Proč se ocel s vysokým obsahem uhlíku obtížněji svařuje

Vysokouhlíková ocel označuje w (C) vyšší než 0,6 % uhlíkové oceli, která má větší tendenci tvrdnout než středně uhlíková ocel, a tvorbu vysokouhlíkového martenzitu, citlivějšího na tvorbu studených trhlin.

Současně má martenzitická organizace vytvořená ve svařované tepelně ovlivněné zóně tvrdé a křehké vlastnosti, což má za následek výrazné snížení plasticity a houževnatosti spoje, takže svařitelnost oceli s vysokým obsahem uhlíku je poměrně špatná a musí být proveden speciální proces svařování, aby byla zajištěna výkonnost spoje.

Proto se ve svařované konstrukci obecně používá zřídka. Vysokouhlíková ocel se používá hlavně pro strojní součásti, které vyžadují vysokou tvrdost a odolnost proti opotřebení, jako jsou hřídele, velká ozubená kola a spojky atd.

Pro úsporu oceli a zjednodušení procesu obrábění jsou tyto strojní díly také často kombinovány do svařovaných konstrukcí. Ve výrobě těžkých strojů se také setkáváme se svařováním součástí z oceli s vysokým obsahem uhlíku.

Při vývoji svařovacího procesu svařenců z oceli s vysokým obsahem uhlíku by měla být provedena komplexní analýza různých svařovacích vad, které se mohou vyskytnout, a odpovídající opatření pro proces svařování.

---

1 Svařitelnost oceli s vysokým obsahem uhlíku

1.1 Metoda svařování

Vysokouhlíková ocel se používá hlavně pro struktury s vysokou tvrdostí a vysokou odolností proti opotřebení, takže hlavní metody svařování jsou elektrodové obloukové svařování, pájení a svařování pod tavidlem.

1.2 Svařovací materiál

Svařování oceli s vysokým obsahem uhlíku obecně nevyžaduje pevnost spoje a základního materiálu. Obloukové svařování svařovací elektrodou se obecně používá k odstranění kapacity síry, nízkého obsahu vodíku v difúzi naneseného kovu, dobré houževnatosti nízkovodíkového svařovacího drátu. V požadavcích na svarový kov a základní materiál a další pevnost by měla být použita odpovídající úroveň nízkovodíkové elektrody; ve svarovém kovu a základním materiálu a jiné pevnosti by měla být úroveň pevnosti použita pod základním materiálem elektrody s nízkým obsahem vodíku, pamatujte, že byste neměli volit úroveň pevnosti než vysokou elektrodu základního materiálu. Pokud se základní materiál nesmí při svařování předehřívat, aby se zabránilo praskání za studena v tepelně ovlivněné zóně, lze použít svařovací drát z austenitické nerezové oceli pro získání dobré plasticity a odolnosti proti praskání austenitické organizace.

1.3 Příprava úkosu

Aby se omezil hmotnostní zlomek uhlíku ve svarovém kovu, měl by být snížen tavný poměr, takže obecné použití úkosů ve tvaru U nebo V při svařování a věnujte pozornost úkosu a úkosu na obou stranách rozsahu 20 mm od oleje, rzi a jiné úpravy.

1.4 Předehřívání

Svařování konstrukční ocelovou elektrodou, svařování musí být předem předehřáto, regulace teploty předehřívání na 250 ℃ ~ 350 ℃.

1.5 Mezivrstvové zpracování

Vícevrstvé vícekanálové svařování, první svařování pomocí svařovacího drátu malého průměru, svařování malým proudem. Obecně umístěte obrobek do polostojého svařování nebo použijte boční výkyv svařovací tyče, aby se celá tepelně ovlivněná zóna základního materiálu zahřála v krátké době, aby se dosáhlo předehřevu a izolačního účinku.

1.6 Tepelné zpracování po svařování

Bezprostředně po svařování se obrobek umístí do ohřívací pece a udržuje se na 650 °C pro žíhání s odlehčením pnutí.

---

2 vady při svařování oceli s vysokým obsahem uhlíku a preventivní opatření

Vzhledem k vysoké uhlíkové oceli je kalení tendence velmi velké, při svařování náchylné k praskání za tepla a praskání za studena.

2.1 Preventivní opatření proti tepelnému praskání

(1) kontrola chemického složení svaru, přísná kontrola obsahu síry a fosforu a náležité zvýšení množství manganu pro zlepšení organizace svaru a snížení segregace.

2) Kontrolujte tvar části svaru, poměr šířky k hloubce by měl být o něco větší, aby se zabránilo odchylce středu svaru.

(3) pro tuhé svařované díly by měly zvolit vhodné parametry svařování, vhodné pořadí a směr svařování.

4) V případě potřeby se provádějí opatření předehřívání a pomalého chlazení, aby se zabránilo vzniku tepelných trhlin.

(5) zlepšit alkalitu elektrody nebo tavidla, aby se snížil obsah nečistot ve svaru a zlepšil se stupeň segregace.

2.2 Opatření pro zabránění vzniku trhlin za studena 

1) Předehřev před svařováním a pomalé ochlazování po svařování nejen snižuje tvrdost a křehkost tepelně ovlivněné zóny, ale také urychluje difúzi vodíku ve svaru směrem ven.

2) Výběr vhodných svařovacích opatření.

3）Přijměte vhodné pořadí montáže a svařování, abyste snížili omezující napětí svařovaného spoje a zlepšili stav napětí svařovaných dílů.

4) Vyberte vhodné svařovací materiály, před svařováním vysušte svařovací drát a tavidlo a zpřístupněte je za pochodu.

5) Před svařováním je třeba pečlivě odstranit vodu, rez a další nečistoty na povrchu základního kovu kolem úkosu, aby se snížil obsah difúzního vodíku ve svaru.

6) Ošetření vodíkem by mělo být provedeno bezprostředně před svařováním, aby vodík mohl plně uniknout ze svarového spoje.

7）Žíhání pro uvolnění napětí by mělo být provedeno ihned po svařování, aby se podpořila difúze vodíku ve svarovém švu směrem ven