The study examines factors influencing the weldability of SKD 11 grade steel used in mold manufacturing through the Gas Tungsten Arc Welding (GTAW) process.

Authors

  • sarawut chaowakarnkool -
  • วรเชษฐ์ หวานเสียง

Keywords:

Mold steel, TIG welding process, Pre-Post Weld Heat Treatment, Heat Effected Zone, Residual Stress

Abstract

The objective of this research study was to study the factors that influence the weldability of the steel used to produce molds. SKD 11 grade with TIG  welding process (GTAW) Let's start by defining the welding conditions. Welding current, Number of layers of welds, Deposited rate, and heating temperature before and after welding. The welding specimen is then examined for cracks and tested for mechanical properties. Experiments have shown that 3-layer weld welding, full-notch welding, and low heat intake. As a result, the hot impact area is narrower than in full single-layer welding. And welding with a welding current of 105 amps, making the filling wire and melting metal go well together. Lack of inter-run fusion was not detected, but the surface of the weld was found to be concave, and 25 percent of the weld length was found. By increasing the feed rate from filling 1 wire at a time to 2 wires at a time, the measurement with the gauge showed that the weld surface bulge increased, and from the examination with the penetrator solution, no cracks were found on the weld surface. [1] Pre-heating at 300 degrees Celsius and post-heating at 300 degrees Celsius are the same. It has a high hardness of 50 HRC and an impact capacity of 2.5 joules (J), but if the heating temperature after welding is increased to 700–900 degrees Celsius, it is found that it can withstand more impact, but the hardness value will decrease, which is not suitable for mold making. In conclusion, SKD 11 steel has a low weld ability, so attention should be paid to determining important variables in welding. To avoid residual stress until it causes cracking after welding is completed.

References

Kou,S. (2003). Improving Weld Geometry.Welding metallurgy.(pp.

-295) New Jersey USA : John Wiley & Sons, Inc.

เฉลิมพล คล้ายนิล, & ณัฐศักดิ์ พรพุฒิศิริ. (2558) การศึกษาชนิดของ

เหล็กกล้าเครื่องมือที่มีผลต่อพฤติกรรมการสึก หลอของแม่พิมพ์สำหรับการปั้ม

เหล็กกล้าความแข็งแรงสูง. CMUL: Journal Articles.

http://cmuir.cmu.ac.th/jspui/handle/6653943832/64792.

STEVE THOMPSON. (1999). Handbook of mold, tool and die repair

welding. United States of America: William Andrew Publishing.

Lin, Y. C., Chen, H. M., & Chen, Y. C. (2014). A Comparative Study

of the Tribological Behavior of Tin Powder Clad on the JIS SKD11

Tool Steel with the GTAW Method. Advanced Materials

Research, 966, 365-376.

https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.966-967.365.

ดำรงค์ มิตรเหียนขุนทด. อิทธิพลของวัฏจักรความร้อนที่มีผลต่อโลหะเชื่อมมิก

เหล็กกล้าเครื่องมือเกรด SKD11 (Doctoral dissertation, มหาวิทยาลัย

เทคโนโลยีราชมงคลธัญบุรี. คณะวิศวกรรมศาสตร์. สาขาวิชาวิศวกรรมการ

ผลิต).

http://www.repository.rmutt.ac.th/xmlui/handle/123456789/2400.

Meng, Y., Zhang, J. Y., Zhan, H., Chen, Q., Zhou, J., Sugiyama, S.,

& Yanagimoto, J. (2019). Effects of subsequent treatments on the

microstructure and mechanical properties of SKD11 tool steel

samples processed by multi-stage thixoforging. Materials

Science and Engineering: A, 762, 138070.

https://doi.org/10.1016/j.msea.2019.138070.

Chuaiphan, W., & Srijaroenpramong, L. (2014). Effect of welding

speed on microstructures, mechanical properties and corrosion

behavior of GTA-welded AISI 201 stainless steel sheets. Journal

of Materials Processing Technology, 214(2), 402-408.

https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2013.09.025.

Olabi, A. G., & Hashmi, M. S. J. (1995). The effect of post-weld

heat-treatment on mechanical-properties and residual-stresses

mapping in welded structural steel. Journal of materials

processing technology, 55(2), 117-122.

https://doi.org/10.1016/0924-0136(95)01794-1.

Kim, H., Kang, J. Y., Son, D., Lee, D. S., Lee, T. H., Jeong, W. C., &

Cho, K. M. (2014). Microstructures and mechanical properties of

cold-work tool steels: a comparison of 8% Cr steel with STD11.

Journal of the Korean Society for Heat Treatment, 27(5), 242-

https://doi.org/10.12656/jksht.2014.27.5.242.

Mandolfino, C., Lertora, E., Davini, L., & Gambaro, C. (2014).

Investigation on gas metal arc weldability of a high strength

tool steel. Materials & Design (1980-2015), 56, 345-352.

https://doi.org/10.1016/j.matdes.2013.11.042.

Fukaura, K., Sunada, H., Yokoyama, Y., Teramoto, K., Yokoi, D., &

Tsujii, N. (1998). Improvement of strength and toughness of

SKD11 type cold work tool steel. Tetsu-to-Hagané, 84(3), 230-

https://doi.org/10.2355/tetsutohagane1955.84.3_230.

คณิต สิทธิพันธ์. อิทธิพลของการเชื่อมอาร์กลวดหุ้มฟลักซ์พอกแข็งซ้ำแนวต่อ

สมบัติของเหล็กกล้าเครื่องมือ JIS-SKD11 (Doctoral dissertation,

มหาวิทยาลัย เทคโนโลยี ราช มงคล ธัญบุรี. คณะ วิศวกรรมศาสตร์. สาขา

วิชา วิศวกรรม การ ผลิต.).

http://www.repository.rmutt.ac.th/xmlui/handle/123456789/2588.

สมหมาย สารมาท. (2550). การวิเคราะห์ปัจจัยเพื่อกำหนดวิธีปฏิบัติในการเชื่อม

แบบทังสเตนอาร์คเพื่อลดการแตกร้าวสำหรับ เหล็กกล้าเครื่องมืองานเย็นเอ

สเคดี 11. (วิทยานิพนธ์ ปริญญามหาบัญฑิต). เชียงใหม่. บัณฑิตวิทยาลัย

มหาวิทยาลัยเชียงใหม่

http://cmuir.cmu.ac.th/jspui/handle/6653943832/26911

Kutelu, B. J., Seidu, S. O., Eghabor, G. I., & Ibitoye, A. I. (2018).

Review of GTAW welding parameters. Journal of Minerals and

Materials Characterization and Engineering, 6(05), 541.

http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/.

Dubey, Y., Sharma, P., & Singh, M. P. (2023). Experimental

investigation for GTAW optimization using genetic algorithm on

S-1 tool steel. Materials Today: Proceedings.

https://doi.org/10.1016/j.matpr.2023.02.174.

Downloads

Published

06/27/2024

How to Cite

chaowakarnkool, sarawut, & หวานเสียง ว. (2024). The study examines factors influencing the weldability of SKD 11 grade steel used in mold manufacturing through the Gas Tungsten Arc Welding (GTAW) process. Journal of Innovative Technology Research, 8(1), 13–26. retrieved from https://so04.tci-thaijo.org/index.php/JIT/article/view/267190