Краткое описание сварки низкоуглеродистой закаленной стали

Этот тип стали представляет собой высокопрочную свариваемую конструкционную сталь, содержание углерода ограничено низким, обычно менее 0,18% массовой доли углерода, а при проектировании состава сплава также учитываются требования к свариваемости, поэтому сварка низкоуглеродистой закаленной стали в основном аналогична нормализованной стали. Следующие проблемы в основном возникают во время сварки.

① термическое растрескивание сварного шва и растрескивание при разжижении в зоне термического влияния. Низкоуглеродистая закаленная сталь, как правило, с низким содержанием углерода и высоким содержанием марганца, контроль S, P также более жесткий, поэтому тенденция к термическому растрескиванию меньше, но низколегированная высокопрочная сталь с высоким содержанием никеля и низким содержанием марганца увеличивает склонность к термическому растрескиванию и растрескиванию при разжижении.

② Холодное растрескивание. Поскольку этот тип стали содержит больше легирующих элементов, которые могут улучшить прокаливаемость, существует большая склонность к образованию холодных трещин. Однако из-за высокой точки Ms этого типа стали, если соединение можно заставить охлаждаться более медленно при этой температуре, чтобы образовавшийся мартенсит успел выполнить «самотпускную» обработку, в определенной степени, чтобы уменьшить склонность к холодному растрескиванию, поэтому фактическая склонность к холодному растрескиванию не обязательно будет большой.

③ Повторно нагрейте крекинг. Низкоуглеродистая закаленная сталь содержит V, Mo, Nb, Cr и другие сильные карбидообразующие элементы, поэтому она имеет определенную склонность к растрескиванию при повторном нагреве.

④ размягчение зоны термического влияния. Размягчение происходит в области между исходной температурой отпуска основного материала при нагреве и температуре сварки до Ac1. Чем ниже исходная температура отпуска, тем шире диапазон зоны размягчения, тем тяжелее степень размягчения.

⑤ охрупчивание зоны термического влияния. Если в перегретой зоне образуется низкоуглеродистый мартенсит и объемная доля нижнего бейнита составляет 10–30%, можно получить высокую ударную вязкость. Но когда скорость охлаждения слишком высока, образуется объемная доля 100% низкоуглеродистого мартенсита, ударная вязкость снизится; когда скорость охлаждения слишком медленная, с одной стороны, так что укрупнение зерна, с другой стороны, в перегретой зоне приведет к образованию низкоуглеродистого мартенсита плюс бейнита плюс МА-элементы смешанной организации, что приведет к более серьезному охрупчиванию в перегретой зоне.

При сварке закаленной стали с σs ≥ 980 МПа необходимо применять вольфрамовую дуговую или электронно-лучевую сварку и другие методы сварки. Для низкоуглеродистой закаленной стали с σs < 980 МПа можно использовать электродуговую сварку, автоматическую сварку под флюсом, сварку в среде защитного газа и вольфрамовую дуговую сварку. Но для стали с σs ≥ 686 МПа сварка в среде защитного газа является наиболее подходящим методом автоматической сварки. Кроме того, при необходимости применения многопроволочной сварки под флюсом, электрошлаковой сварки и других способов сварки с высокой погонной энергией и очень низкой скоростью охлаждения необходимо провести послесварочную закалку.

При увеличении подвода тепла до максимально допустимого значения, когда растрескивания избежать невозможно, необходимо принять меры по предварительному нагреву. Для низкоуглеродистой закаленной стали цель предварительного нагрева состоит в основном в предотвращении холодного растрескивания, а предварительный нагрев может оказать вредное влияние на ударную вязкость, поэтому обычно используется при сварке низкоуглеродистой закаленной стали с более низкой температурой предварительного нагрева (≤ 200 ℃). Предварительный нагрев в основном направлен на снижение скорости охлаждения мартенситного превращения за счет эффекта самоотпускания мартенсита для улучшения трещиностойкости. Когда температура предварительного нагрева слишком высока, не только для предотвращения холода и холода нет необходимости, но и скорость охлаждения на 800-500 ℃ ниже критической скорости охлаждения появления хрупкой смешанной ткани, так что в зоне термического воздействия появляется очевидное охрупчивание, чтобы избежать слепого увеличения температуры предварительного нагрева, которая также включает в себя межслойную температуру.

Низкоуглеродистая закаленная сталь после сварки, как правило, уже не подвергается термической обработке, поэтому при выборе сварочных материалов получаемый металл шва должен быть близок по механическим свойствам к основному материалу в состоянии сварного шва. В особых случаях, например, когда жесткость конструкции очень велика, трудно избежать холодного растрескивания, в качестве присадочного металла необходимо выбирать немного меньшую прочность, чем у основного материала.