उच्च कार्बन स्टील को वेल्ड करना अधिक कठिन क्यों है?

उच्च-कार्बन स्टील का तात्पर्य कार्बन स्टील के 0.6% से अधिक w (C) से है, जिसमें मध्यम कार्बन स्टील की तुलना में कठोर होने की अधिक प्रवृत्ति होती है, और उच्च-कार्बन मार्टेंसाइट का निर्माण होता है, जो ठंडी दरारों के निर्माण के प्रति अधिक संवेदनशील होता है।

साथ ही, वेल्डेड गर्मी प्रभावित क्षेत्र में गठित मार्टेंसाइट संगठन, कठोर और भंगुर गुण, जिसके परिणामस्वरूप संयुक्त की प्लास्टिसिटी और क्रूरता में महत्वपूर्ण कमी आई है, इसलिए उच्च कार्बन स्टील की वेल्डेबिलिटी काफी खराब है, और संयुक्त के प्रदर्शन को सुनिश्चित करने के लिए विशेष वेल्डिंग प्रक्रिया लेनी होगी।

इसलिए, वेल्डेड संरचना में, आम तौर पर शायद ही कभी इस्तेमाल किया जाता है। उच्च-कार्बन स्टील का उपयोग मुख्य रूप से उन मशीन भागों के लिए किया जाता है जिनके लिए उच्च कठोरता और पहनने के प्रतिरोध की आवश्यकता होती है, जैसे शाफ्ट, बड़े गियर और कपलिंग इत्यादि।

स्टील को बचाने और मशीनिंग प्रक्रिया को सरल बनाने के लिए, इन मशीन भागों को अक्सर वेल्डेड संरचनाओं में भी जोड़ा जाता है। भारी मशीन निर्माण में, उच्च कार्बन स्टील घटकों की वेल्डिंग का भी सामना करना पड़ता है।

उच्च-कार्बन स्टील वेल्ड की वेल्डिंग प्रक्रिया विकसित करते समय, उत्पन्न होने वाले विभिन्न वेल्डिंग दोषों का व्यापक विश्लेषण और संबंधित वेल्डिंग प्रक्रिया उपाय किए जाने चाहिए।

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1 उच्च कार्बन स्टील की वेल्डेबिलिटी

1.1 वेल्डिंग विधि

उच्च कार्बन स्टील का उपयोग मुख्य रूप से उच्च कठोरता और उच्च पहनने के प्रतिरोध संरचनाओं के लिए किया जाता है, इसलिए मुख्य वेल्डिंग विधियां इलेक्ट्रोड आर्क वेल्डिंग, ब्रेजिंग और जलमग्न आर्क वेल्डिंग हैं।

1.2 वेल्डिंग सामग्री

हाई-कार्बन स्टील वेल्डिंग के लिए आम तौर पर जोड़ और आधार सामग्री की मजबूती की आवश्यकता नहीं होती है। वेल्डिंग इलेक्ट्रोड आर्क वेल्डिंग का उपयोग आम तौर पर सल्फर क्षमता, जमा धातु के प्रसार की कम हाइड्रोजन सामग्री, कम हाइड्रोजन प्रकार वेल्डिंग रॉड की अच्छी कठोरता को हटाने के लिए किया जाता है। वेल्ड धातु और मूल सामग्री और अन्य ताकत की आवश्यकताओं में, निम्न-हाइड्रोजन इलेक्ट्रोड के संबंधित स्तर का उपयोग किया जाना चाहिए; वेल्ड धातु और मूल सामग्री और अन्य ताकत में, कम हाइड्रोजन इलेक्ट्रोड की मूल सामग्री के नीचे ताकत स्तर का उपयोग किया जाना चाहिए, याद रखें कि मूल सामग्री उच्च इलेक्ट्रोड की तुलना में ताकत स्तर का चयन न करें। यदि वेल्डिंग करते समय आधार सामग्री को पहले से गरम करने की अनुमति नहीं है, तो गर्मी से प्रभावित क्षेत्र में ठंड को टूटने से बचाने के लिए, ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील वेल्डिंग रॉड का उपयोग अच्छी प्लास्टिसिटी और क्रैकिंग प्रतिरोध ऑस्टेनिटिक संगठन प्राप्त करने के लिए किया जा सकता है।

1.3 बेवल तैयारी

वेल्ड धातु में कार्बन के द्रव्यमान अंश को सीमित करने के लिए, संलयन अनुपात को कम किया जाना चाहिए, इसलिए वेल्डिंग करते समय यू- या वी-आकार के बेवेल का सामान्य उपयोग करें, और 20 मिमी रेंज के दोनों किनारों पर बेवल और बेवल पर ध्यान दें, तेल, जंग और अन्य उपचार साफ करें।

1.4 पहले से गरम करना

स्ट्रक्चरल स्टील इलेक्ट्रोड वेल्डिंग, वेल्डिंग को पहले से गरम किया जाना चाहिए, तापमान नियंत्रण को 250 ℃ ~ 350 ℃ पर प्रीहीट करना चाहिए।

1.5 इंटरलेयर प्रोसेसिंग

मल्टी-लेयर मल्टी-चैनल वेल्डिंग, छोटे व्यास वेल्डिंग रॉड, छोटे वर्तमान वेल्डिंग का उपयोग करके पहली वेल्डिंग। आम तौर पर वर्कपीस को अर्ध-खड़ी वेल्डिंग में रखें या वेल्डिंग रॉड पार्श्व स्विंग का उपयोग करें, ताकि प्रीहीटिंग और इन्सुलेशन प्रभाव प्राप्त करने के लिए मूल सामग्री के पूरे गर्मी-प्रभावित क्षेत्र को थोड़े समय में गर्म किया जा सके।

1.6 वेल्ड के बाद ताप उपचार

वेल्डिंग के तुरंत बाद, वर्कपीस को हीटिंग भट्टी में रखा जाता है और तनाव राहत एनीलिंग के लिए 650 डिग्री सेल्सियस पर रखा जाता है।

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2 उच्च कार्बन स्टील वेल्डिंग दोष और निवारक उपाय

उच्च कार्बन स्टील के कारण सख्त होने की प्रवृत्ति बहुत अधिक होती है, वेल्डिंग में गर्म क्रैकिंग और कोल्ड क्रैकिंग का खतरा होता है।

2.1 थर्मल क्रैकिंग के लिए निवारक उपाय

(1) वेल्ड की रासायनिक संरचना को नियंत्रित करें, सल्फर और फास्फोरस सामग्री का सख्त नियंत्रण, और वेल्ड संगठन में सुधार और अलगाव को कम करने के लिए मैंगनीज की मात्रा को उचित रूप से बढ़ाएं।

2) वेल्ड अनुभाग के आकार को नियंत्रित करें, वेल्ड केंद्र के विचलन से बचने के लिए चौड़ाई-से-गहराई अनुपात थोड़ा बड़ा होना चाहिए।

(3) कठोर वेल्डेड भागों के लिए, उपयुक्त वेल्डिंग पैरामीटर, उपयुक्त वेल्डिंग क्रम और दिशा का चयन करना चाहिए।

4) थर्मल दरारों की उत्पत्ति को रोकने के लिए आवश्यक होने पर पहले से गरम करने और धीमी गति से ठंडा करने के उपाय किए जाते हैं।

(5) वेल्ड की अशुद्धता सामग्री को कम करने और पृथक्करण की डिग्री में सुधार करने के लिए इलेक्ट्रोड या फ्लक्स की क्षारीयता में सुधार करें।

2.2 कोल्ड क्रैकिंग की रोकथाम के उपाय 

1) वेल्डिंग से पहले प्रीहीटिंग और वेल्डिंग के बाद धीमी गति से ठंडा करने से न केवल गर्मी प्रभावित क्षेत्र की कठोरता और भंगुरता कम हो जाती है, बल्कि वेल्ड में हाइड्रोजन के बाहरी प्रसार में भी तेजी आती है।

2) उचित वेल्डिंग उपायों का चयन करना।

3) वेल्डेड जोड़ के बाधा तनाव को कम करने और वेल्डेड भागों की तनाव स्थिति में सुधार करने के लिए उपयुक्त असेंबली और वेल्डिंग अनुक्रम को अपनाएं।

4) उपयुक्त वेल्डिंग सामग्री का चयन करें, वेल्डिंग से पहले वेल्डिंग रॉड और फ्लक्स को सुखा लें और जैसे ही आप जाएं इसे उपलब्ध कराएं।

5) वेल्डिंग से पहले, वेल्ड में फैली हुई हाइड्रोजन की मात्रा को कम करने के लिए बेवल के चारों ओर आधार धातु की सतह पर पानी, जंग और अन्य गंदगी को सावधानीपूर्वक हटा दिया जाना चाहिए।

6) वेल्डिंग से तुरंत पहले हाइड्रोजन उपचार किया जाना चाहिए, ताकि वेल्डेड जोड़ से हाइड्रोजन पूरी तरह से निकल सके।

7) वेल्ड सीम में हाइड्रोजन के बाहर की ओर प्रसार को बढ़ावा देने के लिए वेल्डिंग के तुरंत बाद तनाव से राहत के लिए एनीलिंग उपचार किया जाना चाहिए।