Pourquoi l'acier à haute teneur en carbone est plus difficile à souder

L'acier à haute teneur en carbone fait référence à un w (C) supérieur à 0,6 % d'acier au carbone, qui a une plus grande tendance à durcir que l'acier à moyenne teneur en carbone, et à la formation de martensite à haute teneur en carbone, plus sensible à la formation de fissures à froid.

Dans le même temps, l'organisation martensitique formée dans la zone soudée affectée thermiquement, des propriétés dures et cassantes, entraînant une réduction significative de la plasticité et de la ténacité du joint, de sorte que la soudabilité de l'acier à haute teneur en carbone est assez mauvaise et doit prendre un processus de soudage spécial pour assurer la performance du joint.

Par conséquent, dans la structure soudée, généralement rarement utilisée.L'acier à haute teneur en carbone est principalement utilisé pour les pièces de machines qui nécessitent une dureté et une résistance à l'usure élevées, telles que les arbres, les grands engrenages et accouplements, etc.

Pour économiser l'acier et simplifier le processus d'usinage, ces pièces de machines sont également souvent combinées dans des structures soudées.Dans la fabrication de machines lourdes, le soudage de composants en acier à haute teneur en carbone est également rencontré.

Lors du développement du processus de soudage des soudures en acier à haute teneur en carbone, une analyse complète des différents défauts de soudage pouvant survenir et les mesures correspondantes du processus de soudage doivent être prises.

1 Soudabilité de l'acier à haute teneur en carbone

1.1 Méthode de soudage

L'acier à haute teneur en carbone est principalement utilisé pour les structures à haute dureté et à haute résistance à l'usure. Les principales méthodes de soudage sont donc le soudage à l'arc avec électrode, le brasage et le soudage à l'arc submergé.

1.2 Matériel de soudage

Le soudage des aciers à haute teneur en carbone ne nécessite généralement pas la résistance du joint et du matériau de base.Le soudage à l'arc avec électrode de soudage est généralement utilisé pour éliminer la capacité de soufre, la faible teneur en hydrogène de la diffusion du métal déposé, la bonne ténacité de la baguette de soudage de type à faible teneur en hydrogène.Dans les exigences du métal soudé, du matériau de base et d'autres résistances, le niveau correspondant d'électrode à faible teneur en hydrogène doit être utilisé ;dans le métal soudé et le matériau parent et autres résistances, le niveau de résistance doit être utilisé en dessous du matériau parent de l'électrode à faible teneur en hydrogène, n'oubliez pas de ne pas choisir le niveau de résistance supérieur à celui de l'électrode élevée du matériau parent.Si le matériau de base n'est pas autorisé à préchauffer lors du soudage, afin d'éviter les fissures à froid dans la zone affectée par la chaleur, une baguette de soudage en acier inoxydable austénitique peut être utilisée pour obtenir une bonne plasticité et une bonne organisation austénitique de résistance à la fissuration.

1.3 Préparation du biseau

Afin de limiter la fraction massique de carbone dans le métal fondu, le taux de fusion doit être réduit, donc l'utilisation générale de biseaux en forme de U ou de V lors du soudage, et faire attention au biseau et au biseau des deux côtés du Gamme de 20 mm de nettoyage à l'huile, à la rouille et à d'autres traitements.

1.4 Préchauffage

Soudage à l'électrode d'acier de construction, le soudage doit être préchauffé avant, contrôle de la température de préchauffage à 250 ℃ ~ 350 ℃.

1.5 Traitement intercalaire

Soudage multicouche multicanal, premier soudage utilisant une baguette de soudage de petit diamètre, soudage à petit courant.Placez généralement la pièce dans une soudure semi-debout ou utilisez l'oscillation latérale de la baguette de soudage, afin de chauffer toute la zone affectée thermiquement du matériau parent dans un court laps de temps, afin d'obtenir un effet de préchauffage et d'isolation.

1.6 Traitement thermique après soudage

Immédiatement après le soudage, la pièce est placée dans un four de chauffage et maintenue à 650°C pour un recuit de détente.

2 défauts de soudage des aciers à haute teneur en carbone et mesures préventives

En raison de la tendance au durcissement de l'acier à haute teneur en carbone, le soudage est sujet aux fissures à chaud et aux fissures à froid.

2.1 Mesures préventives contre la fissuration thermique

(1) contrôler la composition chimique de la soudure, contrôler strictement la teneur en soufre et en phosphore et augmenter correctement la quantité de manganèse pour améliorer l'organisation de la soudure et réduire la ségrégation.

2) Contrôlez la forme de la section de soudure, le rapport largeur/profondeur doit être légèrement plus grand pour éviter la déviation du centre de soudure.

(3) pour les pièces soudées rigides, il convient de choisir les paramètres de soudage appropriés, l'ordre et la direction de soudage appropriés.

4) Des mesures de préchauffage et de refroidissement lent sont prises lorsque cela est nécessaire pour éviter la génération de fissures thermiques.

(5) améliorer l'alcalinité de l'électrode ou du flux pour réduire la teneur en impuretés de la soudure et améliorer le degré de ségrégation.

2.2 Mesures de prévention des fissures à froid 

1) Le préchauffage avant le soudage et le refroidissement lent après le soudage réduisent non seulement la dureté et la fragilité de la zone affectée par la chaleur, mais accélèrent également la diffusion vers l'extérieur de l'hydrogène dans la soudure.

2) Sélection des mesures de soudage appropriées.

3) Adopter une séquence d'assemblage et de soudage appropriée pour réduire la contrainte de contrainte du joint soudé et améliorer l'état de contrainte des pièces soudées.

4) Sélectionnez les matériaux de soudage appropriés, séchez la baguette de soudage et le flux avant le soudage et mettez-les à disposition au fur et à mesure.

5) Avant le soudage, l'eau, la rouille et autres saletés sur la surface du métal de base autour du biseau doivent être soigneusement éliminées afin de réduire la teneur en hydrogène diffusé dans la soudure.

6) Le traitement à l'hydrogène doit être effectué immédiatement avant le soudage, afin que l'hydrogène puisse s'échapper complètement du joint soudé.

7）Le traitement de recuit de soulagement des contraintes doit être effectué immédiatement après le soudage pour favoriser la diffusion de l'hydrogène dans le cordon de soudure vers l'extérieur.