Dissimilar TIG Welding of HSLA to Austenitic High-Mn TRIP Steels Translated title: Ungleiches WIG-Schweißen zwischen hochfesten, niedrig legierten Stählen und austenitischen TRIP-Manganhartstählen

Abstract

The microstructure and mechanical properties of dissimilar butt-joints of high-strength low-alloy steel to austenitic high Mn TRIP steels produced by manual TIG welding with AISI 309L filler metal were investigated. The heat input was varied by changing the welding current between 40 and 70 A. A fully austenitic microstructure with nearly equiaxed grains and without any iron/manganese carbide is observed in the high Mn TRIP base metal, whereas polygonal ferrite and pearlite colonies oriented along the rolling direction are found in the high-strength low-alloy steel base metal. Coarse and refined heat-affected zones (HAZ) were observed in the high-strength low-alloy steel, whereas no significant HAZ was detected at the TRIP side. Bainite and/or martensite grew in the coarse HAZ of the high-strength low-alloy steel steel joined with highest current. The weld seam was formed by austenitic dendrites with interdendritic ferrite and martensite. The best welding condition was achieved with an intermediate current of 50 A, where the hardness transition was smooth, fracture occurred in the HSLA base metal and the joint ductility was higher.

Kurzfassung

Die Mikrostruktur und mechanischen Eigenschaften von ungleichen Stoßverbindungen aus hochfestem, niedrig legiertem Stahl und austenitischem TRIP-Manganharttstahl, die durch manuelles WIG-Schweißen mithilfe von AISI 309L-Füllmaterial hergestellt wurden, werden untersucht. Die Wärmezufuhr wurde variiert, indem zwischen einem Schweißstrom von 40 und 70 A gewechselt wurde. Eine vollständig austenitische Mikrostruktur mit nahezu gleichachsigen Körnern und ohne Eisen-/Mangankarbide wird in dem TRIP-Basismetall mit hohem Mn-Gehalt beobachtet, wohingegen entlang der Walzrichtung orientierte polygonale Ferrit- und Perlitkolonien im hochfesten, niedrig legierten Stahl-Basismetall gefunden werden. Grobe und feine Wärmeeinflusszonen (WEZ) wurde im hochfesten, niedrig legierten Stahl beobachtet, auf der TRIP-Seite wurden hingegen keine bedeutenden WEZ gefunden. Bainit und/oder Martensit wuchsen in der groben WEZ des hochfesten, niedrig legierten Stahls, der mit dem höchsten Strom verbunden wurde. Die Schweißnaht wurde durch austenitische Dendrite mit interdendritischem Ferrit und Martensit gebildet. Die besten Schweißbedingungen wurden mit einem mittleren Strom von 50 A erreicht. Der Härteübergang war reibungslos, ein Bruch erfolgt im HSLA-Basismetall und die Verbindungsduktilität war höher.