TY - JOUR ID - TI - Study of Mechanical Properties of Carbon Steel Plate SA-516 Gr. 70 Welded by SAW Using Square-Shape Joint Design AU - MohannadYousif Hanna AU - Samir Ali Amin AU - Abdulaziz Saud Khider PY - 2019 VL - 27 IS - 3 SP - 363 EP - 378 JO - Journal of University of Babylon مجلة جامعة بابل SN - 19920652 23128135 AB - Submerged arc welding (SAW) is a fusion type welding and it is considered as one of the most important welding types due to its inherent capabilities of high welding speed, high deposition rate, welding large thickness plates owing to its deep penetration characteristic and many other advantages. In this study, the goal was to investigate the effect of welding parameters, namely (welding current and welding speed) as well as the joint design on the mechanical properties (yield stress, bending force on the face of the weldment and hardness of the weld metal. Experiments were conducted employing Design of Experiment (DOE) software and Response Surface Methodology (RSM) technique. The experiments were performed by welding (26) pieces of ASME SA-516 Gr. 70 steel plate with dimensions of (300 mm × 150 mm × 10 mm) to produce (13) specimens depending upon the design matrix developed via the DOE. Results manifested that the optimum process parameters for maximum yield stress, maximum bending force and minimum hardness were (202.659 MPa, 21.662 KN and 139.232 HV), respectively at (425 amps) welding current and (35 cm/min) welding speed, where the arc voltage was held constant at (37 volts). Finally, it was found that the predicted and experimental results of yield stress, bending force and hardness agree very well according to the ultimate error (1.5%, 1.3%, and 3.4 %), respectively.

[1] I. Gowrisankar, A. K. Bhaduri, V. Seetharaman, D. D. N. Verma, and D. R. G. Achar, “Effect of the Number of Passes on the Structure and Properties of Submerged Arc Welds of AISI Type 316L Stainless Steel,” Weld. J., pp. 147–154, 1987.[2] D. M. Viano, N. U. Ahmed, and G. O. Schumann, “Influence of Heat Input and Travel Speed on Microstructure and Mechanical Properties of Double Tandem Submerged Arc High Strength Low Alloy Steel Weldments,” Sci. Technol. Weld. Join., vol. 5, no. 1, pp. 26–34, 2000.[3] A. M. Paniagua-Mercado, V. M. López-Hirata, and M. L. Saucedo Muñoz, “Influence of the Chemical Composition of Flux on the Microstructure and Tensile Properties of Submerged-Arc Welds,” J. Mater. Process. Technol., vol. 169, no. 3, pp. 346–351, 2005.[4] K. Prasad and D. K. Dwivedi, “Microstructure and Tensile Properties of Submerged Arc Welded 1.25Cr-0.5Mo Steel Joints,” Mater. Manuf. Process., vol. 23, no. 5, pp. 463–468, 2008.[5] A. Harish, S. Kulwant, and S. Sanjay, “Cooling Rate Effect on Microhardness for SAW Welded Mild Steel Plate,” Int. J. Theor. Appl. Res. Mech. Eng., vol. 2, no. 2, pp. 71–77, 2013.[6] R. Kumar, H. K Arya, and S. RK, “Experimental Determination of Cooling Rate and its Effect on Microhardness in Submerged Arc Welding of Mild Steel Plate (Grade c-25 as per IS 1570),” Mater. Sci. Eng., vol. 03, no. 02, 2014.[7] N. Singh, Karun, S. Kumar, and D. Singh, “Investigating the Effect of Saw Parameters on Hardness of Weld Metal,” Int. J. Adv. Ind. Eng., vol. 3, no. 2, pp. 68–74, 2015.[8] S. A. Amin, S. H. Bakhy, and F. A. Abdullah, “Study the Effect of Welding Parameters on the Residual Stresses Induced by Submerged Arc Welding process,” Al-Nahrain J. Eng. Sci., vol. 20, no. 4, pp. 945–951, 2017.[9] S. H. Bakhy, S. A. Amin, and F. A. Abdullah, “Influence of SAW Welding Parameters on Microhardness of Steel A516-Gr60,” Eng. Technol. J., vol. 36, no. 10, pp. 1039–1047, 2018.[10] ASME, ASME, BPVC, Sec.II: Materials, Part A: Ferrous Material Specificatios (SA-451 to End). The American Society of Mechanical Engineers, 2015.[11] ASME, ASME, BPVC, Sec. II: Materials, Part C: Specifications for Welding Rods, Electrods and Filler Metals. The American Society of Mechanical Engineers, 2015.[12] Askanyak company, “Eczacıbaşı - Lincoln Electric ASKAYNAK ® Products.” www.askanyak.com.tr.[13] ASME, ASME, BPVC, Section VIII, Division 1: Rules for Construction of Pressure Vessels. 2015.دراسة الخواص الميكانيكية للصلب الكربوني(SA-516 Gr. 70) الملحوم بالقوس المغمور بأستخدام تصميم وصلة لحام مربعة الشكل مهند يوسف حنا سمير علي امين عبد العزيز سعود خضرقسم الهندسة الميكانيكية، الجامعة التكنولوجية، بغداد، العراق abdulaziz.saud87@gmail.comalrabiee2002@yahoo.commohannad_hanna@yahoo.comالخلاصةان لحام القوس المغمور هو لحام انصهاري من حيث النوع ويعتبر أحد عمليات اللحام المهمة لقابلياته الذاتية من حيث سرعة اللحام، معدل الترسيب العالي، ولحام الواح ذات سمك كبير بسبب خاصية النفاذية العميقة وفوائد متعددة اخرى. تهدف هذه الدراسة الى التحقق من تأثير عوامل اللحام (تيار اللحام وسرعة اللحام) بالإضافة الى تصميم وصلة اللحام على الخواص الميكانيكية (اجهاد الخضوع، قوة الحني على وجه الملحومة وصلادة مادة منطقة اللحام). اجريت التجارب باستخدام برنامج تصميم التجارب (DOE) وتقنية طريقة الاستجابة السطحية (RSM). انجزت التجارب بلحام (26) قطعة من لوح سبيكة الصلب نوع (ASME SA-516 Gr. 70) بأبعاد (300 ملم x150 ملم x 10 ملم) لتصنيع (13) عينة ملحومة اعتمادا على مصفوفة التصميم الناتجة من برنامج تصميم التجارب. اظهرت النتائج بأن العوامل المثلى لعملية اللحام لأقصى اجهاد خضوع، أقصى قوة حني وأدنى صلادة هي (202.659ميكا باسكال، 21.662كيلو نيوتن، و139.232 صلادةفيكرية) على التوالي عند تيار لحام (425 أمبير) وسرعة لحام (35 سم/ دقيقة) مع بقاء فولتية القوس ثابت عند (37 فولت). أخيرا، وجد ان النتائج المتنبأة والعملية لاجهاد الخضوع وقوة الحني والصلادة في توافق جيد مع اقصى مقدار خطأ (1.5%، 1.3% و3.4%) على التوالي. ER -