Zakaj je visokoogljično jeklo težje variti

Visokoogljično jeklo se nanaša na w (C), višje od 0,6 % ogljikovega jekla, ki ima večjo nagnjenost k utrjevanju kot srednje ogljikovo jeklo in tvorbo visokoogljičnega martenzita, ki je bolj občutljiv na nastanek hladnih razpok.

Hkrati je martenzitna organizacija, oblikovana v varjeni toplotno prizadeti coni, trde in krhke lastnosti, kar ima za posledico znatno zmanjšanje plastičnosti in žilavosti spoja, zato je varivost visokoogljičnega jekla precej slaba, zato je potreben poseben postopek varjenja, da se zagotovi učinkovitost spoja.

Zato se v varjeni konstrukciji na splošno redko uporablja. Visokoogljično jeklo se uporablja predvsem za dele strojev, ki zahtevajo visoko trdoto in odpornost proti obrabi, kot so gredi, veliki zobniki in sklopke itd.

Zaradi varčevanja z jeklom in poenostavitve postopka obdelave so ti strojni deli pogosto združeni v varjene konstrukcije. V proizvodnji težkih strojev se srečujemo tudi z varjenjem komponent iz visokoogljičnega jekla.

Pri razvoju postopka varjenja zvarov visokoogljičnega jekla je treba izvesti celovito analizo različnih napak pri varjenju, ki se lahko pojavijo, in ustrezne ukrepe pri varjenju.

---

1 Varljivost visokoogljičnega jekla

1.1 Metoda varjenja

Visokoogljično jeklo se uporablja predvsem za konstrukcije z visoko trdoto in visoko odpornostjo proti obrabi, zato so glavne metode varjenja obločno varjenje z elektrodo, trdo spajkanje in varjenje pod praškom.

1.2 Material za varjenje

Varjenje visokoogljičnega jekla na splošno ne zahteva trdnosti spoja in osnovnega materiala. Obločno varjenje z varilno elektrodo se običajno uporablja za odstranjevanje zmogljivosti žvepla, nizke vsebnosti vodika pri difuziji nanesene kovine, dobre žilavosti varilne palice z nizko vsebnostjo vodika. V zahtevah zvara in osnovnega materiala ter druge trdnosti je treba uporabiti ustrezno raven elektrode z nizko vsebnostjo vodika; v zvaru in osnovnem materialu ter drugi trdnosti je treba uporabiti raven trdnosti pod osnovnim materialom elektrode z nizko vsebnostjo vodika, ne pozabite izbrati ravni trdnosti kot visoko elektrodo matičnega materiala. Če osnovnega materiala med varjenjem ni dovoljeno predgreti, da preprečimo hladne razpoke v območju, ki ga prizadene toplota, lahko uporabimo avstenitno varilno palico iz nerjavečega jekla, da dobimo dobro plastičnost in avstenitno organizacijo odpornosti proti razpokam.

1.3 Priprava poševnega roba

Da bi omejili masni delež ogljika v kovinskem zvaru, je treba razmerje taljenja zmanjšati, zato je pri varjenju splošna uporaba poševnikov v obliki črke U ali V in bodite pozorni na poševnine in poševnike na obeh straneh 20 mm območja olja, rje in druge obdelave.

1.4 Predgretje

Varjenje z elektrodo konstrukcijskega jekla, varjenje je treba predhodno segreti, nadzor temperature predgretja pri 250 ℃ ~ 350 ℃.

1.5 Vmesna obdelava

Večslojno večkanalno varjenje, prvo varjenje z varilno palico majhnega premera, varjenje z majhnim tokom. Običajno postavite obdelovanec v napol stoječe varjenje ali uporabite stransko nihanje varilne palice, da se v kratkem času segreje celotno območje osnovnega materiala, ki je izpostavljeno toploti, da se doseže učinek predgretja in izolacije.

1.6 Toplotna obdelava po varjenju

Takoj po varjenju se obdelovanec postavi v grelno peč in vzdržuje pri 650 °C za žarjenje za razbremenitev napetosti.

---

2 napake pri varjenju visokoogljičnega jekla in preventivni ukrepi

Zaradi visokoogljičnega jekla je nagnjenost kaljenju zelo velika, pri varjenju nagnjena k vročim in hladnim razpokam.

2.1 Preventivni ukrepi za toplotne razpoke

(1) nadzor kemične sestave zvara, strog nadzor vsebnosti žvepla in fosforja ter ustrezno povečanje količine mangana za izboljšanje organizacije zvara in zmanjšanje segregacije.

2) Nadzorujte obliko odseka zvara, razmerje med širino in globino mora biti nekoliko večje, da se izognete odstopanju središča zvara.

(3) za toge varjene dele je treba izbrati ustrezne varilne parametre, ustrezen vrstni red in smer varjenja.

4) Po potrebi se izvedejo ukrepi predgretja in počasnega hlajenja, da se prepreči nastanek toplotnih razpok.

(5) izboljšajte alkalnost elektrode ali talila, da zmanjšate vsebnost nečistoč v zvaru in izboljšate stopnjo segregacije.

2.2 Ukrepi za preprečevanje hladnih razpok 

1) Predgretje pred varjenjem in počasno ohlajanje po varjenju ne samo zmanjša trdoto in krhkost toplotno prizadetega območja, ampak tudi pospeši difuzijo vodika navzven v zvaru.

2) Izbira ustreznih varilnih ukrepov.

3）Sprejmite ustrezno zaporedje sestavljanja in varjenja, da zmanjšate omejitveno napetost zvarjenega spoja in izboljšate napetostno stanje zvarjenih delov.

4) Izberite ustrezne varilne materiale, posušite varilno palico in talilo pred varjenjem in jih dajte na voljo sproti.

5) Pred varjenjem je treba skrbno odstraniti vodo, rjo in drugo umazanijo na površini osnovne kovine okoli roba, da se zmanjša vsebnost difuziranega vodika v zvaru.

6) Obdelavo z vodikom je treba izvesti tik pred varjenjem, da lahko vodik v celoti uide iz zvarnega spoja.

7) Žarjenje za razbremenitev napetosti je treba izvesti takoj po varjenju, da se spodbudi difuzija vodika v zvarnem šivu navzven