Perché l'acciaio ad alto tenore di carbonio è più difficile da saldare

Per acciaio ad alto tenore di carbonio si intende w (C) superiore allo 0,6% dell'acciaio al carbonio, che presenta una maggiore tendenza all'indurimento rispetto all'acciaio a medio carbonio, e alla formazione di martensite ad alto contenuto di carbonio, più sensibile alla formazione di cricche a freddo.

Allo stesso tempo, l'organizzazione della martensite si è formata nella zona saldata alterata dal calore, con proprietà dure e fragili, con conseguente riduzione significativa della plasticità e della tenacità del giunto, quindi la saldabilità dell'acciaio ad alto tenore di carbonio è piuttosto scarsa e deve adottare uno speciale processo di saldatura per garantire le prestazioni del giunto.

Pertanto, nella struttura saldata, generalmente usata raramente.L'acciaio ad alto tenore di carbonio viene utilizzato principalmente per parti di macchine che richiedono elevata durezza e resistenza all'usura, come alberi, ingranaggi e giunti di grandi dimensioni, ecc.

Per risparmiare acciaio e semplificare il processo di lavorazione, queste parti della macchina vengono spesso combinate anche in strutture saldate.Nella produzione di macchinari pesanti si riscontra anche la saldatura di componenti in acciaio ad alto tenore di carbonio.

Quando si sviluppa il processo di saldatura di elementi saldati in acciaio ad alto tenore di carbonio, è necessario adottare un'analisi completa dei vari difetti di saldatura che possono verificarsi e le corrispondenti misure del processo di saldatura.

1 Saldabilità degli acciai ad alto tenore di carbonio

1.1 Metodo di saldatura

L'acciaio ad alto tenore di carbonio viene utilizzato principalmente per strutture ad alta durezza e alta resistenza all'usura, quindi i principali metodi di saldatura sono la saldatura ad arco con elettrodo, la brasatura e la saldatura ad arco sommerso.

1.2 Materiale di saldatura

La saldatura di acciaio ad alto tenore di carbonio generalmente non richiede la resistenza del giunto e del materiale di base.La saldatura ad arco con elettrodo di saldatura viene generalmente utilizzata per rimuovere la capacità di zolfo, il basso contenuto di idrogeno di diffusione del metallo depositato, la buona tenacità dell'asta di saldatura a basso contenuto di idrogeno.Nei requisiti del metallo di saldatura, del materiale base e di altra resistenza, deve essere utilizzato il livello corrispondente di elettrodo a basso contenuto di idrogeno;nel metallo di saldatura, nel materiale principale e in altre resistenze, il livello di resistenza deve essere utilizzato al di sotto del materiale principale dell'elettrodo a basso contenuto di idrogeno, ricordarsi di non scegliere un livello di resistenza diverso da quello dell'elettrodo alto del materiale principale.Se al materiale di base non è consentito preriscaldarsi durante la saldatura, al fine di prevenire fessurazioni a freddo nella zona interessata dal calore, è possibile utilizzare filo di saldatura in acciaio inossidabile austenitico per ottenere una buona plasticità e resistenza alla fessurazione dell'organizzazione austenitica.

1.3 Preparazione del bisello

Al fine di limitare la frazione di massa del carbonio nel metallo saldato, il rapporto di fusione dovrebbe essere ridotto, quindi l'uso generale di smussi a forma di U o V durante la saldatura e prestare attenzione allo smusso e allo smusso su entrambi i lati del Gamma di 20 mm di olio, ruggine e altri trattamenti puliti.

1.4 Preriscaldamento

Saldatura con elettrodi di acciaio strutturale, la saldatura deve essere preriscaldata prima, il controllo della temperatura di preriscaldamento a 250 ℃ ~ 350 ℃.

1.5 Elaborazione dell'interstrato

Saldatura multicanale multistrato, la prima saldatura con bacchetta di saldatura di piccolo diametro, saldatura a corrente ridotta.Posizionare generalmente il pezzo in lavorazione in una posizione di saldatura semi-in piedi o utilizzare l'oscillazione laterale dell'asta di saldatura, in modo da riscaldare l'intera zona interessata dal calore del materiale principale in un breve periodo di tempo, al fine di ottenere un effetto di preriscaldamento e isolamento.

1.6 Trattamento termico post-saldatura

Immediatamente dopo la saldatura, il pezzo viene posto in un forno di riscaldamento e mantenuto a 650°C per la ricottura di distensione.

2 difetti di saldatura dell'acciaio ad alto tenore di carbonio e misure preventive

A causa dell'acciaio ad alto tenore di carbonio, la tendenza all'indurimento è molto elevata, nella saldatura soggetta a fessurazioni a caldo e a freddo.

2.1 Misure preventive per il cracking termico

(1) controllare la composizione chimica della saldatura, un controllo rigoroso del contenuto di zolfo e fosforo e aumentare adeguatamente la quantità di manganese per migliorare l'organizzazione della saldatura e ridurre la segregazione.

2) Controllare la forma della sezione di saldatura, il rapporto larghezza-profondità dovrebbe essere leggermente maggiore per evitare la deviazione del centro della saldatura.

(3) per le parti saldate rigide, dovrebbe scegliere i parametri di saldatura appropriati, l'ordine e la direzione di saldatura appropriati.

4) Quando necessario, vengono adottate misure di preriscaldamento e raffreddamento lento per prevenire la generazione di cricche termiche.

(5) migliorare l'alcalinità dell'elettrodo o del flusso per ridurre il contenuto di impurità della saldatura e migliorare il grado di segregazione.

2.2 Misure di prevenzione del cracking a freddo 

1) Il preriscaldamento prima della saldatura e il raffreddamento lento dopo la saldatura non solo riducono la durezza e la fragilità della zona interessata dal calore, ma accelera anche la diffusione verso l'esterno dell'idrogeno nella saldatura.

2) Selezione delle misure di saldatura adeguate.

3）Adottare un'adeguata sequenza di assemblaggio e saldatura per ridurre lo stress di vincolo del giunto saldato e migliorare lo stato di stress delle parti saldate.

4) Selezionare i materiali di saldatura adatti, asciugare la bacchetta di saldatura e il flusso prima della saldatura e renderli disponibili man mano che si procede.

5) Prima della saldatura, l'acqua, la ruggine e altro sporco sulla superficie del metallo base attorno allo smusso devono essere accuratamente rimossi per ridurre il contenuto di idrogeno diffuso nella saldatura.

6) Il trattamento dell'idrogeno deve essere effettuato immediatamente prima della saldatura, in modo che l'idrogeno possa fuoriuscire completamente dal giunto saldato.

7) Il trattamento di ricottura per distensione deve essere effettuato immediatamente dopo la saldatura per favorire la diffusione dell'idrogeno nel cordone di saldatura verso l'esterno