Prečo sa oceľ s vysokým obsahom uhlíka ťažšie zvára

Oceľ s vysokým obsahom uhlíka označuje w (C) vyšší ako 0,6 % uhlíkovej ocele, ktorá má väčšiu tendenciu tvrdnúť ako stredne uhlíková oceľ, a tvorbu martenzitu s vysokým obsahom uhlíka, citlivejšieho na tvorbu studených trhlín.

Zároveň má martenzitická organizácia vytvorená vo zváranej tepelne ovplyvnenej zóne tvrdé a krehké vlastnosti, čo vedie k výraznému zníženiu plasticity a húževnatosti spoja, takže zvárateľnosť ocele s vysokým obsahom uhlíka je dosť zlá a na zabezpečenie výkonu spoja je potrebné použiť špeciálny proces zvárania.

Preto sa vo zváranej konštrukcii vo všeobecnosti používa zriedka. Oceľ s vysokým obsahom uhlíka sa používa hlavne na časti strojov, ktoré vyžadujú vysokú tvrdosť a odolnosť proti opotrebeniu, ako sú hriadele, veľké prevody a spojky atď.

Aby sa ušetrila oceľ a zjednodušil sa proces obrábania, tieto časti strojov sa často kombinujú do zváraných konštrukcií. Pri výrobe ťažkých strojov sa stretávame aj so zváraním komponentov z ocele s vysokým obsahom uhlíka.

Pri vývoji procesu zvárania zvarencov z ocele s vysokým obsahom uhlíka by sa mala vykonať komplexná analýza rôznych chýb zvárania, ktoré sa môžu vyskytnúť, a príslušné opatrenia týkajúce sa procesu zvárania.

---

1 Zvárateľnosť ocele s vysokým obsahom uhlíka

1.1 Spôsob zvárania

Oceľ s vysokým obsahom uhlíka sa používa hlavne pre konštrukcie s vysokou tvrdosťou a vysokou odolnosťou proti opotrebovaniu, takže hlavnými metódami zvárania sú zváranie elektródovým oblúkom, tvrdé spájkovanie a zváranie pod tavivom.

1.2 Zvárací materiál

Zváranie ocele s vysokým obsahom uhlíka spravidla nevyžaduje pevnosť spoja a základného materiálu. Oblúkové zváranie zváracou elektródou sa všeobecne používa na odstránenie kapacity síry, nízky obsah vodíka v difúzii naneseného kovu, dobrá húževnatosť nízkovodíkovej zváracej tyče. V požiadavkách na zvarový kov a základný materiál a inú pevnosť by sa mala použiť zodpovedajúca úroveň elektródy s nízkym obsahom vodíka; vo zvarovom kove a základnom materiáli a inej pevnosti by mala byť úroveň pevnosti použitá pod základným materiálom elektródy s nízkym obsahom vodíka, nezabudnite si vybrať úroveň pevnosti ako vysokú elektródu základného materiálu. Ak sa základný materiál pri zváraní nesmie predhriať, aby sa predišlo praskaniu za studena v tepelne ovplyvnenej zóne, možno použiť zváraciu tyč z austenitickej nehrdzavejúcej ocele na získanie dobrej plasticity a odolnosti voči praskaniu austenitickej organizácie.

1.3 Príprava skosenia

Aby sa obmedzil hmotnostný podiel uhlíka vo zvarovom kove, tavný pomer by sa mal znížiť, takže všeobecné používanie úkosov v tvare U alebo V pri zváraní a venujte pozornosť úkosu a úkosu na oboch stranách rozsahu 20 mm od oleja, hrdze a inej úpravy.

1.4 Predhrievanie

Zváranie konštrukčnou oceľovou elektródou, zváranie musí byť predhriate, regulácia teploty predhrievania na 250 ℃ ~ 350 ℃.

1.5 Spracovanie medzivrstvy

Viacvrstvové viackanálové zváranie, prvé zváranie pomocou zváracej tyče s malým priemerom, zváranie malým prúdom. Vo všeobecnosti umiestnite obrobok do polostojacieho zvárania alebo použite bočný výkyv zváracej tyče, aby sa celá tepelne ovplyvnená zóna základného materiálu zahriala v krátkom čase, aby sa dosiahol predhrievací a izolačný účinok.

1.6 Tepelné spracovanie po zváraní

Ihneď po zváraní sa obrobok umiestni do ohrievacej pece a udržiava sa pri 650 °C na žíhanie na uvoľnenie napätia.

---

2 chyby zvárania ocele s vysokým obsahom uhlíka a preventívne opatrenia

Vzhľadom na vysokú uhlíkovú oceľ je tendencia tvrdnutia veľmi veľká, pri zváraní náchylná na praskanie za tepla a praskanie za studena.

2.1 Preventívne opatrenia proti tepelnému praskaniu

(1) kontrolovať chemické zloženie zvaru, prísne kontrolovať obsah síry a fosforu a správne zvyšovať množstvo mangánu na zlepšenie organizácie zvaru a zníženie segregácie.

2) Kontrolujte tvar zvarovej časti, pomer šírky k hĺbke by mal byť o niečo väčší, aby sa predišlo odchýlke stredu zvaru.

(3) pre tuhé zvárané časti by sa mali zvoliť vhodné parametre zvárania, vhodné poradie a smer zvárania.

4) Opatrenia predhrievania a pomalého ochladzovania sa vykonávajú v prípade potreby, aby sa zabránilo vzniku tepelných trhlín.

(5) zlepšiť alkalitu elektródy alebo taviva, aby sa znížil obsah nečistôt vo zvare a zlepšil sa stupeň segregácie.

2.2 Opatrenia na predchádzanie vzniku trhlín za studena 

1) Predhrievanie pred zváraním a pomalé ochladzovanie po zváraní nielen znižuje tvrdosť a krehkosť tepelne ovplyvnenej zóny, ale urýchľuje aj difúziu vodíka vo zvare smerom von.

2) Výber vhodných zváracích opatrení.

3）Prijmite vhodnú postupnosť montáže a zvárania, aby ste znížili obmedzujúce napätie zváraného spoja a zlepšili stav napätia zváraných častí.

4) Vyberte vhodné zváracie materiály, pred zváraním vysušte zváraciu tyč a tavidlo a sprístupnite ich za pochodu.

5) Pred zváraním je potrebné opatrne odstrániť vodu, hrdzu a iné nečistoty na povrchu základného kovu okolo skosenia, aby sa znížil obsah difúzneho vodíka vo zvare.

6) Ošetrenie vodíkom by sa malo vykonať bezprostredne pred zváraním, aby vodík mohol úplne uniknúť zo zvarového spoja.

7）Žíhanie na uvoľnenie napätia by sa malo vykonať ihneď po zváraní, aby sa podporila difúzia vodíka vo zvarovom šve smerom von