอรไรทและเพรลไลท บรเวณเทมเปอรลกษณะโครงสรางจลภาคบรเวณแนวเชอมแนวแรกทถกซอนทบจากแนวเชอมแนวทสอง เพรลไลทเปลยนเปนออสเทนไนท ทงนเมอโครงสรางออสเทนไนท


- 119 -

เยนตวลงจะเกดการเปลยนเฟสเปนเพลไลททละเอยดขน ซงไกลเคยงกบงานวจยของ Shen et al. (2012) ทศกษาผลของความรอนทเขาสชนงานตอขนาดรปรางของแนวเชอม ผลกระทบตอบรเวณ HAZ ในกระบวนการเชอม SAW โดยพบวาเมอความรอนเขาสชนงานสงขน ขนาดรปราง ทงความนน ความกวาง ความลก รวมถงขนาดของ HAZ เพมสงขน โครงสรางจลภาคเปนโปรยเทคตอยเฟอรไรทในเกรนละเอยดบรเวณ HAZ ซงละเอยดกวาเนอโลหะงานทท าการเชอม บรเวณ HAZ เกรนหยาบมโครงสรางเปนเบนไนท เฟอรไรท และเพรลไลท ตารางท 4. ภาพถายโครงสรางจลภาคทบรเวณการเชอมซอนทบของแนวเชอมในต าแหนงตาง ๆ โดยใชกระแสไฟฟา 100 แอมแปร




Temper Bead บรเวณแนวเชอมแนวแรกถกความรอนจากแนวเชอมแนวทสองกระท า


- 120 -

จากผลการทดลองในตารางท 5 หลงการเชอมดวยกระแสไฟฟา 110 แอมแปร บรเวณ HAZ มขนาดเกรน

ทหยาบกวาบรเวณชนงาน เนองจากชนงานไดรบความรอนจากการเชอมสงแตชนงานยงมอณหภมต ากวาอณหภมหลอมละลาย มการจดเรยงผลกใหม มอตราการเยนตวต าเปนผลใหโครงสราง HAZ บรเวณทเทมเปอรแสดงใหเหนลกษณะโครงสรางจลภาคบรเวณแนวเชอมแนวแรกทถกซอนทบจากแนวเชอม แนวมขนาดเกรนทละเอยดขน สวนในต าแหนงเหนอแนวเทมเปอรมขนาดเกรนโต

ตารางท 5. ภาพถายโครงสรางจลภาคทบรเวณการเชอมซอนทบของแนวเชอมในต าแหนงตาง ๆ โดยใชกระแสไฟฟา 110 แอมแปร




Temper Bead

บรเวณแนวเชอมแนวแรกถกความรอนจากแนวเชอมแนวทสองกระท า


- 121 -

ผลของการศกษาโครงสรางจลภาคดงกลาวสอดคลองกบงานวจยของ Aloraier et al. (2006) ทไดศกษาการ

เชอม FCAW ดวยการท าเทมเปอรบทเพอลดการใหความรอนหลงการเชอม เปนวธการลดความเคนตกคางจากการเชอม ซงสงผลตอการเทมเปอรโครงสรางแนวเชอมและ HAZ ทท าใหสมบตทางกลถกลดทอนลงไปดวย อนไดแก ความตานทานการคบตว ความตานทานแรงดง เมอผานวฏจกรทางความรอนจากการใหความรอนหลงการเชอมหลายครง โดยศกษาเปอรเซนตการเชอมซอนแนวทมผลตอโครงสรางจลภาคและสมบตทางกล ผลการวจยพบวาถงแมวาจะเกดการเชอมซอนทบกยงใหโครงสรางและสมบตทางกลทด โดยทเปอรเซนตการเชอมซอนแนว 70 เปอรเซนต พบวาคาความแขงเพมขนในบรเวณทไมถกการเทมเปอรและบรเวณทไมถกการเชอมซอนทบ สวนบรเวณทถกซอนทบและถกเทมเปอรบทใหคาความแขงทลดลง โดยพบเกรนทหยาบในบรเวณ HAZ ของแนวเชอมแนวท 1 และละเอยดขนใน HAZ ของแนวเชอมแนวท 2 จงเหนไดชดวาเปอรเซนตการเชอมซอนแนวสงผลตอคาความแขงและโครงสรางจลภาค โดยยงคงใหโครงสรางและคาความแขงทดทเปอรเซนตการเชอมซอนแนวระหวาง 50-70 เปอรเซนต โดยโครงสรางของ HAZ มคาความแขงลดลง 22 เปอรเซนต

ผลการทดสอบความแขง (จากการทดลองท 1: เปอรเซนตการซอนทบของแนวเชอม)

ในการทดสอบคาความแขงดงรปท 7 แนวเชอมแนวแรกมคาความแขงเฉลย 192.5 Hv และแนวเชอมแนวทสองมคาความแขงเฉลย 185.5 Hv เมอเทยบกบบรเวณทถกเทมเปอรมคาความแขงเฉลยท 153.8 Hv จะเหนไดวาคาความแขงเฉลยทไดมแนวโนมลดลง เนองจากบรเวณแนวเชอมแนวท 1 ถกเทมเปอรโดยแนวท 2

รปท 7. คาความแขงทต าแหนงตาง ๆ

ต าแหนงในการวดคาความแขง


- 122 -

บรเวณ HAZ 1 มคาความแขงเฉลย 168 Hv และบรเวณ HAZ 2 มคาความแขงเฉลย 155.7 Hv เมอเทยบกบบรเวณทถกเทมเปอรคาความแขงเฉลยของบรเวณ HAZ มคาสงกวา จะเหนไดวา วฏจกรทางความรอนมผลตอการเปลยนแปลงโครงสรางรวมถงคาความแขงอกดวย ผลการทดสอบนเปนไปในทางเดยวกบการศกษาของ Aloraier et al. (2004) ซงไดศกษาถงล าดบการเชอม FCAW ทสงผลตอโครงสรางจลภาคและคาความแขงดวยเทคนคเทมเปอรบท พบวาล าดบขนการเชอมมผลตอโครงสรางจลภาคและสงผลท าใหคาความแขงและขนาดของ HAZ ลดลง หลงจากทไดท าการเชอมแนวทสองและความรอนสงผลตอแนวเชอมแรก ผลการทดสอบความแขง (จากการทดลองท 2: จ านวนชนของแนวเชอม)

จากการทดสอบคาความแขงดงรปท 8 แนวเชอมแนวท 1 มคาความแขงเฉลย 172.9 Hv แนวเชอมแนวท 1 ทถกแนวเชอมแนวท 2 เทมเปอรมคาความแขงเฉลย 161.9 Hv คาความแขงแนวเชอมแนวท 2 มคาความแขงเฉลย 166 Hv แนวเชอมแนวท 2 ทถกแนวเชอมแนวท 3 เทมเปอร มคาความแขงเฉลย 158.5 Hv ซงผลการทดสอบความแขงมแนวโนมเหนไดชดวา คาความแขงบรเวณทถกเทมเปอรมคาความแขงลดลงทกชนทถกเทมเปอร ซงเทยบเคยงไดกบการศกษาของ Suarez et al. (2015) ทศกษาวธการเชอมเหลกกลาส าหรบท าแมพมพ AISI P20 ดวยกระบวนการเชอมอารคทงสเตนแกสปกคลม (gas tungsten arc welding: GTAW) โดยท าการเชอมแนวเชอมและแบบเชอมซอนแนว และศกษาผลดานขนาดรปรางของแนวเชอม คาความแขงและโครงสรางจลภาค ซงการเชอมซอนแนวท าใหเกดการเทมเปอรดวยวฎจกรทางความรอนกบแนวเชอมและ HAZ ซงความรอนในแนวถดมาท าใหเกดการเทมเปอรมารเทนไซดทบรเวณ HAZ สงผลใหคาความแขงลดลง โดยหากในแนวถดไปใชพลงงานทเพมสงขน กจะท าใหคาความแขงทไดลดลงมากขนตามไปดวย ซงกรณของเหลกกลาไรสนมอาจใหผลของคาความแขงตางออกไป ไดแกการศกษาของ Das et al. (2009) ทศกษาเกยวกบการเลอกใหโลหะเตมและผลของการเทมเปอรตอสมบตทางกลของการเชอมโลหะตางชนดกนระหวางเหลกกลาไรสนม 403 และ 304L(N) พบวา ความรอนจากแนวบทเตอรรงดวยลวดเชอม 403 SS และเชอมดวยลวด ERNiCr-3 ผลของการเทมเปอรไมสงผลตอสมบตทางกลในดานลบโดยยงคงใหคาความเหนยวและความแขงแรงจากการทดสอบการดดโคงทด ซงหลงจากเชอมเสรจแลวกไมตองท าการใหความรอนหลงการเชอม

สรปผลการทดลอง

1. จากการศกษาการเชอมเปอรเซนตการซอนแนวและจ านวนชนของแนวเชอม 6 ชน พบวาสวนบรเวณแนวเชอม ลกษณะโครงสรางจลภาคเกดจากการแขงตวภายในแนวเชอม บรเวณเทมเปอรโครงสรางบรเวณแนวเชอมแนวกอนหนาทถกเทมเปอรจากแนวเชอมแนวทถดไป มผลใหเพรลไลทเปลยนเปนเพรลไลททละเอยดขน สวนในต าแหนงเหนอแนวเทมเปอรจะเปนสวนของเกรนหยาบ


- 123 -

2. คาความแขงของแนวเชอมแนวแรกใหคาความแขงทต ากวาแนวทสอง เนองจากแนวเชอมแนวแรกไดรบ

อทธพลของความรอนท าใหคาความเครยดในเนอแนวเชอมลดลง 3. คาความแขงของจ านวนชนแนวเชอม 6 ชน บรเวณทถกเทมเปอรในทกชนของแนวเชอม คาความแขง

เฉลยมแนวโนมลดลงเมอเทยบกบบรเวณเนอแนวเชอมเนองจากผลของความรอนทเกดขนในวฏจกรทางความรอนทกระท าจากการเชอม

รปท 8. คาความแขงแนวเชอมและบรเวณทถกเทมเปอรจากแนวถดไป

เอกสารอางอง Aloraier, A., Ibrahim, R. & Thomson, P. (2006). FCAW process to avoid the use of post weld heat treatment.

International Journal of Pressure Vessel and Piping, 83(5), 394-398. http://doi.org/10.1016/j.ijpvp. 2006.02.028

Aloraier, A. S., Ibrahim, R. N. & Ghojel, J. (2004). Eliminating post-weld heat treatment in repair welding by temper bead technique: role bead sequence in metallurgical changes. Journal of Materials Processing

Technology, 153-154, 392-400. https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2004.04.383 American Society of Mechanical Engineers. (2007). ASME BPVC Section II, Part A (Beginning to SA-450)

Materials. New York: The American Society of Mechanical Engineers.


- 124 -

American Society of Mechanical Engineers. (2015). ASME BPVC Section IX, qualification standard for welding,

brazing, and fusing procedures; welders; brazers; and welding, brazing, and fusing operators . New York: The American Society of Mechanical Engineers.

Benscoter, A. O. & Bramfitt, B. L. (2004). Metallography and microstructures of low-carbon and coated steels. In G. F. V. Voort (Ed.), Metallography and Microstructures, Vol 9, ASM Handbook pp. 588-607. Ohio: ASM International.

Das, C. R., Bhaduri, A. K., Srinivasan, G., Shankar, V. & Mathew, S. (2009). Selection of filler wire for and effect of auto tempering on the mechanical properties of dissimilar metal joint between 403 and 304L(N) stainless steels. Journal of Materials Processing Technology, 209(3), 1428-1435. https://doi.org/10. 1016/j.jmatprotec.2008.03.053

Limmaneevichitr, C. (2005). Welding Metallurgy (1st ed). Bangkok, Thailand: King Mongkut's University of Technology thonburi. (in Thai)

Suarez, S.-A., Suarez, A. M. & Preciado, W. T. (2015). Arc welding procedures on steels for molds and dies. Procedia Engineering, 100, 584-591. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2015.01.408

Shen, S., Oguocha, I. N. A. & Yannacopoulos, S. (2012). Effect of heat input on weld bead geometry of submerged arc welded ASTM A709 Grade 50 steel joint. Journal of Material Processing Technology, 212(1), 286-294. https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2011.09.013

effects of temper bead on carbon steel by shielded metal arc … · 2018-06-28 · the welding...

Documents