Wet underwater arc welding process is investigated by using experimentally developed flux coated underwater arc welding electrode and SS400 steel plate of 12mm thickness as base metal. Three kinds of different flux covered wet arc welding electrode of 4mm diameter(BK-01, BK-02, BK-03) are individually developed, and one of the improved underwater welding electrode (BK-03) may be put to practical use for underwater wet arc welding process. The results obtained from this experimental study are as follows : 1. Arc stability of developed underwater wet welding electrode is better than that of the domestic covered arc welding electrode. 2. Workability of welding electrode, remove ability of slag and bead appearances using improved underwater wet welding electrode are remarkably better than that of others. 3. Heat affected zone of test specimen welded in the underwater gets to become a lot smaller than that of test specimen welded in the air, and the maximum hardness of heat affect zone of developed underwater wet welding electrode is lower to that of domestic arc welding electrode.
A torch was designed and fabricated in order to develope the technology of "locally drying underwater welding" by water curtain method. The condition for the formation of the possible local cavity, the mechanical properties and the thermal cycle of welds were investigated in the developed welding equipment compared with in-air welding. The possibility of highly reliable and practical underwater welding was found. The proper local cavity was formed above the water flowrate of 30l/min and CO$_{2}$ gas flowrate of 100l/min. The bead width and penetration depth were increased with increasing welding current. The hardness of weldments is about 160Hv in air welding, but about 210Hv in underwater welding. The elongation and the impact value of underwater weldments are 15% and 6Kg/cm$^{2}$ respectively, which are only half as much as the values of in-air welding. The cooling time in the temperature range from 800.deg.C to 500.deg.C affecting the structure and the hardness of weldments is about 22sec. in air welding while about 10sec. in underwater welding.r welding.
마그네슘 합금은 경량화 재료로서 많은 주목을 받고 있으나, 스테인레스 스틸과의 접합이 어려운 문제점이 있다. 본 연구에서는 수중충격파를 이용하여 스테인레스 스틸(SUS304)과 마그네슘 합금(AZ31)의 폭발용접을 수행하고 접합특성에 관한 분석을 수행하였다. SUS304의 두께는 0.5 mm와 1 mm를 사용하였으며, 폭약과 재료의 이격거리는 45 mm, 폭약의 설치경사는 $20^{\circ}$로 하여 실험한 결과, 두 재료의 접합면에서 중간층(resolidified interlayer)이 형성되었다. 중간층의 형성을 억제하기 위하여 폭약과 재료의 거리를 60 mm로 증가시켰으며 폭약의 경사는 $30^{\circ}$으로 변경하여 폭발용접실험을 수행하였다. 그 결과, 폭약과 재료 사이의 간격과 경사각이 증가함에 따라 중간층이 나타나지 않는 경향을 보였다. 이 중간층에 대하여 EPMA분석한 결과, 중간층은 두 금속의 재료가 혼합되어 있는 것으로 확인 되었으며, 경도는 두 금속의 평균 경도에 해당 됨이 확인 되었다.
In this paper, an attempt has been taken for improving the weldability of wer welds of TMCP steel plate by shielding around weld arc surroundings. The principal results of this experimental investigation can be summarized as follows: 1) The cooling rates resulting from wet wlds with the developed electrode on TMCP steel plate could be lower than that of the non-shieled wet welds. 2) The metallurgical characteristics in umderwater wet welds of TMCP steel plate and the developed electrode could be improved by shielding around weld arc surroundings.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제25권5호
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pp.1122-1129
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2001
Underwater wet arc welding process was experimentally investigated by using the six types of flux coated electrodes of 3.2 mm diameter and the KR-RA steel plate of 11 mm thickness as base metal. Two types of electrodes were domestic covered arc welding electrode(CR13, CR14) and another two types of wet welding electrodes(UWCS, TN20)were imported goods, and the other two type (UWX1, UWX2) were individually designed flux coated electrodes for experimental welding purpose. Main experimental results are summerized as follows: 1. It is ascertained that individually designed flux coated electrode(UWX1) could be used in practice with KR-RA steel plate for underwater wet arc bead welds. 2. Welding arc can be generated easily and considerably kept in stable using TN20 and UWX1 electrodes. 3. The micro Vickers hardness value and the portion of martensite in the HAZ were increased in all the electrodes by rapid cooling rate, but it is relatively maintain stable for UWCS, TN20 and UWX1 electrodes.
The repair welding of small leakage parts on the water pipeline in engine room is often and important factor in standby and emergency condition in a ship. So, the purpose of this study is to evaluate the corrosion characteristics of welding part of leakage water pipe in case of some underwater welding electrodes. The corrosion current density between welding metal and base metal was considerably different according to used underwater welding electrodes. In case of DC welding, its corrosion characteristics was better than that of AC welding.
The characteristics of underwater welding of SWS490 steel were investigated. The bead-on-plate type welding with one or three pass using ilmenite and water-proofed type electrodes was performed by varying welding currents and the sizes of electrodes used. The amounts of hydrogen absorbed inter the weld metal were measured according to the JIS Z 3118 specification and the results were interpreted in terms of the cold cracking behaviours of the welded steel. The microstructural changes as well as the microhardness distribution after underwater welding were also investigated using Vickers microhardness tester and S.E.M (scanning electron microscopy) and O.M (optical microscopy). The results indicated that the cold cracking could be avoided by three pass welding under low current with an electrode with a small diameter.
본 논문은 폭약의 폭발현상을 이용한 폭발용접, 폭발성형과 충격분말고화기술의 기본적 원리와 실험방법, 실험결과에 대하여 기술한다. 타이타늄(Ti)과 스테인레스 강(Stainless steel, SUS 304) 판재의 폭발용접 실험결과, 두 재료 접촉면의 단면에서는 연속적인 젯(jet)모양의 파형이 관찰되었고, 두 금속판재의 설치 경사각도가 $15{\sim}20^{\circ}$ 이고 접착속도가 2,100~2,800 m/s인 경우에 최적의 접합조건을 보였다. 알루미늄(Al) 판재를 이용한 폭발성형 실험과 전형적인 가압성형 실험 결과를 비교분석하여, 폭발성형의 경우가 큰 곡률변형을 보여 가공성이 우수한 것으로 확인되었다. 끝으로 금속과 세라믹의 혼합분말($Fe_{11.2}La_2O_3Co_{0.7}Si_{1.1}$)에 대한 충격고화 실험법을 제안하고 실험을 수행한 결과, 고화체의 표면과 내부에 균열이 확인되지 않았으며 세라믹입자와 금속입자들의 강한 미세조직 결합이 형성되었다. 또한 충격분말고화실험에서 발생되는 폭약의 폭발에 의한 폭굉파와 수중 충격파의 전파 및 간섭현상을 분석하기 위하여 LS-Dyna 3D를 이용한 동적해석을 수행하였다. 그 결과, 물용기 내 벽면에서 반사된 수중충격파가 중앙부에서 중첩되어 폭약의 폭발압력보다 높은 20 GPa의 수중 충격압을 보여, 물용기 내부형상의 중요성을 입증하였다.
The pre-heat free consumables for GMAW, SAW and FCAW processes that matches the Cu-bearing PFS-700 steel which has yield strength over 700MPa were developed and evaluated to see the suitability in military such as submarine and battle ship. Explosion bulge test in underwater was developed and applied to see the reliability of welded structure. All welding was conducted without pre-heat before welding, the interpass temperature was below $150^{\circ}C$ for all welding conditions. Tensile strength for the weld metal in GMAW, SAW and FCAW process is 887MPa, 875MPa and 813MPa, respectively, these values are similar to the base metal of PFS-700 steel of 838MPa. EBT results in GMAW, SAW and FCAW show 14.0%, 14.02% and 15.9% reduction of thickness without generation of crack, respectively and stand-off distance was set up properly to have over 14.0% reduction of thickness. Through EBT results, the developed new consumables are applicable to the weapon systems such as submarine and battle ship.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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