Stal wysokowęglowa odnosi się do stali węglowej o w(C) wyższym niż 0,6%. Ma większą tendencję do utwardzania niż stal średniowęglowa i tworzenia martenzytu wysokowęglowego, który jest bardziej wrażliwy na powstawanie pęknięć zimnych. Jednocześnie struktura martenzytu powstająca w strefie wpływu ciepła spawania jest twarda i krucha, co powoduje znaczne zmniejszenie plastyczności i wytrzymałości złącza. Dlatego spawalność stali wysokowęglowej jest dość słaba i należy zastosować specjalne procesy spawania, aby zapewnić wydajność złącza. . Dlatego jest powszechnie rzadko stosowany w konstrukcjach spawanych. Stal wysokowęglowa stosowana jest głównie na części maszyn wymagające dużej twardości i odporności na zużycie, takie jak wały obrotowe, duże przekładnie i sprzęgła [1]. Aby zaoszczędzić stal i uprościć technologię obróbki, te części maszyn często łączy się z konstrukcjami spawanymi. W produkcji ciężkich maszyn występują również problemy ze spawaniem elementów ze stali wysokowęglowej. Formułując proces spawania elementów spawanych ze stali wysokowęglowej, należy kompleksowo przeanalizować różne możliwe wady spawalnicze i podjąć odpowiednie środki w procesie spawania.
Sprzęt spawalniczy Xinfa charakteryzuje się wysoką jakością i niską ceną. Aby uzyskać szczegółowe informacje, odwiedź stronę: Producenci spawania i cięcia – chińska fabryka spawania i cięcia oraz dostawcy (xinfatools.com)
1 Spawalność stali wysokowęglowej
1.1 Metoda spawania
Stal wysokowęglowa stosowana jest głównie do konstrukcji o dużej twardości i dużej odporności na zużycie, dlatego głównymi metodami spawania są spawanie łukiem elektrodowym, lutowanie twarde i spawanie łukiem krytym.
1.2 Materiały spawalnicze
Spawanie stali wysokowęglowej na ogół nie wymaga równej wytrzymałości złącza i metalu nieszlachetnego. Podczas spawania łukowego powszechnie stosuje się elektrody o niskiej zawartości wodoru, charakteryzujące się dużą zdolnością usuwania siarki, niską zawartością dyfuzyjnego wodoru w osadzanym metalu i dobrą wytrzymałością. Jeżeli wymagana jest równa wytrzymałość metalu spoiny i metalu rodzimego, należy wybrać niskowodorowy drut spawalniczy odpowiedniego gatunku; gdy nie jest wymagana wytrzymałość metalu spoiny i metalu rodzimego, należy wybrać drut spawalniczy niskowodorowy o wytrzymałości niższej niż metal rodzimy. Pamiętaj Nie można wybrać prętów spawalniczych o wyższym poziomie wytrzymałości niż metal nieszlachetny. Jeśli podczas spawania nie można wstępnie podgrzać metalu rodzimego, aby zapobiec pęknięciom zimnym w strefie wpływu ciepła, można zastosować elektrody ze stali nierdzewnej austenitycznej w celu uzyskania struktury austenitycznej o dobrej plastyczności i dużej odporności na pęknięcia.
1.3 Przygotowanie skosu
Aby ograniczyć udział masowy węgla w stopiwie, należy zmniejszyć stopień wtopienia, dlatego podczas spawania zwykle stosuje się rowki w kształcie litery U lub V, a także należy zwrócić uwagę na oczyszczenie rowka i plam olejowych, rdza itp. w promieniu 20 mm po obu stronach rowka.
1.4 Podgrzewanie
Podczas spawania elektrodami ze stali konstrukcyjnej należy je podgrzać przed spawaniem, a temperatura podgrzewania jest kontrolowana w zakresie od 250°C do 350°C.
1.5 Przetwarzanie międzywarstwowe
Podczas spawania wielu warstw i wielu przejść, w pierwszym przejściu stosowana jest elektroda o małej średnicy i prąd o niskim natężeniu. Ogólnie rzecz biorąc, przedmiot obrabiany jest umieszczany w spoinie półpionowym lub pręt spawalniczy odchyla się w bok, dzięki czemu cała strefa wpływu ciepła metalu nieszlachetnego zostaje nagrzana w krótkim czasie, aby uzyskać efekt podgrzewania wstępnego i utrwalania ciepła.
1.6 Obróbka cieplna po spawaniu
Bezpośrednio po spawaniu przedmiot umieszcza się w piecu grzewczym i utrzymuje w temperaturze 650°C w celu wyżarzania odprężającego [3].
2 Wady spawalnicze stali wysokowęglowej i środki zapobiegawcze
Ponieważ stal wysokowęglowa ma silną tendencję do utwardzania, podczas spawania mogą pojawiać się pęknięcia na gorąco i na zimno.
2.1 Środki zapobiegawcze w przypadku pęknięć termicznych
1) Kontroluj skład chemiczny spoiny, ściśle kontroluj zawartość siarki i fosforu oraz odpowiednio zwiększaj zawartość manganu, aby poprawić strukturę spoiny i zmniejszyć segregację.
2) Kontroluj kształt przekroju spoiny i nieznacznie zwiększaj stosunek szerokości do głębokości, aby uniknąć segregacji w środku spoiny.
3) W przypadku konstrukcji spawanych sztywnych należy dobrać odpowiednie parametry spawania, odpowiednią kolejność i kierunek spawania.
4) Jeśli to konieczne, należy zastosować wstępne podgrzewanie i powolne chłodzenie, aby zapobiec powstawaniu pęknięć termicznych.
5) Zwiększ zasadowość pręta spawalniczego lub topnika, aby zmniejszyć zawartość zanieczyszczeń w spoinie i poprawić stopień segregacji.
2.2 Środki zapobiegawcze w przypadku pęknięć zimnych[4]
1) Podgrzewanie wstępne przed spawaniem i powolne chłodzenie po spawaniu może nie tylko zmniejszyć twardość i kruchość strefy wpływu ciepła, ale także przyspieszyć dyfuzję wodoru na zewnątrz w spoinie.
2) Wybierz odpowiednie środki spawalnicze.
3) Zastosuj odpowiednie sekwencje montażu i spawania, aby zmniejszyć naprężenia utwierdzające złącza spawanego i poprawić stan naprężenia konstrukcji spawanej.
4) Wybierz odpowiednie materiały spawalnicze, osusz elektrody i topnik przed spawaniem i przechowuj je w gotowości do użycia.
5) Przed spawaniem należy dokładnie usunąć wodę, rdzę i inne zanieczyszczenia z podstawowej powierzchni metalu wokół rowka, aby zmniejszyć zawartość dyfuzyjnego wodoru w spoinie.
6) Zabieg odwodornienia należy przeprowadzić bezpośrednio przed spawaniem, aby wodór mógł całkowicie wydostać się ze złącza spawanego.
7) Wyżarzanie odprężające należy przeprowadzić natychmiast po spawaniu, aby ułatwić dyfuzję wodoru w spoinie na zewnątrz.
3 Wniosek
Ze względu na wysoką zawartość węgla, wysoką hartowność i słabą spawalność stali wysokowęglowej, łatwo jest wytworzyć strukturę martenzytu wysokowęglowego i pęknięcia spawalnicze podczas spawania. Dlatego przy spawaniu stali wysokowęglowej należy rozsądnie dobrać proces spawania. Podejmij odpowiednie środki w odpowiednim czasie, aby zmniejszyć występowanie pęknięć spawalniczych i poprawić wydajność połączeń spawanych.
Czas publikacji: 27 maja 2024 r
