چرا جوشکاری فولاد کربن بالا دشوارتر است؟

فولاد پر کربن به w (C) بالاتر از 0.6٪ فولاد کربنی اشاره دارد که تمایل بیشتری به سخت شدن نسبت به فولاد کربن متوسط ​​دارد و تشکیل مارتنزیت با کربن بالا که به تشکیل ترک های سرد حساس تر است.

در همان زمان، سازمان مارتنزیت در منطقه متاثر از حرارت جوش داده شده، خواص سخت و شکننده تشکیل می‌شود، که منجر به کاهش قابل توجهی در پلاستیک و چقرمگی اتصال می‌شود، بنابراین جوش‌پذیری فولاد پرکربن بسیار ضعیف است و برای اطمینان از عملکرد اتصال باید فرآیند جوشکاری خاصی را طی کند.

بنابراین، در ساختار جوش داده شده، به طور کلی به ندرت استفاده می شود. فولاد پرکربن عمدتاً برای قطعات ماشینی که به سختی و مقاومت در برابر سایش بالا نیاز دارند، مانند شفت، چرخ دنده ها و کوپلینگ های بزرگ و غیره استفاده می شود.

برای صرفه جویی در فولاد و ساده سازی فرآیند ماشینکاری، این قطعات ماشین اغلب در سازه های جوش داده شده ترکیب می شوند. در ماشین‌سازی سنگین، جوش قطعات فولادی پرکربن نیز دیده می‌شود.

هنگام توسعه فرآیند جوشکاری جوش های فولادی با کربن بالا، باید یک تجزیه و تحلیل جامع از عیوب جوشکاری مختلف که ممکن است ایجاد شود و اقدامات مربوط به فرآیند جوشکاری انجام شود.

---

1 جوش پذیری فولاد با کربن بالا

1.1 روش جوشکاری

فولاد پرکربن عمدتاً برای سازه‌های با سختی بالا و مقاومت در برابر سایش بالا استفاده می‌شود، بنابراین روش‌های اصلی جوشکاری عبارتند از جوشکاری قوس الکتریکی، لحیم کاری و جوشکاری زیر آب.

1.2 مواد جوش

جوشکاری فولاد با کربن بالا معمولاً به استحکام اتصال و مواد پایه نیاز ندارد. جوشکاری قوس الکتریکی الکترود جوشکاری معمولاً برای حذف ظرفیت گوگرد، محتوای هیدروژن کم انتشار فلز رسوب‌شده، چقرمگی خوب میله‌های جوشکاری نوع کم هیدروژن استفاده می‌شود. در الزامات فلز جوش و مواد اصلی و سایر استحکام، باید از سطح مربوط به الکترود کم هیدروژن استفاده شود. در فلز جوش و مواد مادر و دیگر استحکام، سطح استحکام باید زیر ماده اصلی الکترود کم هیدروژن استفاده شود، به یاد داشته باشید که سطح استحکام را نسبت به الکترود بالای مواد مادر انتخاب نکنید. اگر مواد پایه در هنگام جوشکاری اجازه پیش گرم شدن نداشته باشند، به منظور جلوگیری از ترک خوردگی سرد در ناحیه متاثر از گرما، می توان از میله جوش فولاد زنگ نزن آستنیتی برای به دست آوردن انعطاف پذیری خوب و مقاومت در برابر ترک خوردگی سازمان آستنیتی استفاده کرد.

1.3 آماده سازی اریب

به منظور محدود کردن کسر جرمی کربن در فلز جوش، نسبت همجوشی باید کاهش یابد، بنابراین استفاده عمومی از اریب های U یا V شکل در هنگام جوشکاری، و توجه به اریب و اریب در دو طرف محدوده 20 میلی متری روغن، زنگ زدگی و سایر عملیات تمیز است.

1.4 پیش گرم کردن

جوشکاری الکترود فولادی ساختاری، جوشکاری باید قبل از قبل گرم شود، کنترل دمای پیش گرم در 250 ℃ ~ 350 ℃.

1.5 پردازش بین لایه ای

جوشکاری چند لایه چند کاناله، اولین جوش با استفاده از میله جوشکاری با قطر کوچک، جوشکاری جریان کوچک. به طور کلی قطعه کار را در یک جوش نیمه ایستاده قرار دهید یا از چرخش جانبی میله جوش استفاده کنید تا کل منطقه متاثر از حرارت مواد مادر در مدت زمان کوتاهی گرم شود تا اثر پیش گرمایش و عایق به دست آید.

1.6 عملیات حرارتی پس از جوش

بلافاصله پس از جوشکاری، قطعه کار در یک کوره گرمایشی قرار می گیرد و در دمای 650 درجه سانتیگراد برای بازپخت تنش زدایی نگهداری می شود.

---

2 نقص جوشکاری فولاد با کربن بالا و اقدامات پیشگیرانه

با توجه به فولاد کربن بالا تمایل به سخت شدن بسیار زیاد است، در جوشکاری مستعد ترک خوردگی گرم و ترک سرد است.

2.1 اقدامات پیشگیرانه برای ترک حرارتی

(1) کنترل ترکیب شیمیایی جوش، کنترل دقیق محتوای گوگرد و فسفر، و افزایش مناسب مقدار منگنز برای بهبود سازمان جوش و کاهش تفکیک.

2) شکل بخش جوش را کنترل کنید، نسبت عرض به عمق باید کمی بزرگتر باشد تا از انحراف مرکز جوش جلوگیری شود.

(3) برای قطعات جوش داده شده سفت و سخت، باید پارامترهای جوشکاری مناسب، ترتیب و جهت جوش مناسب را انتخاب کنید.

4) برای جلوگیری از ایجاد ترک های حرارتی، اقدامات پیش گرمایش و خنک سازی کند در مواقع ضروری انجام می شود.

(5) بهبود قلیایی بودن الکترود یا شار برای کاهش محتوای ناخالصی جوش و بهبود درجه تفکیک.

2.2 اقدامات پیشگیری از ترک سرد 

1) پیش گرم کردن قبل از جوشکاری و سرد شدن آهسته پس از جوشکاری نه تنها سختی و شکنندگی ناحیه تحت تأثیر حرارت را کاهش می دهد، بلکه انتشار هیدروژن به بیرون در جوش را تسریع می کند.

2) انتخاب اقدامات جوشکاری مناسب.

3) مونتاژ و توالی جوش مناسب را برای کاهش تنش محدودیت اتصال جوش داده شده و بهبود وضعیت تنش قطعات جوش داده شده اتخاذ کنید.

4) مواد جوشکاری مناسب را انتخاب کنید، میله و شار جوش را قبل از جوشکاری خشک کنید و در حین حرکت آن را در دسترس قرار دهید.

5) قبل از جوشکاری، آب، زنگ زدگی و سایر کثیفی ها روی سطح فلز پایه در اطراف مخروط باید به دقت حذف شود تا محتوای هیدروژن منتشر شده در جوش کاهش یابد.

6) عملیات هیدروژنی باید بلافاصله قبل از جوشکاری انجام شود تا هیدروژن به طور کامل از اتصال جوش داده شده خارج شود.

7) عملیات بازپخت تنش زدایی باید بلافاصله پس از جوشکاری انجام شود تا انتشار هیدروژن در درز جوش به سمت بیرون افزایش یابد.