Por qué el acero con alto contenido de carbono es más difícil de soldar

El acero con alto contenido de carbono se refiere a w (C) superior al 0,6% del acero al carbono, que tiene una mayor tendencia a endurecerse que el acero con medio carbono, y a la formación de martensita con alto contenido de carbono, más sensible a la formación de grietas en frío.

Al mismo tiempo, la organización de martensita formada en la zona soldada afectada por el calor tiene propiedades duras y quebradizas, lo que resulta en una reducción significativa en la plasticidad y tenacidad de la unión, por lo que la soldabilidad del acero con alto contenido de carbono es bastante pobre y debe tomar un proceso de soldadura especial para garantizar el rendimiento de la unión.

Por lo tanto, en la estructura soldada, generalmente rara vez se usa. El acero con alto contenido de carbono se utiliza principalmente para piezas de máquinas que requieren alta dureza y resistencia al desgaste, como ejes, engranajes y acoplamientos grandes, etc.

Para ahorrar acero y simplificar el proceso de mecanizado, estas piezas de máquinas también suelen combinarse en estructuras soldadas. En la fabricación de maquinaria pesada, también se encuentra la soldadura de componentes de acero con alto contenido de carbono.

Al desarrollar el proceso de soldadura de piezas soldadas de acero con alto contenido de carbono, se debe tomar un análisis exhaustivo de los diversos defectos de soldadura que pueden surgir y las medidas correspondientes del proceso de soldadura.

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1 Soldabilidad del acero con alto contenido de carbono.

1.1 Método de soldadura

El acero con alto contenido de carbono se utiliza principalmente para estructuras de alta dureza y alta resistencia al desgaste, por lo que los principales métodos de soldadura son la soldadura por arco con electrodo, la soldadura fuerte y la soldadura por arco sumergido.

1.2 Material de soldadura

La soldadura de acero con alto contenido de carbono generalmente no requiere la resistencia de la unión y del material base. La soldadura por arco con electrodo de soldadura se utiliza generalmente para eliminar la capacidad de azufre, el bajo contenido de hidrógeno de la difusión del metal depositado y la buena tenacidad de la varilla de soldadura de tipo bajo en hidrógeno. En los requisitos del metal de soldadura y del material base y otras resistencias, se debe utilizar el nivel correspondiente de electrodo de bajo hidrógeno; En el metal de soldadura y el material base y otra resistencia, el nivel de resistencia debe usarse por debajo del material base del electrodo de bajo hidrógeno, recuerde no elegir el nivel de resistencia que el electrodo alto del material base. Si no se permite que el material base se precaliente al soldar, para evitar el agrietamiento en frío en la zona afectada por el calor, se puede usar una varilla de soldadura de acero inoxidable austenítico para obtener una buena plasticidad y una organización austenítica resistente al agrietamiento.

1.3 Preparación del bisel

Para limitar la fracción de masa de carbono en el metal de soldadura, se debe reducir la relación de fusión, por lo que el uso general de biseles en forma de U o V al soldar, y prestar atención al bisel y al bisel en ambos lados del rango de 20 mm de aceite, óxido y otros tratamientos limpios.

1.4 Precalentamiento

Soldadura con electrodo de acero estructural, la soldadura debe precalentarse antes, control de temperatura de precalentamiento a 250 ℃ ~ 350 ℃.

1.5 Procesamiento de capas intermedias

Soldadura multicanal multicapa, la primera soldadura que utiliza varilla de soldadura de pequeño diámetro, soldadura de corriente pequeña. Generalmente coloque la pieza de trabajo en una soldadura semi-permanente o utilice la varilla de soldadura con oscilación lateral, para calentar toda la zona afectada por el calor del material base en un corto período de tiempo, para obtener un efecto de precalentamiento y aislamiento.

1.6 Tratamiento térmico post-soldadura

Inmediatamente después de soldar, la pieza de trabajo se coloca en un horno de calentamiento y se mantiene a 650 °C para el recocido con alivio de tensiones.

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2 defectos de soldadura de acero con alto contenido de carbono y medidas preventivas

Debido a que el acero con alto contenido de carbono tiene una tendencia al endurecimiento muy grande, en la soldadura es propenso a agrietarse en caliente y en frío.

2.1 Medidas preventivas para el craqueo térmico

(1) controlar la composición química de la soldadura, un control estricto del contenido de azufre y fósforo y aumentar adecuadamente la cantidad de manganeso para mejorar la organización de la soldadura y reducir la segregación.

2) Controle la forma de la sección de soldadura, la relación ancho-profundidad debe ser ligeramente mayor para evitar la desviación del centro de soldadura.

(3) para las piezas rígidas soldadas, se deben elegir los parámetros de soldadura adecuados, el orden y la dirección de soldadura adecuados.

4) Se toman medidas de precalentamiento y enfriamiento lento cuando es necesario para evitar la generación de grietas térmicas.

(5) mejorar la alcalinidad del electrodo o fundente para reducir el contenido de impurezas de la soldadura y mejorar el grado de segregación.

2.2 Medidas de prevención del agrietamiento en frío 

1) El precalentamiento antes de soldar y el enfriamiento lento después de soldar no solo reducen la dureza y fragilidad de la zona afectada por el calor, sino que también acelera la difusión hacia afuera del hidrógeno en la soldadura.

2) Seleccionar las medidas de soldadura adecuadas.

3）Adopte una secuencia adecuada de ensamblaje y soldadura para reducir la tensión de restricción de la unión soldada y mejorar el estado de tensión de las piezas soldadas.

4) Seleccione materiales de soldadura adecuados, seque la varilla de soldadura y el fundente antes de soldar y téngalos disponibles sobre la marcha.

5) Antes de soldar, se debe eliminar cuidadosamente el agua, el óxido y otra suciedad de la superficie del metal base alrededor del bisel para reducir el contenido de hidrógeno difundido en la soldadura.

6) El tratamiento con hidrógeno debe realizarse inmediatamente antes de soldar, para que el hidrógeno pueda escapar completamente de la junta soldada.

7）El tratamiento de recocido para aliviar la tensión debe realizarse inmediatamente después de la soldadura para promover la difusión del hidrógeno en la costura de soldadura hacia afuera.