Hochkohlenstoffstahl bezeichnet Stahl mit einem Kohlenstoffgehalt von über 0.6 % und wird hauptsächlich für Maschinenteile wie Wellen, Zahnräder, Lager und Kupplungen eingesetzt, die eine hohe Härte und Verschleißfestigkeit erfordern. Er neigt stärker zur Aushärtung als mittelgekohlter Stahl und bildet hochgekohlten Martensit, der anfälliger für Kaltbrüche ist. Gleichzeitig weist die in der Wärmeeinflusszone des Schweißguts entstehende Martensitstruktur eine hohe Härtbarkeit auf, was die Plastizität und Zähigkeit der Verbindung verringert und die Schweißbarkeit verschlechtert. Daher ist eine spezielle Schweißtechnik erforderlich, um die Verbindungseigenschaften zu gewährleisten. Beim Schweißen von Bauteilen aus hochkohlenstoffhaltigem Stahl müssen alle möglichen Schweißfehler berücksichtigt und entsprechende Schweißverfahren angewendet werden.
Der Schweißprozess von Kohlenstoffstahl
Nehmen wir beispielsweise den Stahl 1084. Schweißverfahren: Hochkohlenstoffstahl wird hauptsächlich für Konstruktionszwecke eingesetzt, bei denen hohe Härte und Verschleißfestigkeit erforderlich sind. Lichtbogenschweißen, Hartlöten und Unterpulverschweißen sind die gängigsten Schweißverfahren.
Schweißmaterial: Das Schweißen von Kohlenstoffstahl erfordert im Allgemeinen keine Fugen- und Grundmetallfestigkeit. Das Elektrodenlichtbogenschweißen wird im Allgemeinen verwendet, um eine starke Fähigkeit zum Entfernen von Schwefel, einen geringen Wasserstoffgehalt der abgeschiedenen Metalldiffusion und eine gute Zähigkeit der Elektrode mit niedrigem Wasserstoffgehalt zu haben, anstatt dass das Festigkeitsniveau höher ist als das der Grundmetallelektrode. Wenn die Festigkeit von Schweißgut und Grundmetall erforderlich ist, sollte die entsprechende Elektrode mit niedrigem Wasserstoffgehalt ausgewählt werden.
Wenn das Grundmetall während des Schweißens nicht vorgewärmt werden darf, um kalte Risse in der Wärmeeinflusszone zu vermeiden, kann eine austenitische Edelstahlelektrode ausgewählt werden, um eine gute Plastizität und eine starke austenitische Organisation gegen Risse zu erzielen.
Nut: Um den Kohlenstoffgehalt im Schweißgut zu begrenzen, sollte das Schmelzverhältnis verringert werden. Im Allgemeinen werden U-förmige oder V-förmige Rillen verwendet, und das Öl und der Rost im Bereich von 20 mm auf beiden Seiten der Rille und der Rille werden gereinigt.
Vorheizen: Die Baustahlelektrode muss vor dem Schweißen vorgewärmt werden. Die Vorheiztemperatur wird auf 250 ° C bis 350 ° C geregelt.
Zwischenschichtbearbeitung: Mehrschichtschweißen mit mehreren Durchgängen, das erste Schweißen mit Elektroden mit kleinem Durchmesser und Schweißen mit kleinem Strom. Im Allgemeinen wird das Werkstück beim halbvertikalen Schweißen oder bei Verwendung einer Schweißstab-Querschwingung platziert, so dass die gesamte Wärmeeinflusszone des Grundmetalls in kurzer Zeit erwärmt wird, um einen Vorheiz- und Isolationseffekt zu erzielen.
Wärmebehandlung nach dem Schweißen: Unmittelbar nach dem Schweißen wird das Werkstück zur Wärmeerhaltung und zum Entspannungsglühen bei 650 ° C in einen Heizofen gestellt.
Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt neigt stark zum Aushärten, und beim Schweißen können leicht heiße und kalte Risse auftreten. Wie verhindern Sie thermische Risse?
1) Kontrollieren Sie die chemische Zusammensetzung der Schweißnaht. Kontrollieren Sie den Schwefel- und Phosphorgehalt streng und erhöhen Sie den Mangangehalt angemessen, um die Mikrostruktur der Schweißnaht zu verbessern und die Entmischung zu verringern.
2) Kontrollieren Sie die Form des Schweißabschnitts. Das Verhältnis von Breite zu Tiefe sollte etwas größer sein, um eine Entmischung in der Schweißmitte zu vermeiden.
3) Zum Schweißen von Teilen mit hoher Steifigkeit sollten geeignete Schweißparameter, Schweißreihenfolge und -richtung ausgewählt werden.
4) Bei Bedarf sollten Maßnahmen zum Vorheizen und langsamen Abkühlen getroffen werden, um die Entstehung heißer Risse zu verhindern.
5) Verbessern Sie die Basizität der Schweißelektrode oder des Schweißmittels, um den Gehalt an Verunreinigungen in der Schweißnaht zu verringern und den Entmischungsgrad zu verbessern.
Wie vermeide ich kalte Risse von Kohlenstoffstahl?
1) Vorheizen vor dem Schweißen und langsames Abkühlen nach dem Schweißen können nicht nur die Härte und Sprödigkeit der Wärmeeinflusszone verringern, sondern auch die Wasserstoffdiffusion in der Schweißnaht beschleunigen.
2) Wählen Sie geeignete Schweißmaßnahmen, Montage und Schweißreihenfolge, um die Zwangsspannung der Schweißverbindung zu verringern und den Spannungszustand der Schweißnaht zu verbessern.
3) Wählen Sie die richtigen Schweißmaterialien, trocknen Sie die Elektrode und das Flussmittel vor dem Schweißen und verwenden Sie sie nach Belieben.
4) Vor dem Schweißen sollten Wasser, Rost und andere Verunreinigungen auf der Oberfläche des Grundmetalls um die Nut herum vorsichtig entfernt werden, um den Gehalt an diffundiertem Wasserstoff in der Schweißnaht zu verringern.
5) Die Spannungsentlastungsglühbehandlung sollte unmittelbar nach dem Schweißen durchgeführt werden, um die Diffusion von Wasserstoff in der Schweißnaht nach außen zu fördern.
