Published January 1, 2019
| Version v1
Publication
Open
Residual Stress Assessment of PWMT Butt Joint with 10mm HSLA S460G2+M Steel using HFMI/PIT FEA and XRD
- 1. Universiti Teknologi MARA
- 2. University of Kuala Lumpur
Description
This research involves the assessment of the residual stress of HSLA S460G2+M steel on butt joints which were welded using manual GMAW and further treated with HFMI/PIT process. The assessment began by manually welding 3-pass butt joint specimens using GMAW with ER80S-N1 as filler wire and mixed shielding gas (80%Ar-20%CO 2 ). The weld toe of the specimens was then treated using HFMI/PIT operating at a peening frequency of 90Hz and a pneumatic pressure of 6 bar. The residual stress on the surface of treated and untreated specimens were measured using the X-ray diffraction method. Following the measurements, a simulation was conducted using non-linear solver FEA software MSC Marc/Mentat. The HFMI/PIT treatment process was simulated using a quasi-dynamic model approach for the force of the hammering pin. A customized spring function applying a consistent force onto the surface of the weld joint was modelled with this method. The material behavior model used for the specimen was based on a simplified Hensel-Spittel model obtained from the material database software MatILDa. It is observed that the HFMI/PIT-treated specimens induces compressive residual stress on the weld toe that is beneficial for fatigue life and the simulation demonstrated good agreement with the actual process.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
يتضمن هذا البحث تقييم الإجهاد المتبقي لصلب HSLA S460G2 +M على وصلات المؤخرة التي تم لحامها باستخدام GMAW اليدوي ومعالجتها بشكل أكبر باستخدام عملية HFMI/PIT. بدأ التقييم عن طريق اللحام اليدوي لعينات مفصل المؤخرة ثلاثي التمرير باستخدام GMAW مع ER80S - N1 كسلك حشو وغاز تدريع مختلط (80 ٪ Ar -20 ٪ CO 2 ). ثم تمت معالجة إصبع اللحام للعينات باستخدام HFMI/الحفرة التي تعمل بتردد 90 هرتز وضغط هوائي 6 بار. تم قياس الضغط المتبقي على سطح العينات المعالجة وغير المعالجة باستخدام طريقة حيود الأشعة السينية. بعد إجراء القياسات، تم إجراء محاكاة باستخدام برنامج FEA للحلول غير الخطية MSC MARC/Mentat. تمت محاكاة عملية معالجة HFMI/PIT باستخدام نهج نموذج شبه ديناميكي لقوة دبوس المطرقة. تم تصميم وظيفة زنبرك مخصصة باستخدام قوة ثابتة على سطح وصلة اللحام باستخدام هذه الطريقة. استند نموذج سلوك المواد المستخدم للعينة إلى نموذج Hensel - Spittel المبسط الذي تم الحصول عليه من برنامج قاعدة بيانات المواد MatILDa. لوحظ أن العينات المعالجة بواسطة HFMI/PIT تحفز الضغط المتبقي على إصبع اللحام المفيد لحياة التعب وأظهرت المحاكاة توافقًا جيدًا مع العملية الفعلية.Translated Description (French)
Cette recherche implique l'évaluation de la contrainte résiduelle de l'acier HSLA S460G2 +M sur les joints bout à bout qui ont été soudés à l'aide de GMAW manuel et traités davantage avec le procédé HFMI/PIT. L'évaluation a commencé par le soudage manuel d'échantillons de joints bout à bout à 3 passes en utilisant GMAW avec ER80S-N1 comme fil de remplissage et gaz de protection mixte (80 %Ar-20 % CO 2 ). La pointe de soudure des échantillons a ensuite été traitée à l'aide de HFMI/PIT fonctionnant à une fréquence de grenaillage de 90 Hz et une pression pneumatique de 6 bars. La contrainte résiduelle sur la surface des échantillons traités et non traités a été mesurée en utilisant la méthode de diffraction des rayons X. Après les mesures, une simulation a été réalisée à l'aide du logiciel FEA de solveur non linéaire MSC Marc/Mentat. Le processus de traitement IHMF/FOSSE a été simulé à l'aide d'une approche de modèle quasi dynamique pour la force de la goupille de martelage. Une fonction de ressort personnalisée appliquant une force constante sur la surface du joint de soudure a été modélisée avec cette méthode. Le modèle de comportement des matériaux utilisé pour l'échantillon était basé sur un modèle simplifié de Hensel-Spittel obtenu à partir du logiciel de base de données de matériaux MatILDa. Il est observé que les échantillons traités HFMI/PIT induisent une contrainte résiduelle de compression sur le pied de soudure qui est bénéfique pour la durée de vie en fatigue et la simulation a démontré un bon accord avec le processus réel.Translated Description (Spanish)
Esta investigación implica la evaluación de la tensión residual del acero HSLA S460G2+M en juntas a tope que se soldaron utilizando GMAW manual y se trataron adicionalmente con el proceso HFMI/PIT. La evaluación comenzó soldando manualmente muestras de juntas a tope de 3 pasos utilizando GMAW con ER80S-N1 como alambre de relleno y gas de protección mixto (80%Ar-20%CO 2 ). La punta de soldadura de las muestras se trató luego utilizando HFMI/PIT operando a una frecuencia de granallado de 90Hz y una presión neumática de 6 bar. La tensión residual en la superficie de las muestras tratadas y no tratadas se midió utilizando el método de difracción de rayos X. Después de las mediciones, se realizó una simulación utilizando el software de solucionador no lineal fea MSC Marc/Mentat. El proceso de tratamiento HFMI/PIT se simuló utilizando un enfoque de modelo cuasi dinámico para la fuerza del pasador de martilleo. Con este método se modeló una función de resorte personalizada que aplica una fuerza constante sobre la superficie de la junta de soldadura. El modelo de comportamiento del material utilizado para la muestra se basó en un modelo simplificado de Hensel-Spittel obtenido del software de base de datos de materiales MatILDa. Se observa que las muestras tratadas con HFMI/Pit inducen una tensión residual de compresión en la punta de la soldadura que es beneficiosa para la vida de fatiga y la simulación demostró una buena concordancia con el proceso real.Files
matecconf_iiw18_03010.pdf.pdf
Files
(24 Bytes)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:7624dcbc096921e31a1da610e19a546e
|
24 Bytes | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تقييم الإجهاد المتبقي لمفصل بعقب PWMT مع 10 مم HSLA S460G2+M Steel باستخدام HFMI/PIT FEA و XRD
- Translated title (French)
- Évaluation des contraintes résiduelles du joint bout à bout PWMT avec acier HSLA S460G2 +M de 10 mm à l'aide de HFMI/PIT FEA et XRD
- Translated title (Spanish)
- Evaluación de la tensión residual de la junta a tope PWMT con acero HSLAS460G2 +M de 10 mm utilizando HFMI/PIT fea y XRD
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2916239303
- DOI
- 10.1051/matecconf/201926903010
References
- https://openalex.org/W2062310331
- https://openalex.org/W2065950684
- https://openalex.org/W2076218353
- https://openalex.org/W2336686834
- https://openalex.org/W4237078163