Povzetek varjenja nizkoogljičnega kaljenega jekla

Ta vrsta jekla, kot je varjeno konstrukcijsko jeklo visoke trdnosti, je vsebnost ogljika omejena na nizko, običajno manj kot 0,18% masnega deleža ogljika, pri oblikovanju sestave zlitine pa se upoštevajo tudi zahteve glede varljivosti, tako da je varjenje kaljenega jekla z nizko vsebnostjo ogljika v bistvu podobno normaliziranemu jeklu. Pri varjenju se pojavljajo predvsem naslednje težave.

① termične razpoke v zvaru in razpoke zaradi utekočinjenja v območju toplotnega vpliva. Nizkoogljično kaljeno jeklo na splošno z nizko vsebnostjo ogljika in visoko vsebnostjo mangana, nadzor S, P je tudi strožji, zato je nagnjenost k termičnemu razpokanju manjša, vendar nizkolegirano jeklo visoke trdnosti z visoko vsebnostjo niklja in nizko vsebnostjo mangana bo povečalo nagnjenost k termičnemu razpokanju in razpokanju zaradi utekočinjenja.

② Hladno razpokanje. Ker ta vrsta jekla vsebuje več legirnih elementov, ki lahko izboljšajo kaljivost, obstaja velika nagnjenost k hladnim razpokam. Vendar pa zaradi visoke točke Ms te vrste jekla, če je spoj mogoče narediti tako, da se počasneje ohlaja pri tej temperaturi, tako da ima ustvarjeni martenzit čas za izvedbo 'samokaljenja' obdelave, do določene mere zmanjša nagnjenost k hladnemu razpokanju, tako da dejanska nagnjenost k hladnemu razpokanju ni nujno velika.

③ Krekiranje s ponovnim segrevanjem. Nizkoogljično kaljeno jeklo vsebuje V, Mo, Nb, Cr in druge močne elemente, ki tvorijo karbid, zato je nagnjeno k pokanju pri ponovnem segrevanju.

④ toplotno prizadeto območje mehčanje. Mehčanje se pojavi v območju med prvotno temperaturo popuščanja osnovnega materiala, ko je bila temperatura segrevanja varjenja na Ac1. Nižja kot je prvotna temperatura kaljenja, večji je razpon območja mehčanja, hujša je stopnja mehčanja.

⑤ toplotno prizadeto območje krhkosti. Če pregreto območje proizvaja martenzit z nizko vsebnostjo ogljika in volumski delež 10–30 % spodnjega bainita, je mogoče doseči visoko žilavost. Ko pa je hitrost hlajenja prehitra, se bo nastanek volumskega deleža 100-odstotnega nizkoogljičnega martenzita, žilavost zmanjšala; ko je hitrost ohlajanja prepočasna, na eni strani, tako da bo zrnjenje na drugi strani v pregretem območju povzročilo nizkoogljični martenzit plus bainit in MA elemente mešane organizacije, bo pregreto območje povzročilo resnejšo krhkost.

Pri varjenju kaljenega jekla σs ≥ 980 MPa je treba uporabiti obločno varjenje z volframom ali varjenje z elektronskim žarkom in druge metode varjenja. Za nizkoogljično kaljeno jeklo σs < 980MPa je mogoče uporabiti obločno varjenje z elektrodo, avtomatsko varjenje pod praškom, varjenje v zaščitenem staljenem plinu in obločno varjenje z volframom. Toda za jeklo s σs ≥ 686 MPa je varjenje v zaščitenem staljenem plinu najprimernejša metoda avtomatskega varjenja. Poleg tega, če morate uporabiti večžično varjenje pod praškom in elektrovarjenje z žlindro ter druge varilne metode z visokim vnosom toplote in zelo nizko hitrostjo hlajenja, je treba po varjenju izvesti popuščanje.

Ko se dovod toplote poveča na najvišjo dovoljeno vrednost, ko se pokanju ni mogoče izogniti, je treba izvesti ukrepe predgretja. Pri nizkoogljičnem kaljenem jeklu je namen predgretja predvsem preprečiti hladne razpoke, predgretje pa lahko škodljivo vpliva na žilavost, zato se običajno uporablja pri varjenju nizkoogljičnega kaljenega jekla z nižjo temperaturo predgretja (≤ 200 ℃). Predgretje v glavnem upa, da bo zmanjšalo hitrost ohlajanja martenzitne transformacije s pomočjo učinka samokaljenja martenzita za izboljšanje odpornosti proti razpokam. Ko je temperatura predgretja previsoka, ne le za preprečevanje mraza in mraza ni potrebno, ampak bo hitrost hlajenja 800-500 ℃ nižja od kritične hitrosti hlajenja pri nastanku krhkega mešanega tkiva, tako da se toplotno prizadeta cona zdi očitna krhkost, da bi se izognili slepemu povečanju temperature predgretja, ki vključuje tudi temperaturo vmesnega sloja.

Nizkoogljično kaljeno jeklo po varjenju na splošno ni več toplotno obdelano, zato mora biti pri izbiri varilnih materialov nastala zvarna kovina blizu mehanskih lastnosti osnovnega materiala v varjenem stanju. V posebnih primerih, kot je togost konstrukcije zelo velika, se je težko izogniti hladnim razpokam, morate kot polnilno kovino izbrati nekoliko nižjo trdnost kot osnovni material.