Svejsning af højstyrke Q&T-stål (S690–S960): Afkølingstid styrer alt

Hvad der gør disse stål anderledes

S690QL, S890QL og S960QL (EN 10025-6) opnår flydespændinger på 690–960 MPa fra en hærdet og anløbet mikrostruktur, ikke fra legeringsrigdom — deres kulstofækvivalenter er overraskende moderate. Problemet med svejsbarhed er derfor termisk, ikke kemisk: den forkerte afkølingscyklus hærder enten den varmepåvirkede zone (HAZ) til en revnefølsom tilstand eller anløber den til en blød zone, der bliver det svageste led.

t8/5-konceptet

Svejseafkøling i disse stål specificeres ved t8/5: den tid, svejseområdet tager om at afkøle fra 800 °C til 500 °C. Dette interval dækker faseomdannelsesområdet, der afgør HAZ-hårdhed og -sejhed.

• For kort (meget lavt varmeinput, ingen forvarmning på tyk plade): hård, sprød HAZ, risiko for hydrogenrevner.
• For lang (højt varmeinput, overdreven forvarmning/interpass): kornvækst og overanløbning — HAZ-blødgøring og sejhedstab.

Stålproducenter anbefaler typisk et t8/5-vindue i størrelsesordenen 5–20 sekunder (snævrere for S960), opnået ved at koordinere tre variabler sammen: forvarmningstemperatur, varmeinput og pladetykkelse. Procedurer kvalificeres mod dette vindue, ikke mod varmeinput alene.

Varmeinput og temperaturer

Vejledende praksis (værkets datablade er gældende):

• Varmeinput almindeligvis begrænset til omtrent 0.5–1.5 kJ/mm, faldende efterhånden som kvalitetsniveauet stiger.
• Forvarmning er beskeden — ofte ingen til ~125 °C afhængigt af tykkelse og kombineret samlingstykkelse — fordi overdreven forvarmning forlænger t8/5 og blødgør HAZ.
• Interpass-temperaturen har et loft, hyppigt ved 150–250 °C afhængigt af kvalitet; en samling, der bliver ved med at stige i temperatur streng efter streng, driver ud af vinduet.

Tilsatsmateriale: matchet eller undermatchet?

Begge filosofier er legitime:

• Matchende tilsatsmaterialer (f.eks. tråde i 690- eller 890-klassen) bruges, hvor samlingen skal udvikle fuld grundmaterialestyrke, med streng hydrogenkontrol (H5-klasse tilsatsmaterialer, ren tør opbevaring).
• Undermatchende (bløde) tilsatsmaterialer anvendes bredt til kantsømme og samlinger uden fuld styrke: den duktile afsætning afslapper indspændingsspændinger og er langt mere tolerant over for tilpasning og revnerisiko, ved en accepteret styrkereduktion, som konstruktøren skal godkende.

Uanset hvad der vælges, er lavt hydrogen ikke til forhandling — disse kvaliteter revner ved hydrogenniveauer, som S355 ville ryste af sig.

Værkstedsdisciplin

• Følg en kvalificeret WPS med de faktiske t8/5-relevante parametre registreret; lad ikke svejsere "speede op" ved at hæve strømmen — fremføringshastigheden indgår direkte i varmeinputtet.
• Forvarm ensartet og mål; overvåg interpass-temperaturen mellem strengene, ikke kun ved starten.
• Ingen eftersvejsningsvarmebehandling, medmindre producenten godkender det: en konventionel spændingsaflastningscyklus vil anløbe hele komponenten under dens leverede styrke.
• Kanter fra termisk skæring bør afrettes, og hæftesvejsninger laves med samme forvarmning og tilsatsmaterialer som selve samlingen — underdimensionerede, uforvarmede hæftninger er en klassisk revneoprindelse.