Високовъглеродната стомана се отнася до въглеродна стомана с w(C) по-високо от 0,6%, която има по-голяма склонност към втвърдяване от средновъглеродната стомана и образува високовъглероден мартензит, който е по-чувствителен към образуването на студени пукнатини.В същото време мартензитната структура, образувана в зоната на термично въздействие на заваряването, е твърда и крехка, което води до значително намаляване на пластичността и якостта на съединението.Поради това заваряемостта на високовъглеродната стомана е доста лоша и трябва да се приложи специален процес на заваряване, за да се гарантира производителността на съединението..Поради това обикновено рядко се използва в заварени конструкции.Високовъглеродната стомана се използва главно за машинни части, които изискват висока твърдост и устойчивост на износване, като валове, големи зъбни колела и съединители.За да се спести стомана и да се опрости технологията на обработка, тези машинни части често се комбинират със заварени конструкции.Заваряването на компоненти от високовъглеродна стомана също се среща в тежкото машиностроене.При формулирането на процеса на заваряване на заваряване на стомана с високо съдържание на въглерод, всички видове заваръчни дефекти, които могат да възникнат, трябва да бъдат изчерпателно анализирани и да бъдат взети съответните мерки за процеса на заваряване.
1. Заваряемост на високовъглеродна стомана
1.1 Метод на заваряване
Високовъглеродната стомана се използва главно в конструкции с висока твърдост и висока устойчивост на износване, така че основните методи за заваряване са електродъгово заваряване, спояване и заваряване под флюс.
1.2 Заваръчни материали
Заваряването на високовъглеродна стомана обикновено не изисква същата якост между съединението и основния метал.За електродъгово заваряване обикновено се избират електроди с ниско съдържание на водород със силна способност за десулфуриране, ниско съдържание на дифузионен водород в отложения метал и добра якост.Когато се изисква якост на заваръчния метал и основния метал, трябва да се избере електрод с ниско съдържание на водород на съответното ниво;когато не се изисква якост на заваръчния метал и основния метал, трябва да се избере електрод с ниско съдържание на водород с ниво на якост, по-ниско от това на основния метал.Не може да бъде избран електрод с по-високо ниво на якост от основния метал.Ако не е позволено основният метал да бъде предварително нагрят по време на заваряване, за да се предотвратят студени пукнатини в засегнатата от топлина зона, могат да се използват електроди от аустенитна неръждаема стомана за получаване на аустенитна структура с добра пластичност и силна устойчивост на пукнатини.
1.3 Подготовка на канала
За да се ограничи масовата част на въглерода в заваръчния метал, съотношението на топене трябва да бъде намалено, така че по време на заваряване обикновено се използват U-образни или V-образни канали и трябва да се внимава за почистване на жлеба и маслените петна и ръжда в рамките на 20 мм от двете страни на жлеба.
1.4 Предварително загряване
При заваряване с електроди от конструкционна стомана, той трябва да бъде предварително загрят преди заваряване и температурата на предварително загряване трябва да се контролира от 250°C до 350°C.
1.5 Обработка на междинен слой
За многослойно многопроходно заваряване, първото преминаване използва електроди с малък диаметър и заваряване на слаб ток.Обикновено детайлът се поставя в полувертикално заваряване или заваръчният прът се използва за странично завъртане, така че цялата засегната от топлина зона на основния метал да се нагрее за кратко време, за да се получат ефекти на предварително загряване и запазване на топлината.
1.6 Термична обработка след заваряване
Веднага след заваряването детайлът се поставя в нагревателната пещ и запазването на топлината се извършва при 650°C за отгряване за облекчаване на напрежението.
2. Заваръчни дефекти на високовъглеродна стомана и превантивни мерки
Поради високата тенденция на втвърдяване на високовъглеродната стомана, по време на заваряване са склонни да се появят горещи и студени пукнатини.
2.1 Превантивни мерки за термични пукнатини
1) Контролирайте химическия състав на заваръчния шев, стриктно контролирайте съдържанието на сяра и фосфор и съответно увеличете съдържанието на манган, за да подобрите структурата на заваръчния шев и да намалите сегрегацията.
2) Контролирайте формата на напречното сечение на заваръчния шев и съотношението ширина към дълбочина трябва да бъде малко по-голямо, за да избегнете сегрегация в центъра на заваръчния шев.
3) За заварки с висока твърдост трябва да се изберат подходящи параметри на заваряване, подходяща последователност и посока на заваряване.
4) Ако е необходимо, вземете мерки за предварително загряване и бавно охлаждане, за да предотвратите появата на термични пукнатини.
5) Увеличете алкалността на електрода или флюса, за да намалите съдържанието на примеси в заваръчния шев и да подобрите степента на сегрегация.
2.2 Превантивни мерки за студени пукнатини.
1) Предварителното загряване преди заваряване и бавното охлаждане след заваряване може не само да намали твърдостта и крехкостта на зоната, засегната от топлината, но също така да ускори дифузията на водорода навън в заваръчния шев.
2) Изберете подходящите мерки за заваряване.
3) Приемете подходящи последователности на сглобяване и заваряване, за да намалите напрежението на задържане на заварените съединения и да подобрите състоянието на напрежение на заваръчните съединения.
3 .Заключение
Поради високото съдържание на въглерод, високата закаляемост и лошата заваряемост на високовъглеродната стомана е лесно да се произведе високовъглеродна мартензитна структура по време на заваряване и е лесно да се произведат заваръчни пукнатини.Следователно, когато заварявате високовъглеродна стомана, процесът на заваряване трябва да бъде разумно избран.И вземете съответните мерки навреме, за да намалите появата на заваръчни пукнатини и да подобрите работата на заварените съединения.
Време на публикуване: 18 юли 2023 г