Zašto je visokougljični čelik teže zavariti

Visokougljični čelik se odnosi na w (C) veći od 0,6% ugljičnog čelika, koji ima veću sklonost ka stvrdnjavanju od srednjeg ugljičnog čelika, te stvaranje martenzita s visokim udjelom ugljika, osjetljivijeg na stvaranje hladnih pukotina.

Istovremeno, martenzitna organizacija formirana u zavarenoj zoni toplotnog uticaja, tvrda i krhka svojstva, što rezultira značajnim smanjenjem plastičnosti i žilavosti spoja, tako da je zavarljivost visokougljičnog čelika prilično loša, te se mora poduzeti poseban proces zavarivanja kako bi se osigurale performanse spoja.

Stoga se u zavarenoj konstrukciji uglavnom rijetko koristi. Visokougljični čelik se uglavnom koristi za dijelove strojeva koji zahtijevaju visoku tvrdoću i otpornost na habanje, kao što su osovine, veliki zupčanici i spojnice, itd.

Da bi se uštedio čelik i pojednostavio proces obrade, ovi dijelovi strojeva se također često kombinuju u zavarene strukture. U proizvodnji teških mašina susreće se i zavarivanje komponenti od visokougljičnog čelika.

Prilikom razvoja procesa zavarivanja zavarenih dijelova od visokougljičnog čelika, potrebno je poduzeti sveobuhvatnu analizu različitih defekta zavarivanja koji mogu nastati i odgovarajuće mjere procesa zavarivanja.

---

1 Zavarljivost čelika s visokim udjelom ugljika

1.1 Metoda zavarivanja

Visokougljični čelik se uglavnom koristi za konstrukcije visoke tvrdoće i visoke otpornosti na habanje, tako da su glavne metode zavarivanja zavarivanje elektrodama, lemljenje i zavarivanje pod vodom.

1.2 Materijal za zavarivanje

Zavarivanje čelika s visokim udjelom ugljika općenito ne zahtijeva čvrstoću spoja i osnovnog materijala. Lučno zavarivanje elektrodama za zavarivanje se općenito koristi za uklanjanje kapaciteta sumpora, niskog sadržaja vodika u difuziji nanesenog metala, dobre žilavosti zavarivačke šipke sa niskim sadržajem vodika. U zahtjevima metala šava i osnovnog materijala i druge čvrstoće, treba koristiti odgovarajući nivo elektrode sa niskim sadržajem vodonika; u metalu šava i osnovnom materijalu i drugoj čvrstoći, nivo čvrstoće treba koristiti ispod osnovnog materijala elektrode sa niskim sadržajem vodika, zapamtite da ne birate nivo čvrstoće od nivoa matičnog materijala visoke elektrode. Ako osnovnom materijalu nije dozvoljeno da se prethodno zagrije prilikom zavarivanja, kako bi se spriječilo hladno pucanje u zoni utjecaja topline, može se koristiti austenitna šipka za zavarivanje od nehrđajućeg čelika kako bi se dobila dobra plastičnost i otpornost na pucanje austenitne organizacije.

1.3 Priprema iskosa

Kako bi se ograničio maseni udio ugljika u metalu šava, treba smanjiti omjer fuzije, tako da se pri zavarivanju općenito koriste kosine u obliku slova U ili V, te obratite pažnju na kosinu i kosinu s obje strane od 20 mm raspona ulja, rđe i drugih tretmana čistim.

1.4 Predgrijavanje

Konstrukcijsko zavarivanje čeličnih elektroda, zavarivanje se mora prethodno zagrijati, kontrola temperature predgrijavanja na 250 ℃ ~ 350 ℃.

1.5 Međuslojna obrada

Višeslojno višekanalno zavarivanje, prvo zavarivanje pomoću šipke za zavarivanje malog promjera, zavarivanje male struje. Općenito postavite radni komad u polustojeći zavarivanje ili koristite bočni zamah šipke za zavarivanje, kako bi se cijela toplotno zahvaćena zona matičnog materijala zagrijala u kratkom vremenskom periodu, kako bi se postigao efekat predgrijavanja i izolacije.

1.6 Termička obrada nakon zavarivanja

Neposredno nakon zavarivanja, radni komad se stavlja u peć za grijanje i drži na 650°C radi žarenja za smanjenje naprezanja.

---

2 greške u zavarivanju visokougljičnog čelika i preventivne mjere

Zbog visokougljičnog čelika tendencija kaljenja je vrlo velika, u zavarivanju sklona vrućim i hladnim pucanjima.

2.1 Preventivne mjere za termičke pukotine

(1) kontrolisati hemijski sastav šava, strogu kontrolu sadržaja sumpora i fosfora i pravilno povećati količinu mangana kako bi se poboljšala organizacija zavara i smanjila segregacija.

2) Kontrolišite oblik dela zavara, odnos širine i dubine treba da bude malo veći kako bi se izbeglo odstupanje centra zavarivanja.

(3) za krute zavarene dijelove treba odabrati odgovarajuće parametre zavarivanja, odgovarajući redoslijed i smjer zavarivanja.

4) Mere prethodnog zagrevanja i sporog hlađenja se preduzimaju kada je potrebno da se spreči stvaranje termičkih pukotina.

(5) poboljšati alkalnost elektrode ili fluksa kako bi se smanjio sadržaj nečistoća u zavaru i poboljšao stepen segregacije.

2.2 Mjere za prevenciju pucanja od hladnog 

1) Predgrijavanje prije zavarivanja i sporo hlađenje nakon zavarivanja ne samo da smanjuje tvrdoću i lomljivost zone pod utjecajem topline, već i ubrzava difuziju vodonika u zavaru.

2) Odabir odgovarajućih mjera zavarivanja.

3）Usvojite odgovarajući redoslijed montaže i zavarivanja kako biste smanjili ograničavajući napon zavarenog spoja i poboljšali stanje naprezanja zavarenih dijelova.

4) Odaberite odgovarajuće materijale za zavarivanje, osušite šipku za zavarivanje i fluks prije zavarivanja i učinite ih dostupnim dok idete.

5) Prije zavarivanja, vodu, rđu i drugu prljavštinu na površini osnovnog metala oko kosine treba pažljivo ukloniti kako bi se smanjio sadržaj difuznog vodonika u zavaru.

6) Tretman vodonikom treba obaviti neposredno prije zavarivanja, kako bi vodonik mogao u potpunosti izaći iz zavarenog spoja.

7) Tretman žarenja za ublažavanje naprezanja treba izvesti odmah nakon zavarivanja kako bi se potaknula difuzija vodika u zavarenom šavu prema van