بررسي تجربي تاثير خشك‌كردن الكترود و عمليات پس‌گرم بر ريزساختار و خواص مكانيكي اتصال جوش فولاد P91

Experimental Investigation of Electrode Drying and PWHT on Microstructure and Mechanical Properties of P91 Steel Welding Joint

يكي از پركاربردترين فولادهاي به‌كاررفته در بويلرهاي نيروگاهي سراسر دنيا، فولاد P91 است و استفاده گسترده‌تر از اين فولاد در برنامه‌ريزي آينده نيروگاه‌هاي ايران قرار دارد. فرآيند پيش‌گرم، كنترل دمايي بين پاس‌هاي جوشكاري و عمليات حرارتي پس از جوشكاري، به‌منظور به‌دست‌آوردن چقرمگي و مقاومت به خزش مطلوب، مورد نياز است. كنترل دماهاي پيش‌گرم و از آن مهم‌تر پس‌گرم براي جلوگيري از باقي‌ماندن هيدروژن و مشكل ترك بسيار ضروري است. در اين مقاله تأثير عمليات حرارتي PWHT و خشك‌كردن الكترود بر ريزساختار و خواص مكانيكي فولاد گريد 91 تحت جوشكاري قوسي با الكترود دستي چند پاسه مورد بررسي قرار گرفته ‌است. به‌منظور بررسي خصوصيات جوش، پس از اعمال سه سيكل مختلف جوشكاري، مطالعات ريزساختاري به‌ وسيله ميكروسكوپ نوري و الكتروني FESEM و همچنين آزمون كشش در دماي اتاق، انجام شد. نتايج نشان داد استفاده از الكترود مرطوب و عدم استفاده از ‌‌پس‌گرم بلافاصله پس از جوشكاري، استحكام نهايي و تنش تسليم را به ميزان قابل توجهي كاهش داده ‌است. از سوي ديگر، انجام عمليات ‌‌پس‌گرم سبب افزايش تعداد رسوبات در فلز جوش و HAZ شده و اندازه دانه‌هاي آستنيت اوليه در فلز جوش و HAZ، همگن‌‌تر مي‌شود.

P91 steel is widely used in the construction of power plant components and the wider use of this steel is in the future planning of power plants in Iran. The preheating, the temperature control between the welding passes and the post-welding heat treatment, are required to obtain optimum toughness and creep resistance. Preheating, and most importantly post-heating are essential to prevent hydrogen remaining and the cracking problem. In this study, the effect of post-welding heat treatment (PWHT) and electrode drying on microstructure and mechanical properties of SMAW multi-pass weldment of P91 steel plate was studied by changing postheating and baking processes. The optical microscope and FESEM microstructural studies, as well as ambient tensile tests, were done on a variety of different conditions from wet electrodes to post heated specimens that were used in order to evaluate the welding characteristics of SMAW process on the mentioned material. It was seen that utilizing wet electrodes with no immediate subsequent post-heating caused a noticeable decrease in tensile, and yield strength. On the other hand, post-heating treatment increases the number of precipitates in the weld metal and HAZ and the size of the primary austenite grains in the weld metal and HAZ becomes more homogeneous