Optim QC

Toleranser

Toleranser på dimensjoner og former:

• Kappede lengder: Tykkelse, bredde og lengde: EN 10051. Retthet: EN 10029 Klasse N, ståltype H.
• Kveiler: EN 10051.

Last ned dimensjons- og formtoleranser for varmvalset stål 

Overflatekvalitet

Kappede lengder, kveiler og slittede bånd leveres med overflate som i valset utførelse. Kappede lengder og kveiler kan også leveres beiset etter separat avtale.

Last ned informasjon om beisede båndprodukter 

Egenskaper

Slitestyrke og hardhet

Gjennmsnittlig hardhet for bråkjølt, bainittisk-martenittisk Optim QC stål er litt over 300 HBW, med andre ord, dobbelt hardhet i forhold til S355 konstruksjonsstål. Den høye hardheten og strekkfastheten indikerer god sliteevne.

Materialtesting

Stålkvalitetene Optim 900 QC og Optim 960 QC er testet i henhold til EN 10149-1:1995. Strekkfasttesten og skårslagsprøven er gjennomført med langsgående teststykker i valseretningen. For stålkvaliteten Optim 1100 QC er strekkfasttesten foretatt med et tverrgående teststykke, men skårslagsprøven med et langsgående teststykke. Bøyetesten er foretatt ved bruk av tverrgående teststykker.

Mekaniske verdier

¹⁾ Flytegrense og strekkfasthet testes langsgående i valseretningene, men garanteres i både langsgående og tverrgående retninger. Forlengelse testes langsgående i valseretningen.

²⁾Flytegrense og strekkfasthet og forlengelse testes tverrgående i valseretningen.

³⁾ Slagfasthet testes som Charpy V hakktest i overensstemmelse med EN ISO 148-1:2010.

Slagfasthetsverdien 34 J/cm2 svarer til verdien 27 J for et 10 x 10 mm standard teststykke i full størrelse. Ingen skårslagsprøver utføres for tykkelser under 6 mm.

⁴⁾ Forlengelse er gitt som A₈₀ verdi ≥ 6% for tykkelser under 3 mm.

⁵⁾ Forlengelse er gitt som A₈₀ verdi ≥ 4% for ykkelser under 3 mm.

Kjemisk sammensetning

I tillegg kan aluminium (Al), niobium (Nb), vanadium (V), krom (Cr), molybdenum (Mo) eller bor (B) brukes, enten alene eller i kombinasjon.

Karbonekvivalentverdi (CEV)

CEV = C + Mn / 6 + (Cr + Mo + V) / 5 + (Ni + Cu) / 15

MIkrostruktur

Ultra-høyfast stål har en tosidig mikrostruktur som består av bainitt og martinsitt. Den gjennomsnittlige kornstørrelsen er i størrelsesordenen en mikrometer (μm). Stålkvalitetene er klassifisert i henhold til mikrostrukturen enten som dual-phase (DP) tofaset eller complex-phase (CP) kompleks-faset stål, da bainitten består av flere metallografiske faser.

Bearbeidings-instruksjoner

Sveising

Ultra-høyfast stål er enkelt å sveise med alle konvensjonelle metoder, så lenge generelle sveiseinstruksjoner for stål og de spesifikke anbefalingene i dette dataarket følges. Forhåndsoppvarming er normalt ikke påkrevd, da platene er tynne og CEV-verdiene er fornuftig. Hydrogeninnholdet i sveisingen må holdes svæt lavt, grunnet stålets ultra-høyfaste egenskaper. Sporoverflatene må være tørre og rene under sveising. Ved sveising av ultra-høyfast stål må man være spesielt oppmerksom på fornuftige varmetilførselsverdier og korrekt valg av sveiseelektroder.

Sveisemetoder

Den vanligste sveisemetoden er gassbuesveising, enten med solid tråd eller med en fluxfylt elektrode. Andre anbefalte metoder inkluderer lasersveising og kombinasjonsmetoden med puls-MAG og laser-MAG, også kjent som laserhybrid sveising. Alle disse metodene tillater høykvalitets sveising, med lav, konsentrert varmetilførsel. Metallbuesveising med dekkede elektroder kan brukes, særlig for mindre reparasjoner.

Mykere område

Skikkelig innsnevring av varmetilførselen er viktig, fordi høy varmetilførsel særlig vil danne et område som er mykere enn mormaterialet i den sveisede forbindelsen. Dette området er plassert i den varmepåvirkede sonen (HAZ) av skjøten. Selv om dette området er smalt, må det tas hensyn til ved prposjektering av konstruksjonen og sveising. Sveisede forbindelser må unngås i de mest trykkutsatte delene av en konstruksjon.

Valg av sveiseelektroder

Sveiseelektroder må velges i henhold til kravene som ligger i den konstruksjonen som skal sveises. Skjøtetypen og sveiseposisjonen har også innvirkning på valget. Ved sveising av ultra-høyfast stål, kan enten matchende (høyfaste) eller undermatchende (mykere enn mormaterialet) elektroder velges. Ultra-høyfast stål krever vanligvis lavt hydrogeninnhold i sveisingen, HD ≤ 5 ml/100 g. Derfor må bare elektroder av lav hydrogen-type velges.

Matchende elektroder for Optim 900 QC og Optim 960 QC

Matchende elektroder må brukes når en sveiset forbindelse skal ha styrkeegenskaper som nærmer seg mormaterialets. Matchende elektroder har en standardisert flytegrenseklasse på 89 (min. 890 MPa).

For stålkvalitetene Optim 900/960 QC anbafales følgende matchende elektroder: Dekkede elektroder som i EN 757 89 6 Z B 42 H5 ogd MAG elektroder i følge EN 12534 GMn4Ni2CrMo (blandet gass argon + CO₂). For matchende elektroder i overensstemmelse med standardene, se under.

Lett undermatchende elektroder for Optim 1100 QC

Det finnes få tilgjengelige sveiseelektroder for den sterkere stålkvaliteten Optim 1100 QC. Legg merke til at elektrodene i tabellen under vil kunne brukes som lett undermatchende for Optim 1100 QC. Som lett undermatchende elektroder må brukes når en sveiset forbindelse skal ha styrkeegenskaper som nærmer seg mormaterialets.

Optim 900 QC og Optim 960 QC, matchende eller nesten matchende sveiseelektroder
Optim 1100 QC, lett undermatchende sveiseelektroder

Lignende sveiseelektroder fra andre leverandører/produsenter anbefales også. Gyldigheten av enhver anbefaling bør kontrolleres med produsenten før sveising.

¹⁾ M21: Beskyttelesgass omtrent 80% argon + 20% CO₂. Lavere CO₂ -innhold kan også brukes.

Instruksjoner for å opppnå sterke sveisede forbindelser for Optim 900 QC og Optim 960 QC

Når en sveiset forbindelse skal ha samme styrke som mormaterialet må varmebehandlingseffekten av varmetilførselen forårsaket av sveising i den varmepåvirkede sonen (HAZ) være begrenset. Følgende anbefalinger er for å oppnp dette:

• Metoder med lav varmetilførsel, slik som lasersveising, puls-MAG og laser-MAG anbefales.
• For en båndtykkelse på > 4 mm, bør den maksimale bueenergien være på 0,5 kJ/mm, og for tykkelser på mindre enn 4 mm bør den være 0,4 kJ/mm. 
• Den prosjekterte avkjølingstiden fra 800 °C til 500 °C (t_8/5) bør ikke overstige 4 sekunder. 
• Målet er å oppnå så lavt sporvolum som mulig. Jo lavere volum av smeltemateriale avleiret i et enkelt spor, jo lavere varmemengde, og jo lavere påfølgende mykgjøring. For eksempel bør fasevinkelen for en butt kobling i enkel V og en enkel kuvet (HV) spor for tykkelser på > 4 mm være på maksimum 50°.
• I multipass-sveising brukes romtemperaturen (+20 °C) som valsetemperatur. 
• Overflater som skal sveises må holdes rene, tørre og minst ved romteperatur for å unngå behovet for forhåndsoppvarming.
• For MAG -sveising skal solid tråd av styrkeklassen 89 (min. 890 MPa) med en diameter på 1.0 mm i henhold til EN 12534:2000 (Welding consumables. Trådelektroder, tråder, stenger og tilsetninger for gassbeskyttet metallbuesveising av høyfast stål. Classification) brukes.

Undermatchende elektroder

Bruken av undermatchende elektroder gir en sveisest forbindelse med lavere styrke enn mormaterialet. Undermatchende elektroder kan brukes for eksempel der konstruksjonen tillater dette i forhold til plassering av skjøten og/eller økning i den effektive passasjetykkelsen.

I tabellen under finner du merker av undermatchende elektroder med en standardisert flytegrenseklasse på 42 (min. 420 MPa).

Lignende sveiseelektroder fra andre leverandører/produsenter anbefales også. Gyldigheten av enhver anbefaling bør kontrolleres med produsenten før sveising.

¹⁾ Beskyttelesgass omtrent 80% argon + 20% CO². Lavere CO₂ -innhold kan også brukes.

Bruken av undermatchende elektroder gir en sterk, fleksibel sveis, som tolererer sveisetrykk og slaglaster bedre enn en sveis laget med høyfaste elektroder. Langsgående skjøter for kranarmer, for eksempel, sveises ofte med undermatchende elektroder for å oppnå en sterkt helhetlig struktur. Bruken av elektroder og konformiteten til de sveisede forbindelsene med krav garanteres best ved en sveiseprosedyretest.

Behandling av sveiseelektroder

Sveiseelektroder skal beskyttes mot fuktighet under transport, lagring og bruk for å unngå at det dannes kondens i dem. Om nødvendig må de tørkes i henhold til produsentens instruksjoner før sveising.

Last ned informasjon om sveising av varmvalset stål

Last ned veiledning om sveiseelektroder

Forberedelse av skjøt

Vi anbefaler at forberedelsen av skjøter til sveising, dvs. fasing, gjørs med maskiner. Generelt er den beste skjøtforberedelsen for en butt skjøt for båndtykkelser på ≤ 3 mm firkantet butt forberedelse.

For tykkere bånd anbefales et enkelt V-spor eller et enkelt V-spor med rotfase og en fasevinkel på 40–70º slik som vist i figuren under.

	a)                                                 b)
	Sveising av ultra-høyfast Optim QC stål, eksempler på butt skjøt (a) og fylt skjøt (b).

                                            

Typen skjøtforberedelse som skal brukes til en fylt skjøt og fasing av ett nett skal avgjøres i henhold til den rotpenetreringen og sveisetykkelsen som trenges i sveisemonteringen Sporoverflatene må være tørre og rene før sveising for å forebygge at det skadelige hydrogenet kommer i kontakt med den sveisede forbindelsen.

Behov for høy arbeidstemperatur

Forhåndsoppvarming er en vanlig måte å heve arbeidstemperaturen for sveising. Behovet for en høy arbeidstemperatur avgjøres vanligvis på bakgrunn av den kjemiske sammensetningen, dvs. herdbarheen til stålet og sveiseelektrodene. Må må også ta hensyn til kombinasjonen av bånstykkelse, varmetilførsel ved sveising og hydrogeninnholdet i sveisen forårsaket av sveiseelektroder. I normal prosesstilstand kan ultra-høyfast stål sveises uten forhåndsoppvarming takket være lav karbonekvivalent i forhold til den høye styrken, og smal båndtykkelse.

Varmetilførsel

Lav varmetilførsel vil minimere virkningen sveisevarmen har på de mekaniske verdiene til det varmepåvirkede området (HAZ) i skjøten. Tabellen under viser varmetilførselesverdier for butte og fylte skjøter, som vil gi gode mekaniske verdier for den sveisede forbindelsen. Mykgjøring av HAZ vil være betydelig hvis høye varmetilførselsverdier brukes. Takket være relativt lav legering og herdbarhet, vil ultra-høyfast stål være velegnet for sveising med metoder med lav varmetilførsel og med lav avkjølingstid t_8/5. Metoder som gir en avkjølingstid t_8/5 på mindre enn 4 sekunder inkluderer lasersveising. Legg merke til at i tynne sveiser gjort ved metallbuesveising med dekkede elektroder er det enkelt å overstige den maksimale varmetilførselsverdien. Dette skjer for eksempel med 6-mm tykke bånd der den effektive sveisetykkelsen overstiger 4–5 mm.

Omtrentlige bueenergier for sveising

¹⁾ Bueenergi = E = 60 x U x I / 1000 x v, hvorE = (kJ/mm), U = buespenning (V), I = sveisestrøm (A) og sveisehastighet v = (mm/min).

Følgende avkjølingsverdier for en sveiset forbindelse fra en temperatur på 800 – 500 ºC, er i samsvar med varmetilførselsanbefalingene vist i tabellen under: Kvalitetene Optim 900 QC and Optim 960 QC: t_8/5 = 4 – 15 sekunder og kvaliteten Optim 1100 QC: t_8/5 = 4 – 10 sekunder.

N.B: Avkjølingstider som er kortere enn disse t_8/5 verdiene kan også brukes ved sveising.

Forming

Kaldformbarheten (dvs. ved +20 °C) til ultra-høyfast stål, det høye styrkenivået tatt i betraktning. De kan formes i alle skrådde retninger og bøyingen kan plasseres uavhengig av valseretningen. Bøyestyrke, tilbaspretteffekt og bøyeradius er større enn for mykere konstruksjonsstål, grunnet den høyere styrken.

Minimum bøyeradiuser for kappede lengder av forskjellige tykkelser, bøyevinkel 90°

Det er ingen restriksjoner for plassering av bøyen.

Gode verkstedsteknikker og nøyaktig planlegging er viktig for å oppnå fulle fordeler av formbarheten. Slitt verktøy, dårlig smøring, overflatedefekter og utvekster på skjærekantene vil alle kunne forringe formingskvaliteten. Plater som har vært oppbevart kaldt må varmes opp til romtemperatur (+20 °C) før de formes.

Kutting

Ultra-høyfast stål er velegnet til termisk kutting. Kutteoverflaten vil være jevn, noe som gir god tretthetsmotstand. Varme-, plasma- og laserkutting vil etterlate et mykere område i båndkanten grunnet varmen, men å velge rikitg kuttemetode vil gjøre dette området svært smalt. Ved mekanisk kutting av høyfast stål må man være spesielt oppmerksom på kutteutstyrets stivhet, bladets natur og klaring, og støtten for arbeidsstykket. Bånd som har vært oppbevart kaldt må varmes opp til romtemperatur (+20 °C) før de kuttes.

Varmforsinket belegg

Grunnet en optimert kjemisk sammensetning gir ultra-høyfast stål et godt substrat for varmforsinking. Skikkelig kontroll av galvaniseringsparameterene produserer et estetisk tilfredsstillende, skinnende og varig belegg. Beleggtykkelsen reguleres ved å kontrollere galvaniseringstiden og -temperaturen. Unødvendig langvarig dypping bør unngås for å garantere fornuftig beleggtykkelse og godt feste av belegget.

Varmebehandling

Ultra-høyfast stål er ikke egnet for varmebehandling etter sveising eller etter andre verkstedsoperasjoner. Men hvis trykklette behøves kan dette foretas i temperaturserien 400–450 °C. Dyppetiden avgjøres i henhold til materialtykkeøsen og strukturen til stålproduktet. Langsom avkjøling i ovn anbefales. Varmebeahdnling eller arbeid ved temperaturer over 450 °C anbefales ikke, da det vil kunne redusere stålets styrke betraktelig.

Varmebehandlingsgraf for Optim 900 QC

Optim 900 QC Tykkelse 8 mm

Herdetemperatur, °C

Rm=Strekkfasthet N/mm2, Rp0.2=Flytegrense N/mm2, A5=Bruddforlengelse %,  1 N/mm2 = 1 MPa.

Ytterligere informasjon om bearbeiding

Last ned informasjon om mekanisk kutting

Sikkerhet på arbeidsplassen

Vær særlig forsiktig i alle stadier av behandling av ultra-høyfast stål. Sikre arbeidsmetoder er særlig viktig ved bøying, flensing og kutting. Behandlingsinstruksjonene fra stålleverandøren og sikkerhetsinstruksjonene på verkstedet må følges til punkt og prikke. Nye ansatte må få korrekt opplæring før de får lov til å bearbeide herdet stål.