خلاصه جوشکاری فولاد کم کربن

این نوع فولاد به عنوان یک فولاد سازه ای جوش داده شده با استحکام بالا، محتوای کربن به کسر جرمی کربن کم، معمولاً کمتر از 0.18٪ محدود می شود و در طراحی ترکیب آلیاژی نیز الزامات جوش پذیری در نظر گرفته می شود، بنابراین جوشکاری فولاد کم کربن اساساً مشابه فولاد نرمال شده است. مشکلات زیر عمدتا در هنگام جوشکاری رخ می دهد.

① ترک حرارتی در جوش و ترک خوردگی روانگرایی در ناحیه متاثر از حرارت. فولاد کم کربن به طور کلی محتوای کربن کم و محتوای منگنز بالا، کنترل S، P نیز محکم تر است، بنابراین تمایل به ترک خوردگی حرارتی کوچکتر است، اما نوع نیکل بالا و منگنز کم فولاد کم آلیاژ با استحکام بالا، تمایل به ترک خوردگی حرارتی و ترک خوردگی مایع را افزایش می دهد.

② ترک سرد. از آنجایی که این نوع فولاد حاوی عناصر آلیاژی بیشتری است که می تواند سختی پذیری را بهبود بخشد، تمایل زیادی به ترک سرد وجود دارد. با این حال، با توجه به نقطه Ms بالای این نوع فولاد، اگر بتوان اتصال را به آرامی در آن دما خنک کرد، به طوری که مارتنزیت تولید شده زمان لازم را برای انجام عملیات «خود تلطیف» داشته باشد، تا حدی تمایل به ترک سرد کاهش یابد، بنابراین تمایل واقعی ترک سرد لزوماً زیاد نیست.

③ ترک خوردگی را دوباره گرم کنید. فولاد کم کربن حاوی V، Mo، Nb، Cr و سایر عناصر تشکیل دهنده کاربید قوی است، بنابراین تمایل خاصی به گرم کردن مجدد ترک دارد.

④ نرم شدن منطقه تحت تاثیر حرارت. زمانی که دمای جوش تا Ac1 گرم می شود، نرم شدن در ناحیه ای بین دمای تلطیف اولیه ماده پایه رخ می دهد. هر چه درجه حرارت اولیه کمتر باشد، محدوده ناحیه نرم شدن بیشتر است، درجه نرم شدن شدیدتر است.

⑤ شکنندگی منطقه تحت تاثیر حرارت. اگر ناحیه فوق گرم مارتنزیت کم کربن و کسر حجمی 10 تا 30 درصد بینیت پایینی تولید کند، می توان چقرمگی بالایی به دست آورد. اما زمانی که سرعت خنک‌سازی خیلی سریع باشد، تشکیل یک کسر حجمی 100٪ مارتنزیت کم کربن، چقرمگی کاهش می‌یابد. وقتی سرعت خنک‌سازی خیلی آهسته است، از یک طرف، به طوری که درشت شدن دانه، از طرف دیگر، در ناحیه فوق گرم، مارتنزیت کم کربن به اضافه بینیت به اضافه عناصر MA از سازمان مخلوط تولید می‌کند، باعث می‌شود منطقه فوق‌گرم تردی جدی‌تری تولید کند.

در جوشکاری σs ≥ 980 مگاپاسکال فولاد خنثی شده، باید از جوشکاری قوس تنگستن یا جوشکاری پرتو الکترونی و سایر روشهای جوشکاری استفاده شود. برای σs < 980MPa فولاد کم کربن، جوشکاری قوس الکترود، جوشکاری خودکار قوس زیردریایی، جوشکاری محافظ گاز مذاب و جوش قوس تنگستن می توان استفاده کرد. اما برای فولاد σs ≥ 686MPa، جوشکاری محافظ گاز مذاب مناسب ترین روش فرآیند جوشکاری خودکار است. علاوه بر این، در صورتی که باید از جوش زیردریایی چند سیمه و جوشکاری الکتروسرباره و سایر روش های جوشکاری با حرارت ورودی بالا و سرعت خنک کنندگی بسیار پایین استفاده کنید، انجام عملیات تمپرینگ پس از جوش ضروری است.

هنگامی که گرمای ورودی به حداکثر مقدار مجاز افزایش می یابد، در صورتی که نمی توان از ترک خوردگی جلوگیری کرد، باید اقدامات پیش گرمایش انجام شود. برای فولاد کم کربن، هدف از پیش گرم کردن عمدتاً جلوگیری از ترک خوردگی سرد است و پیش گرم کردن ممکن است تأثیر مضری بر چقرمگی داشته باشد، بنابراین معمولاً در جوشکاری فولاد کم کربن با دمای پیش گرمایش کمتر (≤ 200 ℃) استفاده می شود. پیش گرم کردن به طور عمده امیدوار است تا از طریق اثر خود تلطیف مارتنزیت برای بهبود مقاومت در برابر ترک، سرعت سرد شدن تبدیل مارتنزیت را کاهش دهد. هنگامی که دمای پیش گرم کردن بیش از حد بالا است، نه تنها برای جلوگیری از سرما و سرما لازم نیست، بلکه باعث می شود نرخ خنک کننده 800-500 ℃ کمتر از سرعت خنک کننده بحرانی ظهور بافت مخلوط شکننده باشد، به طوری که منطقه متاثر از گرما تردی آشکار به نظر می رسد، بنابراین برای جلوگیری از افزایش کورکورانه دمای پیش گرمایش، که شامل دمای بین لایه نیز می شود.

فولاد کم کربن پس از جوشکاری معمولاً دیگر عملیات حرارتی ندارد، بنابراین در انتخاب مواد جوشکاری، فلز جوش حاصل باید نزدیک به خواص مکانیکی ماده اصلی در حالت جوش باشد. در موارد خاص، مانند سفتی سازه بسیار زیاد است، جلوگیری از ترک سرد دشوار است، شما باید مقاومت کمی کمتر از ماده پایه را به عنوان فلز پرکننده انتخاب کنید.