Por que o aço com alto teor de carbono é mais difícil de soldar

Aço de alto carbono refere-se a w (C) superior a 0,6% de aço carbono, que tem maior tendência ao endurecimento que o aço de médio carbono, e à formação de martensita de alto carbono, mais sensível à formação de trincas a frio.

Ao mesmo tempo, a organização martensita formada na zona soldada afetada pelo calor tem propriedades duras e quebradiças, resultando em uma redução significativa na plasticidade e tenacidade da junta, portanto a soldabilidade do aço de alto carbono é bastante pobre, e deve passar por um processo de soldagem especial para garantir o desempenho da junta.

Portanto, na estrutura soldada, geralmente raramente utilizado. O aço com alto teor de carbono é usado principalmente em peças de máquinas que exigem alta dureza e resistência ao desgaste, como eixos, engrenagens grandes e acoplamentos, etc.

Para economizar aço e simplificar o processo de usinagem, essas peças de máquinas também são frequentemente combinadas em estruturas soldadas. Na fabricação de máquinas pesadas, também é encontrada soldagem de componentes de aço com alto teor de carbono.

Ao desenvolver o processo de soldagem de soldagens de aço de alto carbono, deve ser tomada uma análise abrangente dos vários defeitos de soldagem que podem surgir e as medidas correspondentes do processo de soldagem.

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1 Soldabilidade de aço de alto carbono

1.1 Método de soldagem

O aço de alto carbono é usado principalmente para estruturas de alta dureza e alta resistência ao desgaste, portanto, os principais métodos de soldagem são soldagem a arco com eletrodo, brasagem e soldagem a arco submerso.

1.2 Material de soldagem

A soldagem de aço de alto carbono geralmente não requer a resistência da junta e do material de base. A soldagem a arco com eletrodo de soldagem é geralmente usada para remover a capacidade de enxofre, baixo teor de hidrogênio de difusão do metal depositado, boa tenacidade da haste de soldagem do tipo baixo hidrogênio. Nos requisitos do metal de solda e do material original e outras resistências, o nível correspondente de eletrodo com baixo teor de hidrogênio deve ser usado; no metal de solda e no material de base e outras resistências, o nível de resistência deve ser usado abaixo do material de base do eletrodo de baixo hidrogênio, lembre-se de não escolher o nível de resistência do que o eletrodo de alto material de origem. Se o material de base não puder pré-aquecer durante a soldagem, a fim de evitar trincas a frio na zona afetada pelo calor, uma haste de soldagem de aço inoxidável austenítico pode ser usada para obter boa plasticidade e organização austenítica de resistência a trincas.

1.3 Preparação do chanfro

A fim de limitar a fração mássica de carbono no metal de solda, a taxa de fusão deve ser reduzida, portanto, o uso geral de chanfros em forma de U ou V durante a soldagem, e preste atenção ao chanfro e ao chanfro em ambos os lados da faixa de 20 mm de óleo, ferrugem e outros tratamentos limpos.

1.4 Pré-aquecimento

Soldagem com eletrodo de aço estrutural, a soldagem deve ser pré-aquecida antes, controle de temperatura de pré-aquecimento a 250 ℃ ~ 350 ℃.

1.5 Processamento intercalar

Soldagem multicanal multicamadas, a primeira soldagem usando haste de soldagem de pequeno diâmetro, soldagem de pequena corrente. Geralmente coloque a peça em uma soldagem semi-permanente ou use o balanço lateral da haste de soldagem, a fim de fazer com que toda a zona afetada pelo calor do material original seja aquecida em um curto período de tempo, a fim de obter pré-aquecimento e efeito de isolamento.

1.6 Tratamento térmico pós-soldagem

Imediatamente após a soldagem, a peça é colocada em um forno de aquecimento e mantida a 650°C para recozimento com alívio de tensão.

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2 defeitos de soldagem de aço de alto carbono e medidas preventivas

Devido à tendência de endurecimento do aço de alto carbono é muito grande, na soldagem propensa a trincas a quente e trincas a frio.

2.1 Medidas preventivas para fissuração térmica

(1) controlar a composição química da solda, controlar rigorosamente o teor de enxofre e fósforo e aumentar adequadamente a quantidade de manganês para melhorar a organização da solda e reduzir a segregação.

2) Controle o formato da seção de solda, a relação largura-profundidade deve ser um pouco maior para evitar o desvio do centro da solda.

(3) para as peças soldadas rígidas, deve-se escolher os parâmetros de soldagem apropriados, a ordem e a direção de soldagem apropriadas.

4) Medidas de pré-aquecimento e resfriamento lento são tomadas quando necessário para evitar a geração de trincas térmicas.

(5) melhorar a alcalinidade do eletrodo ou fluxo para reduzir o teor de impurezas da solda e melhorar o grau de segregação.

2.2 Medidas de prevenção de fissuras a frio 

1) O pré-aquecimento antes da soldagem e o resfriamento lento após a soldagem não apenas reduzem a dureza e a fragilidade da zona afetada pelo calor, mas também aceleram a difusão externa do hidrogênio na solda.

2) Selecionar as medidas de soldagem apropriadas.

3) Adote uma sequência adequada de montagem e soldagem para reduzir a tensão de restrição da junta soldada e melhorar o estado de tensão das peças soldadas.

4) Selecione materiais de soldagem adequados, seque a haste de soldagem e o fluxo antes de soldar e disponibilize-os conforme você avança.

5) Antes da soldagem, a água, ferrugem e outras sujeiras na superfície do metal base ao redor do chanfro devem ser cuidadosamente removidas para reduzir o conteúdo de hidrogênio difundido na solda.

6) O tratamento com hidrogênio deve ser realizado imediatamente antes da soldagem, para que o hidrogênio possa escapar totalmente da junta soldada.

7) O tratamento de recozimento para alívio de tensão deve ser realizado imediatamente após a soldagem para promover a difusão do hidrogênio na costura de solda para fora