Почему высокоуглеродистая сталь труднее сваривается

Высокоуглеродистая сталь относится к w(C) выше 0,6% углеродистой стали, которая имеет большую склонность к закалке, чем среднеуглеродистая сталь, и к образованию высокоуглеродистого мартенсита, более чувствительного к образованию холодных трещин.

В то же время в околошовной зоне сварного шва образуются мартенситная организация, твердые и хрупкие свойства, что приводит к значительному снижению пластичности и ударной вязкости соединения, поэтому свариваемость высокоуглеродистой стали достаточно плохая и должна принять специальный процесс сварки для обеспечения производительности соединения.

Поэтому в сварной конструкции, как правило, используется редко.Высокоуглеродистая сталь в основном используется для деталей машин, требующих высокой твердости и износостойкости, таких как валы, крупные шестерни и муфты и т. д.

Для экономии стали и упрощения процесса обработки эти детали машин также часто объединяют в сварные конструкции.В тяжелом машиностроении также встречается сварка деталей из высокоуглеродистой стали.

При разработке процесса сварки сварных соединений из высокоуглеродистой стали необходимо провести всесторонний анализ различных дефектов сварки, которые могут возникнуть, и принять соответствующие меры по процессу сварки.

1 Свариваемость высокоуглеродистой стали

1.1 Метод сварки

Высокоуглеродистая сталь в основном используется для конструкций с высокой твердостью и износостойкостью, поэтому основными методами сварки являются электродуговая сварка, пайка твердым припоем и дуговая сварка под флюсом.

1.2 Сварочный материал

Сварка высокоуглеродистой стали обычно не требует прочности соединения и основного материала.Дуговая сварка сварочным электродом обычно используется для удаления серы, низкого содержания водорода в диффузии наплавленного металла, хорошей ударной вязкости сварочного стержня с низким содержанием водорода.В требованиях к металлу сварного шва, основному материалу и другой прочности следует использовать электрод с низким содержанием водорода соответствующего уровня;в металле сварного шва, основном материале и другой прочности уровень прочности следует использовать ниже основного материала электрода с низким содержанием водорода, помните, что нельзя выбирать уровень прочности выше, чем у электрода с высоким содержанием основного материала.Если основной материал не допускается предварительно нагревать при сварке, чтобы предотвратить холодное растрескивание в зоне термического влияния, можно использовать сварочный пруток из аустенитной нержавеющей стали для получения хорошей пластичности и устойчивости к растрескиванию аустенитной организации.

1.3 Подготовка фаски

Чтобы ограничить массовую долю углерода в металле сварного шва, следует уменьшить коэффициент плавления, поэтому обычно используют U- или V-образные фаски при сварке и обращают внимание на фаску и фаску с обеих сторон. Диапазон 20 мм от масла, ржавчины и других чистящих средств.

1.4 Предварительный нагрев

Сварка электродом из конструкционной стали, сварка должна быть предварительно подогрета, контроль температуры предварительного нагрева при 250 ℃ ~ 350 ℃.

1.5 Межслойная обработка

Многослойная многоканальная сварка, первая сварка с использованием сварочной проволоки малого диаметра, сварка малым током.Как правило, поместите заготовку в полустоящую сварку или используйте боковое качание сварочного стержня, чтобы за короткий промежуток времени нагреть всю зону термического влияния основного материала, чтобы получить эффект предварительного нагрева и изоляции.

1.6 Термическая обработка после сварки

Сразу после сварки заготовку помещают в нагревательную печь и выдерживают при температуре 650°С для отжига для снятия напряжений.

2 Дефекты сварки высокоуглеродистой стали и профилактические меры

Из-за высокоуглеродистой стали склонность к закалке очень велика, при сварке склонны к горячему и холодному растрескиванию.

2.1 Меры профилактики термического растрескивания

(1) контроль химического состава сварного шва, строгий контроль содержания серы и фосфора и надлежащее увеличение количества марганца для улучшения организации сварного шва и уменьшения сегрегации.

2) Контролируйте форму участка сварного шва, отношение ширины к глубине должно быть немного больше, чтобы избежать отклонения центра сварного шва.

(3) для жестких сварных деталей следует выбрать соответствующие параметры сварки, соответствующий порядок и направление сварки.

4) При необходимости принимаются меры по предварительному нагреву и медленному охлаждению для предотвращения образования термических трещин.

(5) улучшить щелочность электрода или флюса, чтобы уменьшить содержание примесей в сварном шве и улучшить степень сегрегации.

2.2 Меры по предотвращению образования холодных трещин

1) Предварительный подогрев перед сваркой и медленное охлаждение после сварки не только снижает твердость и хрупкость околошовной зоны, но и ускоряет диффузию водорода наружу в сварном шве.

2) Выбор соответствующих сварочных мероприятий.

3) Примите подходящую последовательность сборки и сварки, чтобы уменьшить ограничивающее напряжение сварного соединения и улучшить напряженное состояние сварных деталей.

4) Выберите подходящие сварочные материалы, высушите сварочный пруток и флюс перед сваркой и держите их под рукой.

5) Перед сваркой необходимо тщательно удалить воду, ржавчину и другие загрязнения с поверхности основного металла вокруг фаски, чтобы уменьшить содержание рассеянного водорода в сварном шве.

6) Водородную обработку следует проводить непосредственно перед сваркой, чтобы водород мог полностью выйти из сварного соединения.

7) Отжиг для снятия напряжения следует проводить сразу после сварки, чтобы способствовать диффузии водорода в сварном шве наружу.