Competition in the shipbuilding and offshore industries has generated a demand for the use of materials that can provide high productivity with low manufacturing costs. One method to overcome these challenges is the use of high-strength steels, providing a better strength to weight ratio. However, the application of high strength materials is restricted by the need of cost effective low heat input welding process. The higher heat affected zone (HAZ) producing process deteriorates the weld joint properties of these thermally treated steels by large. Previously, alternating current gas metal arc welding (AC-GMAW) has been applied to thin sheets due to low heat input and higher material deposition rates. Quite recently, some unique findings of high penetration and stable welding arc have been reported on bead on plate (BOP) welding for steel by using an improved current waveform. Electrode negative (EN) region of the current waveform is divided into an EN base region and a peak region; resulting in a finger like penetration providing good root quality. The work is extended here and the AC-GMAW process is employed on thick steel plate welding ranging from 5 mm to 10 mm in a single pass. However a lack of fusion is reported on the joint sides for material thickness above 7 mm. The controlled induction pre-heating on the joint sides up to the desired depth can help in overcoming this problem. The induction heating source can pre-heat the workpiece in the desired manner to control the penetration properties. Different coil designs with appropriate power supply configuration can be used to rapidly pre-heat the joint in the desired pattern; followed by higher material deposition by the AC-GMAW process. The development in the proposed process of induction heating assisted alternating current gas metal arc welding (IH-ACGMAW) can pave the way for the welding of thick steel plates at reasonable welding speeds with minimum HAZ.
조선 및 해양 산업에서의 경쟁은 저 비용으로 높은 생산성을 제공할 수 있는 재료의 사용에 대한 요구를 발생시켰다. 이와 관련된 어려움을 극복하기 위한 한가지 방법으로서, 중량 비율 대비 더 나은 강도를 제공하는 고강도 강재를 사용하는 것이다. 그러나, 고강도 재료의 적용은 비용 효율적인 저입열 용접 공정의 필요에 의해 제한된다. 더 높은 열영향부 (HAZ)를 발생시키는 제조 공정은 열처리된 강재의 용접부 특성을 크게 저하시킨다.
이전에, 교류 전류 가스 금속 아크 용접 (AC-GMAW)은 열 입력이 낮고, 재료의 용착 속도가 빠른 장점 때문에 박판에 적용되었다. 매우 최근에는, 개선된 전류 파형을 사용하여 강의 비드 온 용접 (BOF) 용접에서 깊은 침투 및 안정적인 용접 아크에 대한 일부 독특한 연구 결과가 보고되었다. 전류 파형의 전극 음극 (EN) 영역은 EN 기저 영역과 피크 영역으로 나뉘어지며, 이를 통해서 우수한 루트 품질을 제공하는 finger-like 침투를 발생시킨다. 본 연구는 개선된 전류 파형에서의 앞선 연구를 확장하고, AC-GMAW 공정은 5~10mm 범위의 후판에 대해 단일 패스 용접에 사용되었다. 그러나, 7mm 이상의 두께의 재료에 대해서 AC-GMAW 공정이 적용될 때, 접합부 측면에서 의 융합 부족 (lack of fusion)이 보고된다. 원하는 침투 깊이를 가지는 접합부 측면에 대한 제어된 유도 예열은 이 문제를 극복하는데 도움이 될 수 있다. 유도 가열원은 침투 특성을 제어하여 원하는 방식으로 모재를 예열할 수 있다. 적절한 전원 공급 장치의 구성으로 코일을 설계하는 것은 원하는 패턴으로 접합부를 빠르게 예열하는데 사용될 수 있으며, AC-GMAW 공정에 의한 더 나은 송급률과 함께 적용될 수 있다. 따라서, 유도가열 기반 교류 전류 가스 금속 아크 용접 (IH-ACGMAW)의 제안된 공정의 개발은 적은 열영향부 (HAZ)와 함께 높은 용접 속도로 후판을 용접할 수 있다.
