effects of temper bead on carbon steel by shielded metal ... · fcaw)...

The Journal of Applied Science Vol. 17 No. 1: 1-14 [2018] วารสารวทยาศาสตรประยกต doi: 10.14416/j.appsci.2018.06.003 ISSN 1513-7805 (Printed in Thailand) ISSN 2586-9663 (Online)

อทธพลของการเชอมเทมเปอรบทในวสดเหลกกลาคารบอนดวย

กระบวนการเชอมอารกไฟฟาดวยลวดเชอมหมฟลกซ

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 ไดถก

ดาเนนการเพอศกษาโครงสรางทางจลภาคและความแขงของโลหะเชอม วสดในการทดลอง คอ แผนเหลกกลา

คารบอน ASTM A 36 ทมขนาดกวาง 50 มลลเมตร ยาว 150 และหนา 5 มลลเมตร ลวดเชอมทใชคอ AWS A 5.1

E 7016 การทดลองแบงออกเปนสองสวน สวนแรก ศกษาอทธพลผลของระยะการเชอมทบแนวทมผลตอสมบต

โลหะเชอม โดยทาการเชอมดวยกระแส 90-110 แอมแปร สวนทสอง ศกษาอทธพลของชนแนวเชอมจานวน 6 ชน ท

กระแส 120 แอมแปร ทมผลตอสมบตโลหะเชอม จากผลการศกษาและวเคราะหโครงสรางมหภาคและจลภาคของ

พนทผลกระทบรอน พบวามการเปลยนแปลงโครงสรางจลภาคและมรปรางเกรนทมความหยาบมากกวาพนทการ

หลอมละลาย โครงสรางจลภาคของพนทการเทมเปอรถกปรบปรงและแสดงความแขงลงตากวาโลหะฐานและพนท

กระทบรอน เมอเปรยบเทยบความแขงกอนและหลงการเทมเปอรพบวาความแขงของโลหะเชอมมคาลดลงทกชน

การเชอม

Research Article

- 1 -

The Journal of Applied Science Vol. 17 No. 1: 1-14 [2018] วารสารวทยาศาสตรประยกต doi: 10.14416/j.appsci.2018.06.003

คาสาคญ: 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

บทนา

กระบวนการเชอมอารกดวยลวดเชอมหมฟลกซ ความรอนไดจากการอารกระหวางลวดเชอมหมฟลกซกบ

ชนงาน เพอหลอมละลายลวดเชอมและชนงานใหตดกน แกนลวดเชอมทาหนาทเปนตวนากระแสไฟฟาและหลอม

ละลายเปนเนอโลหะเชอม สวนฟลกซทหมลวดเชอมหลอมละลายแตกตวเปนแกสปกคลม และหลอมละลายเปน

แสลกหลอมเหลว (molten slag) เพอปองกนบรรยากาศภายนอกเขามาทาปฏกรยากบแนวเชอมและชวยลดอตราการ

เยนตวของแนวเชอม

เหลกกลาคารบอนสามารถเปลยนสมบตทางกลไดโดยวธการปรบปรงคณภาพดวยความรอน การเพม

ความแขงแรงทางกล การเพมธาตผสม หรอหลายวธการรวมกน เหลกกลาคารบอนเมอไดรบความรอนจนมอณหภม

สงกวาอณหภมวกฤต จะเปลยนเปนเฟสออสเทนไนตซงเปนเฟสทไมเสถยร ณ อณหภมหอง และสามารถละลาย

คารบอนไดสง ถาควบคมการเยนตวอยางชา ๆ ลงมาทอณหภมหอง เฟสออสเทนไนตจะกลบมาเปนเฟอรไรต หรอ

เฟอรไรตหรอเพรลไลท หรอทงสองโครงสรางรวมกน (Limmaneevichitr, 2005)

- 2 -


Shen et al. (2012) ไดศกษาผลของความรอนทลงสชนงานตอขนาดรปรางของแนวเชอม ผลกระทบตอ

บรเวณกระทบรอนของเนวเชอม (heat affected zone: HAZ) ในกระบวนการเชอมอารกใตฟลกซ (submerged arc

welding: SAW) พบวาเมอความรอนลงสชนงานสงขน ขนาดรปราง ทงความนน ความกวาง ความลก ของแนว

เชอม รวมถงขนาดของบรเวณกระทบรอนเพมสงขน โครงสรางจลภาคเปนโปรยเทคตอยเฟอรไรทเกรนละเอยด

บรเวณ HAZ ซงละเอยดกวาเนอโลหะเดมททาการเชอมบรเวณ HAZ เกรนหยาบ ไดโครงสรางเบนไนท เฟอรไรท

และเพรลไลท ในขณะท Aloraier et al. (2006) ไดศกษาการเชอมอารกฟลกซคอร (flux cored arc welding:

FCAW) ดวยการทาเทมเปอรบท (temper bead) เพอลดการใหความรอนหลงการเชอมเปนวธการลดความเคนตกคาง

จากการเชอม ซงสงผลตอการเทมเปอรโครงสรางแนวเชอมและ HAZ ซงทาใหสมบตทางกลถกลดทอนลงไปดวย

อนไดแก ความตานทานการคบตว ความตานทานแรงดง เมอผานวฏจกรทางความรอนจากการใหความรอนหลงการ

เชอมหลายครง

ความรอนจากการเชอมสงผลทาใหบรเวณชนงานทไดรบอทธพลทางความรอน HAZ เกดการเปลยนแปลง

โครงสรางทางจลภาค เปนผลใหสมบตทางกลทไดเปลยนแปลง จาเปนตองใหความรอนกบชนงานหลงการเชอม

เพอปรบปรงสมบตทางกล อณหภมสงทเกดขนบนชนงานขณะการเชอมซอนแนวหลายชน ในกรณชนงานหนา ท

สงเกนคาอณหภมวกฤต เปนชวงอณหภมทกอใหเกดการเปลยนแปลงโครงสรางจลภาค อยางไรกตาม ความรอน

จากการเทมเปอรบทในแนวเชอมถดไปมขอจากดเรองความไมสมาเสมอของอณหภมอนเนองจากเปอรเซนตการ

ซอนทบทตางกนและระดบของการเทมเปอรเมอมการเชอมซอนทบหลายแนวเชอม เพอทจะเขาใจถงความสมพนธ

ดงกลาวนนวาสงผลอยางไรตอสมบตทางกล และโครงสรางทางจลภาคทเกดขน การวจยอทธพลของการเชอมเทม

เปอรบทในเหลกกลาคารบอนดวยกระบวนการเชอมไฟฟาดวยลวดเชอมหมฟลกซนจะทาใหทราบถงความสมพนธ

ทสงผลตอการเปลยนแปลงโครงสรางและสมบตทางกล

วสดอปกรณและวธการทดลอง

ในการศกษาครงนแบงการทดลองออกเปนชดการทดลอง ใชวสด ASTM A36 ซงมสวนผสมทางเคม ดง

ตารางท 1

การทดลองท 1 ศกษาเปอรเซนตการเชอมทบแนวตอการเปลยนแปลงโครงสรางจลภาคและสมบตทางกล

โดยในการทดลองนาชนงานวสดเหลกกลา ASTM A36 มาตดใหไดขนาดกวาง 50 ยาว 150 และหนา 5 มลลเมตร

ดงรปท 1 นาชนงานมาลบคมจากการตดบรเวณขอบของชนงาน และบรเวณผวหนาของชนงาน จากนนอบลวดเชอม

เพอลดความชนภายในฟลกซ 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 ทาการเชอมแนวทหนง เปนการเชอมเดนแนวบนแผนงาน ทาความสะอาดแนวเชอมแนวทหนงและปลอย

ใหเยนตวจนถงอณหภมหอง แลวเชอมแนวเชอมแนวทสองตามจดทกาหนดไวเพอใหไดเปอรเซนตการเชอมทบ

- 3 -


แนวทหลากหลาย หลงจากนนจะทาการตดชนงานเพอตรวจสอบโครงสรางจลภาค การวดการซอนทบ และการ

ทดสอบคาความแขงในแนวตดขวางชนงาน 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. ตาแหนงการตดชนงานทดสอบเปอรเซนตการซอนทบ

การทดลองท 2 ศกษาผลของจานวนชนของแนวเชอมตอการเปลยนแปลงสมบตเชงกล โดยในการทดลอง

นาชนงานวสดเหลกกลา ASTM A36 มาตดใหไดขนาดกวาง 50 ยาว 150 และหนา 5 มลลเมตร ใชกระแสไฟฟา

- 4 -


แบบ DCEP ดวยกระแสไฟฟา 120 แอมแปร กบลวดเชอม AWS A5.1 E7016 เสนผานศนยกลาง 4.0 มลลเมตร เชอม

ทงหมด 6 ชน หลงจากนนทาการตดขวางชนงาน ดงรปท 3

ทศทางการเชอม

รปท 3. ตาแหนงการตดชนงานทดสอบ

การวดผลเปอรเซนตการซอนทบ

การวดผลเปอรเซนตการซอนทบสามารถหาไดจากสมการ %100)(×

−a

ba ตามวธการของ ASME

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

รปท 4. การวดผลเปอรเซนตการซอนทบ

ขนตอนการตรวจสอบโครงสรางจลภาคและทดสอบความแขง

การตรวจสอบโครงสรางจลภาคเพอศกษาบรเวณผลกระทบทางความรอนจากการเชอม เตรยมชนงานการ

ตรวจสอบโครงสรางจลภาค ตดดวยเลอยกลในแนวตดขวางทแสดงกอนหนา แลวจงนาชนงานมาขนรปตวเรอนเยน

ขดผวใหละเอยดดวยกระดาษทรายและขดขนตอนสดทายดวยผงอะลมนาออกไซด ลางชนงานใหสะอาด กดกรด

ดวยสวนผสมของสารละลายทใชในการตรวจสอบโครงสรางตามมาตรฐาน ASM handbook 2004 (Benscoter &

- 5 -


Bramfitt, 2004) ประกอบดวย กรดไนตรค (NHO3) เขมขน 5 มลลลตร และเอทลแอลกอฮอล (C2H5OH ) 95

มลลลตร หลงจากการกดกรดเสรจแลว นาชนงานทได มาถายภาพโครงสรางและทดสอบความแขงดวยวธ

ไมโครวกเกอร (micro vickers hardness testing) ตอไป ดงรปท 5

รปท 5. ผวงานทผานการกดกรดจากการทดลองท 1 (ซาย) และ 2 (ขวา)

ผลและวจารณผลการทดลอง

ผลการวดเปอรเซนตการซอนทบ

การวดเปอรเซนตการซอนทบของแนวเชอมจากกระแสไฟฟา 90 และ 100 แอมแปร พบวาทตาแหนง

เดยวกน เมอปรมาณกระแสไฟฟาเพมขน เปอรเซนตการซอนทบกเพมขนตามไปดวย ทงนเปนผลมาจากความรอนท

เขาสชนงานเพมสงขน ทาใหความกวางของแนวเชอมเพมขน แตในตาแหนง 1 และ 2 ของกระแสไฟฟา 100 และ

110 แอมแปร ความกวางของแนวเชอมลดลงเลกนอย ทาใหเปอรเซนตการซอนทบลดลง เปนผลมาจากความรอนท

เขาสชนงานมความเขมขนสงขนมาก จงทาใหถายเทลงสดานลางของชนงานสงผลใหการหลอมลกมากขน ในขณะ

ทอตราการเตมเนอโลหะงานเทาเดมความกวางจงลดลงแตไปเพมขนในสวนของความลกแทน ตาแหนงท 3 นน

ไดผลเปอรเซนตการซอนทบเพมขนเชนเดมเพราะใกลกบจดหยดเชอมซงบงคบใหทบกนสมบรณจากการออกแบบ

การทดลอง ตารางท 2 แสดงเปอรเซนตการเชอมซอนทบ จากการวดทตาแหนงเดยวกนเมอกระแสไฟฟาทใชในการ

เชอมเพมขนจาก 90-110 แอมแปร

ผลการตรวจสอบโครงสรางจลภาค

วสด ASTM A36 เหลกกลาคารบอน มโครงสรางพนฐานเปนโครงสรางเฟอรไรต เพรลไลท ดงแสดงใน

รปท 6 ซงไดจากการเตรยมโครงสรางจากวสดกอนการเชอม

- 6 -


ตารางท 2. ผลของกระแสไฟฟาเชอมตอเปอรเซนตการซอนทบของแนวเชอมในตาแหนงตาง 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 ดงแสดงใน

รปท 6 ซงไดจากการเตรยมโครงสรางจากวสดกอนการเชอม

รปท 6. แสดงภาคโครงสรางทางจลภาคของชนงาน (กาลงขยาย 500 เทา)

ผลการตรวจสอบโครงสรางจลภาคของบรเวณการเชอมซอนทบ

จากผลการทดลองในตารางท 3 หลงการเชอมดวยกระแสไฟฟา 90 แอมปแปร บรเวณ HAZ ใกลกบ

บรเวณแนวเชอม ลกษณะโครงสรางทางจลภาคมขนาดเกรนทโตและหยาบกวา HAZ ทตดกบบรเวณเนอวสด อน

เปนผลมาจากความรอนจากการเชอมสงเกนจดวกฤต และเยนตวชากวา HAZ ทตดกบชนงานสวนบรเวณแนวเชอม

สวนบรเวณของแนวเชอมลกษณะโครงสรางจลภาคเกดจากการแขงตวภายในแนวเชอม บรเวณเทมเปอรโครงสราง

บรเวณแนวเชอมแนวแรกทถกเทมเปอรจากแนวเชอมแนวทสอง เพรลไลทเปลยนเปนเพรลไลททละเอยดขน สวน

ในตาแหนงเหนอแนวเทมเปอรจะมเกรนทหยาบ

- 7 -


ตารางท 3. ภาพถายโครงสรางจลภาคทบรเวณการเชอมซอนทบของแนวเชอมในตาแหนงตาง ๆ โดยใช

กระแสไฟฟา 90 แอมแปร

ภาพโครงสรางทางจลภาค ตาแหนง ลกษณะของโครงสรางจลภาค

HAZ บรเวณ HAZ

Weld ลกษณะการแขงตวภายในแนวเชอม

Temper

Bead

บรเวณแนวเชอมแนวแรกถกความรอนจาก

แนวเชอมทสองกระทา

จากผลการทดลองในตารางท 4 หลงการเชอมดวยกระแสไฟฟา 100 แอมแปร บรเวณ HAZ ทตดกบสวน

ทหลอมละลายมขนาดเกรนทหยาบกวาบรเวณชนงาน เกรนในบรเวณดงกลาวเกดการขยายตวเนองจากมอณหภมสง

ขณะเชอมเปนเวลานาน ชวงของเกรนหยาบอยใกลกบแนวหลอมละลาย ในชวงการจดเรยงผลกใหมบางสวน

โครงสรางจะประกอบไปดวยเฟอรไรทและเพรลไลท บรเวณเทมเปอรลกษณะโครงสรางจลภาคบรเวณแนวเชอม

แนวแรกทถกซอนทบจากแนวเชอมแนวทสอง เพรลไลทเปลยนเปนออสเทนไนท ทงนเมอโครงสรางออสเทนไนท

- 8 -


เยนตวลงจะเกดการเปลยนเฟสเปนเพลไลททละเอยดขน ซงไกลเคยงกบงานวจยของ Shen et al. (2012) ทศกษาผล

ของความรอนทเขาสชนงานตอขนาดรปรางของแนวเชอม ผลกระทบตอบรเวณ HAZ ในกระบวนการเชอม SAW

โดยพบวาเมอความรอนเขาสชนงานสงขน ขนาดรปราง ทงความนน ความกวาง ความลก รวมถงขนาดของ HAZ

เพมสงขน โครงสรางจลภาคเปนโปรยเทคตอยเฟอรไรทในเกรนละเอยดบรเวณ HAZ ซงละเอยดกวาเนอโลหะงาน

ททาการเชอม บรเวณ HAZ เกรนหยาบมโครงสรางเปนเบนไนท เฟอรไรท และเพรลไลท





Weld ลกษณะการแขงตวภายในแนว

เชอม

Temper Bead

บรเวณแนวเชอมแนวแรกถก

ความรอนจากแนวเชอมแนวท

สองกระทา

- 9 -


จากผลการทดลองในตารางท 5 หลงการเชอมดวยกระแสไฟฟา 110 แอมแปร บรเวณ HAZ มขนาดเกรน

ทหยาบกวาบรเวณชนงาน เนองจากชนงานไดรบความรอนจากการเชอมสงแตชนงานยงมอณหภมตากวาอณหภม

หลอมละลาย มการจดเรยงผลกใหม มอตราการเยนตวตาเปนผลใหโครงสราง HAZ บรเวณทเทมเปอรแสดงใหเหน

ลกษณะโครงสรางจลภาคบรเวณแนวเชอมแนวแรกทถกซอนทบจากแนวเชอม แนวมขนาดเกรนทละเอยดขน สวน

ในตาแหนงเหนอแนวเทมเปอรมขนาดเกรนโต





Weld ลกษณะการแขงตวภายในแนวเชอม

Temper

Bead

บรเวณแนวเชอมแนวแรกถกความรอน

จากแนวเชอมแนวทสองกระทา

- 10 -


ผลของการศกษาโครงสรางจลภาคดงกลาวสอดคลองกบงานวจยของ Aloraier et al. (2006) ทไดศกษาการ

เชอม FCAW ดวยการทาเทมเปอรบทเพอลดการใหความรอนหลงการเชอม เปนวธการลดความเคนตกคางจากการ

เชอม ซงสงผลตอการเทมเปอรโครงสรางแนวเชอมและ HAZ ททาใหสมบตทางกลถกลดทอนลงไปดวย อนไดแก

ความตานทานการคบตว ความตานทานแรงดง เมอผานวฏจกรทางความรอนจากการใหความรอนหลงการเชอม

หลายครง โดยศกษาเปอรเซนตการเชอมซอนแนวทมผลตอโครงสรางจลภาคและสมบตทางกล ผลการวจยพบวา

ถงแมวาจะเกดการเชอมซอนทบกยงใหโครงสรางและสมบตทางกลทด โดยทเปอรเซนตการเชอมซอนแนว 70

เปอรเซนต พบวาคาความแขงเพมขนในบรเวณทไมถกการเทมเปอรและบรเวณทไมถกการเชอมซอนทบ สวน

บรเวณทถกซอนทบและถกเทมเปอรบทใหคาความแขงทลดลง โดยพบเกรนทหยาบในบรเวณ HAZ ของแนวเชอม

แนวท 1 และละเอยดขนใน HAZ ของแนวเชอมแนวท 2 จงเหนไดชดวาเปอรเซนตการเชอมซอนแนวสงผลตอคา

ความแขงและโครงสรางจลภาค โดยยงคงใหโครงสรางและคาความแขงทดทเปอรเซนตการเชอมซอนแนวระหวาง

50-70 เปอรเซนต โดยโครงสรางของ HAZ มคาความแขงลดลง 22 เปอรเซนต

ผลการทดสอบความแขง (จากการทดลองท 1: เปอรเซนตการซอนทบของแนวเชอม)

ในการทดสอบคาความแขงดงรปท 7 แนวเชอมแนวแรกมคาความแขงเฉลย 192.5 Hv และแนวเชอมแนว

ทสองมคาความแขงเฉลย 185.5 Hv เมอเทยบกบบรเวณทถกเทมเปอรมคาความแขงเฉลยท 153.8 Hv จะเหนไดวาคา

ความแขงเฉลยทไดมแนวโนมลดลง เนองจากบรเวณแนวเชอมแนวท 1 ถกเทมเปอรโดยแนวท 2

รปท 7. คาความแขงทตาแหนงตาง ๆ

ตาแหนงในการวดคาความแขง

- 11 -


บรเวณ HAZ 1 มคาความแขงเฉลย 168 Hv และบรเวณ HAZ 2 มคาความแขงเฉลย 155.7 Hv เมอเทยบ

กบบรเวณทถกเทมเปอรคาความแขงเฉลยของบรเวณ HAZ มคาสงกวา จะเหนไดวา วฏจกรทางความรอนมผลตอ

การเปลยนแปลงโครงสรางรวมถงคาความแขงอกดวย ผลการทดสอบนเปนไปในทางเดยวกบการศกษาของ

Aloraier et al. (2004) ซงไดศกษาถงลาดบการเชอม FCAW ทสงผลตอโครงสรางจลภาคและคาความแขงดวย

เทคนคเทมเปอรบท พบวาลาดบขนการเชอมมผลตอโครงสรางจลภาคและสงผลทาใหคาความแขงและขนาดของ

HAZ ลดลง หลงจากทไดทาการเชอมแนวทสองและความรอนสงผลตอแนวเชอมแรก

ผลการทดสอบความแขง (จากการทดลองท 2: จานวนชนของแนวเชอม)

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 ซงผลการทดสอบความ

แขงมแนวโนมเหนไดชดวา คาความแขงบรเวณทถกเทมเปอรมคาความแขงลดลงทกชนทถกเทมเปอร ซงเทยบเคยง

ไดกบการศกษาของ Suarez et al. (2015) ทศกษาวธการเชอมเหลกกลาสาหรบทาแมพมพ AISI P20 ดวย

กระบวนการเชอมอารคทงสเตนแกสปกคลม (gas tungsten arc welding: GTAW) โดยทาการเชอมแนวเชอมและ

แบบเชอมซอนแนว และศกษาผลดานขนาดรปรางของแนวเชอม คาความแขงและโครงสรางจลภาค ซงการเชอม

ซอนแนวทาใหเกดการเทมเปอรดวยวฎจกรทางความรอนกบแนวเชอมและ HAZ ซงความรอนในแนวถดมาทาให

เกดการเทมเปอรมารเทนไซดทบรเวณ HAZ สงผลใหคาความแขงลดลง โดยหากในแนวถดไปใชพลงงานทเพม

สงขน กจะทาใหคาความแขงทไดลดลงมากขนตามไปดวย ซงกรณของเหลกกลาไรสนมอาจใหผลของคาความแขง

ตางออกไป ไดแกการศกษาของ Das et al. (2009) ทศกษาเกยวกบการเลอกใหโลหะเตมและผลของการเทมเปอรตอ

สมบตทางกลของการเชอมโลหะตางชนดกนระหวางเหลกกลาไรสนม 403 และ 304L(N) พบวา ความรอนจาก

แนวบทเตอรรงดวยลวดเชอม 403 SS และเชอมดวยลวด ERNiCr-3 ผลของการเทมเปอรไมสงผลตอสมบตทางกล

ในดานลบโดยยงคงใหคาความเหนยวและความแขงแรงจากการทดสอบการดดโคงทด ซงหลงจากเชอมเสรจแลวก

ไมตองทาการใหความรอนหลงการเชอม

สรปผลการทดลอง

1. จากการศกษาการเชอมเปอรเซนตการซอนแนวและจานวนชนของแนวเชอม 6 ชน พบวาสวนบรเวณแนว

เชอม ลกษณะโครงสรางจลภาคเกดจากการแขงตวภายในแนวเชอม บรเวณเทมเปอรโครงสรางบรเวณ

แนวเชอมแนวกอนหนาทถกเทมเปอรจากแนวเชอมแนวทถดไป มผลใหเพรลไลทเปลยนเปนเพรลไลทท

ละเอยดขน สวนในตาแหนงเหนอแนวเทมเปอรจะเปนสวนของเกรนหยาบ

- 12 -


2. คาความแขงของแนวเชอมแนวแรกใหคาความแขงทตากวาแนวทสอง เนองจากแนวเชอมแนวแรกไดรบ

อทธพลของความรอนทาใหคาความเครยดในเนอแนวเชอมลดลง

3. คาความแขงของจานวนชนแนวเชอม 6 ชน บรเวณทถกเทมเปอรในทกชนของแนวเชอม คาความแขง

เฉลยมแนวโนมลดลงเมอเทยบกบบรเวณเนอแนวเชอมเนองจากผลของความรอนทเกดขนในวฏจกรทาง

ความรอนทกระทาจากการเชอม

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.

- 13 -


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

- 14 -

effects of temper bead on carbon steel by shielded metal ... · fcaw)...

Documents