Zašto je čelik s visokim udjelom ugljika teže zavarivati

Visokougljični čelik odnosi se na w (C) veći od 0,6% ugljičnog čelika, koji ima veću tendenciju otvrdnjavanja od srednje ugljičnog čelika i formiranje visokougljičnog martenzita, osjetljivijeg na stvaranje hladnih pukotina.

U isto vrijeme, martenzitna organizacija formirana u zavarenoj zoni pod utjecajem topline, tvrda i krhka svojstva, rezultirala je značajnim smanjenjem plastičnosti i žilavosti spoja, tako da je zavarljivost čelika s visokim udjelom ugljika prilično loša, te je potreban poseban postupak zavarivanja kako bi se osigurala izvedba spoja.

Stoga se u zavarenoj konstrukciji općenito rijetko koristi. Čelik s visokim udjelom ugljika uglavnom se koristi za dijelove strojeva koji zahtijevaju visoku tvrdoću i otpornost na habanje, kao što su osovine, veliki zupčanici i spojke itd.

Kako bi se uštedio čelik i pojednostavio proces strojne obrade, ti se dijelovi stroja također često kombiniraju u zavarenim konstrukcijama. U proizvodnji teških strojeva također se susreće zavarivanje komponenti visokougljičnog čelika.

Prilikom razvoja procesa zavarivanja zavarenih spojeva čelika s visokim udjelom ugljika, potrebno je poduzeti sveobuhvatnu analizu različitih nedostataka zavarivanja koji se mogu pojaviti i odgovarajuće mjere procesa zavarivanja.

---

1 Zavarljivost visokougljičnog čelika

1.1 Metoda zavarivanja

Čelik s visokim udjelom ugljika uglavnom se koristi za konstrukcije visoke tvrdoće i visoke otpornosti na trošenje, tako da su glavne metode zavarivanja elektrolučno zavarivanje, tvrdo lemljenje i zavarivanje pod praškom.

1.2 Materijal za zavarivanje

Zavarivanje visokougljičnog čelika općenito ne zahtijeva čvrstoću spoja i osnovnog materijala. Elektrolučno zavarivanje elektrodom za zavarivanje općenito se koristi za uklanjanje kapaciteta sumpora, niskog sadržaja vodika u difuziji nataloženog metala, dobre žilavosti šipke za zavarivanje s niskim sadržajem vodika. U zahtjevima metala zavara i osnovnog materijala i druge čvrstoće, treba koristiti odgovarajuću razinu elektrode s niskim sadržajem vodika; u metalu zavara i osnovnom materijalu i drugoj čvrstoći, razina čvrstoće treba se koristiti ispod osnovnog materijala elektrode s niskim sadržajem vodika, zapamtite da ne birate razinu čvrstoće od matičnog materijala visoke elektrode. Ako se osnovnom materijalu ne dopušta prethodno zagrijavanje tijekom zavarivanja, kako bi se spriječilo hladno pucanje u zoni utjecaja topline, austenitna šipka za zavarivanje od nehrđajućeg čelika može se koristiti za postizanje dobre plastičnosti i austenitne organizacije otpornosti na pucanje.

1.3 Priprema kosine

Kako bi se ograničio maseni udio ugljika u metalu zavara, omjer taljenja bi trebao biti smanjen, tako da je opća upotreba kosina u obliku slova U ili V pri zavarivanju i obratite pozornost na kosinu i kosinu s obje strane raspona od 20 mm od ulja, hrđe i drugog tretmana čistog.

1.4 Predgrijavanje

Zavarivanje konstrukcijskog čelika elektrodom, zavarivanje se mora prethodno zagrijati, kontrola temperature predgrijanja na 250 ℃ ~ 350 ℃.

1.5 Međuslojna obrada

Višeslojno višekanalno zavarivanje, prvo zavarivanje pomoću zavarivačke šipke malog promjera, zavarivanje malom strujom. Općenito, stavite obradak u polustojeći zavarivanje ili upotrijebite bočno zakretanje šipke za zavarivanje, kako bi se cijela zona pod utjecajem topline osnovnog materijala zagrijala u kratkom vremenskom razdoblju, kako bi se postigao učinak predgrijanja i izolacije.

1.6 Toplinska obrada nakon zavarivanja

Odmah nakon zavarivanja, obradak se stavlja u peć za grijanje i drži na 650°C radi žarenja za ublažavanje naprezanja.

---

2 defekti zavarivanja visokougljičnog čelika i preventivne mjere

Zbog visoko-ugljičnog čelika tendencija otvrdnjavanja je vrlo velika, u zavarivanju sklona vrućem i hladnom pucanju.

2.1 Preventivne mjere za toplinsko pucanje

(1) kontrolirati kemijski sastav zavara, strogu kontrolu sadržaja sumpora i fosfora i pravilno povećati količinu mangana kako bi se poboljšala organizacija zavara i smanjila segregacija.

2) Kontrolirajte oblik zavarenog dijela, omjer širine i dubine trebao bi biti malo veći kako bi se izbjeglo odstupanje središta zavara.

(3) za krute zavarene dijelove treba odabrati odgovarajuće parametre zavarivanja, odgovarajući redoslijed i smjer zavarivanja.

4) Poduzimaju se mjere predgrijavanja i sporog hlađenja kada je potrebno kako bi se spriječilo nastajanje toplinskih pukotina.

(5) poboljšati lužnatost elektrode ili topitelja kako bi se smanjio sadržaj nečistoća u zavarivanju i poboljšao stupanj segregacije.

2.2 Mjere za sprječavanje hladnog pucanja 

1) Predgrijavanje prije zavarivanja i sporo hlađenje nakon zavarivanja ne samo da smanjuje tvrdoću i krtost zone utjecaja topline, već također ubrzava difuziju vodika prema van u zavaru.

2) Odabir odgovarajućih mjera zavarivanja.

3）Usvojite odgovarajući redoslijed sastavljanja i zavarivanja kako biste smanjili stezno naprezanje zavarenog spoja i poboljšali stanje naprezanja zavarenih dijelova.

4) Odaberite odgovarajuće materijale za zavarivanje, osušite šipku za zavarivanje i prašak prije zavarivanja i stavite ih na raspolaganje dok idete.

5) Prije zavarivanja treba pažljivo ukloniti vodu, hrđu i drugu prljavštinu s površine osnovnog metala oko skošenog spoja kako bi se smanjio sadržaj difuznog vodika u zavaru.

6) Obradu vodikom treba provesti neposredno prije zavarivanja, kako bi vodik mogao u potpunosti izaći iz zavarenog spoja.

7）Tretman žarenja radi smanjenja naprezanja treba provesti odmah nakon zavarivanja kako bi se pospješila difuzija vodika u zavarenom šavu prema van