Visokougljični čelik odnosi se na ugljični čelik s w(C) višim od 0,6%, koji ima veću tendenciju otvrdnjavanja od srednje ugljičnog čelika i stvara visokougljični martenzit, koji je osjetljiviji na stvaranje hladnih pukotina.Istodobno, martenzitna struktura nastala u toplinski zahvaćenoj zoni zavarivanja je tvrda i krta, što dovodi do velikog smanjenja plastičnosti i žilavosti spoja.Stoga je zavarljivost čelika s visokim udjelom ugljika prilično loša i mora se usvojiti poseban postupak zavarivanja kako bi se osigurala učinkovitost spoja..Stoga se općenito rijetko koristi u zavarenim konstrukcijama.Čelik s visokim udjelom ugljika uglavnom se koristi za dijelove strojeva koji zahtijevaju visoku tvrdoću i otpornost na habanje, kao što su osovine, veliki zupčanici i spojke.Kako bi se uštedio čelik i pojednostavila tehnologija obrade, ovi se dijelovi strojeva često kombiniraju sa zavarenim konstrukcijama.Zavarivanje komponenti čelika s visokim udjelom ugljika također se susreće u teškoj strojogradnji.Prilikom formuliranja procesa zavarivanja zavarivanja čelika s visokim udjelom ugljika, potrebno je sveobuhvatno analizirati sve vrste nedostataka zavarivanja koji se mogu pojaviti i poduzeti odgovarajuće mjere procesa zavarivanja.
1. Zavarljivost visokougljičnog čelika
1.1 Metoda zavarivanja
Visokougljični čelik uglavnom se koristi u strukturama visoke tvrdoće i visoke otpornosti na habanje, tako da su glavne metode zavarivanja elektrolučno zavarivanje, tvrdo lemljenje i zavarivanje pod praškom.
1.2 Materijali za zavarivanje
Zavarivanje čelika s visokim udjelom ugljika općenito ne zahtijeva istu čvrstoću spoja i osnovnog metala.Za elektrolučno zavarivanje općenito se odabiru elektrode s niskim sadržajem vodika s jakom sposobnošću odsumporavanja, niskim sadržajem difuzibilnog vodika u taloženom metalu i dobrom žilavošću.Kada je potrebna čvrstoća metala zavara i osnovnog metala, treba odabrati elektrodu s niskim sadržajem vodika odgovarajuće razine;kada nije potrebna čvrstoća metala zavara i osnovnog metala, treba odabrati elektrodu s niskim sadržajem vodika s razinom čvrstoće nižom od one osnovnog metala.Ne može se odabrati elektroda s višom razinom čvrstoće od osnovnog metala.Ako osnovni metal nije dopušteno prethodno zagrijavati tijekom zavarivanja, kako bi se spriječile hladne pukotine u zoni utjecaja topline, austenitne elektrode od nehrđajućeg čelika mogu se koristiti za dobivanje austenitne strukture dobre plastičnosti i jake otpornosti na pukotine.
1.3 Priprema utora
Kako bi se ograničio maseni udio ugljika u metalu zavara, treba smanjiti omjer taljenja, tako da se tijekom zavarivanja općenito koriste utori u obliku slova U ili V, a treba paziti da se utor i mrlje od ulja i čiste hrđu unutar 20 mm s obje strane utora.
1.4 Predgrijavanje
Kod zavarivanja elektrodama od konstrukcijskog čelika potrebno je prethodno zagrijati prije zavarivanja, a temperaturu predgrijanja treba kontrolirati na 250°C do 350°C.
1.5 Međuslojna obrada
Za višeslojno zavarivanje u više prolaza, prvi prolaz koristi elektrode malog promjera i zavarivanje slabom strujom.Općenito, obradak se postavlja u poluvertikalno zavarivanje ili se šipka za zavarivanje koristi za bočno ljuljanje, tako da se cijela zona pod utjecajem topline osnovnog metala zagrije u kratkom vremenu kako bi se postigli učinci predgrijavanja i očuvanja topline.
1.6 Toplinska obrada nakon zavarivanja
Odmah nakon zavarivanja, obradak se stavlja u peć za grijanje, a održavanje topline se provodi na 650°C radi žarenja za ublažavanje naprezanja.
2. Defekti zavarivanja visokougljičnog čelika i preventivne mjere
Zbog visoke tendencije otvrdnjavanja čelika s visokim udjelom ugljika, tijekom zavarivanja sklone su pojave vrućih i hladnih pukotina.
2.1 Preventivne mjere za toplinske pukotine
1) Kontrolirajte kemijski sastav zavara, strogo kontrolirajte sadržaj sumpora i fosfora i na odgovarajući način povećajte sadržaj mangana kako biste poboljšali strukturu zavara i smanjili segregaciju.
2) Kontrolirajte oblik poprečnog presjeka zavara, a omjer širine i dubine trebao bi biti malo veći kako bi se izbjegla segregacija u središtu zavara.
3) Za zavarene spojeve visoke krutosti potrebno je odabrati odgovarajuće parametre zavarivanja, odgovarajući redoslijed i smjer zavarivanja.
4) Ako je potrebno, poduzmite mjere predgrijavanja i sporog hlađenja kako biste spriječili pojavu toplinskih pukotina.
5) Povećajte lužnatost elektrode ili topitelja kako biste smanjili sadržaj nečistoća u zavaru i poboljšali stupanj segregacije.
2.2 Preventivne mjere za hladne pukotine.
1) Prethodno zagrijavanje prije zavarivanja i sporo hlađenje nakon zavarivanja ne samo da može smanjiti tvrdoću i krtost zone utjecaja topline, već i ubrzati difuziju vodika prema van u zavaru.
2) Odaberite odgovarajuće mjere zavarivanja.
3) Usvojite odgovarajuće redoslijede montaže i zavarivanja kako biste smanjili naprezanje stezanja zavarenih spojeva i poboljšali stanje naprezanja zavarenih spojeva.
3 .Zaključak
Zbog visokog sadržaja ugljika, visoke prokaljivosti i slabe zavarljivosti čelika s visokim udjelom ugljika, lako je proizvesti martenzitnu strukturu s visokim udjelom ugljika tijekom zavarivanja, a lako je proizvesti i pukotine u zavarivanju.Stoga, kod zavarivanja čelika s visokim udjelom ugljika, postupak zavarivanja treba biti razumno odabran.I poduzmite odgovarajuće mjere na vrijeme kako biste smanjili pojavu pukotina pri zavarivanju i poboljšali performanse zavarenih spojeva.
Vrijeme objave: 18. srpnja 2023