El acero con alto contenido de carbono se refiere al acero al carbono con un w (C) superior al 0,6%, que tiene una mayor tendencia a endurecerse que el acero con contenido medio de carbono y forma martensita con alto contenido de carbono, que es más sensible a la formación de grietas en frío.Al mismo tiempo, la estructura de martensita formada en la zona de soldadura afectada por el calor es dura y quebradiza, lo que conduce a una gran disminución de la plasticidad y tenacidad de la unión.Por lo tanto, la soldabilidad del acero con alto contenido de carbono es bastante pobre y se debe adoptar un proceso de soldadura especial para garantizar el rendimiento de la unión..Por lo tanto, generalmente rara vez se usa en estructuras soldadas.El acero con alto contenido de carbono se utiliza principalmente para piezas de máquinas que requieren alta dureza y resistencia al desgaste, como ejes, engranajes grandes y acoplamientos.Para ahorrar acero y simplificar la tecnología de procesamiento, estas piezas de máquinas a menudo se combinan con estructuras soldadas.La soldadura de componentes de acero con alto contenido de carbono también se encuentra en la construcción de maquinaria pesada.Al formular el proceso de soldadura de piezas soldadas de acero con alto contenido de carbono, se deben analizar exhaustivamente todo tipo de defectos de soldadura que puedan ocurrir y se deben tomar las medidas correspondientes en el proceso de soldadura.
1. Soldabilidad del acero con alto contenido de carbono.
1.1 Método de soldadura
El acero con alto contenido de carbono se utiliza principalmente en estructuras con alta dureza y alta resistencia al desgaste, por lo que los principales métodos de soldadura son la soldadura por arco con electrodo, la soldadura fuerte y la soldadura por arco sumergido.
1.2 Materiales de soldadura
La soldadura de acero con alto contenido de carbono generalmente no requiere la misma resistencia entre la unión y el metal base.Para la soldadura por arco con electrodos generalmente se seleccionan electrodos con bajo contenido de hidrógeno con una fuerte capacidad de desulfuración, bajo contenido de hidrógeno difusible del metal depositado y buena tenacidad.Cuando se requiere la resistencia del metal de soldadura y del metal base, se debe seleccionar un electrodo de bajo hidrógeno del nivel correspondiente;cuando no se requiere la resistencia del metal de soldadura y del metal base, se debe seleccionar un electrodo con bajo contenido de hidrógeno con un nivel de resistencia inferior al del metal base.No se puede seleccionar un electrodo con un nivel de resistencia superior al del metal base.Si no se permite precalentar el metal base durante la soldadura, para evitar grietas en frío en la zona afectada por el calor, se pueden usar electrodos de acero inoxidable austenítico para obtener una estructura de austenita con buena plasticidad y fuerte resistencia a las grietas.
1.3 Preparación de ranuras
Para limitar la fracción de masa de carbono en el metal de soldadura, se debe reducir la relación de fusión, por lo que generalmente se usan ranuras en forma de U o de V durante la soldadura, y se debe tener cuidado de limpiar la ranura y las manchas de aceite y óxido dentro de los 20 mm en ambos lados de la ranura.
1.4 Precalentamiento
Al soldar con electrodos de acero estructural, se debe precalentar antes de soldar y la temperatura de precalentamiento debe controlarse entre 250 ° C y 350 ° C.
1.5 Procesamiento de capas intermedias
Para la soldadura multicapa de varias pasadas, la primera pasada utiliza electrodos de pequeño diámetro y soldadura de baja corriente.Generalmente, la pieza de trabajo se coloca en soldadura semivertical o la varilla de soldadura se utiliza para oscilar lateralmente, de modo que toda la zona afectada por el calor del metal base se calienta en poco tiempo para obtener efectos de precalentamiento y preservación del calor.
1.6 Tratamiento térmico post-soldadura
Inmediatamente después de la soldadura, la pieza de trabajo se coloca en el horno de calentamiento y la preservación del calor se lleva a cabo a 650°C para el recocido con alivio de tensión.
2. Defectos de soldadura de acero con alto contenido de carbono y medidas preventivas.
Debido a la alta tendencia al endurecimiento del acero con alto contenido de carbono, es probable que se produzcan grietas en caliente y en frío durante la soldadura.
2.1 Medidas preventivas para grietas térmicas
1) Controlar la composición química de la soldadura, controlar estrictamente el contenido de azufre y fósforo y aumentar adecuadamente el contenido de manganeso para mejorar la estructura de la soldadura y reducir la segregación.
2) Controle la forma de la sección transversal de la soldadura y la relación ancho-profundidad debe ser ligeramente mayor para evitar la segregación en el centro de la soldadura.
3) Para soldaduras con alta rigidez, se deben seleccionar los parámetros de soldadura apropiados, la secuencia y dirección de soldadura apropiadas.
4) Si es necesario, tome medidas de precalentamiento y enfriamiento lento para evitar la aparición de grietas térmicas.
5) Aumentar la alcalinidad del electrodo o fundente para reducir el contenido de impurezas en la soldadura y mejorar el grado de segregación.
2.2 Medidas preventivas de grietas por frío.
1) El precalentamiento antes de soldar y el enfriamiento lento después de soldar no solo pueden reducir la dureza y fragilidad de la zona afectada por el calor, sino que también aceleran la difusión hacia afuera del hidrógeno en la soldadura.
2) Seleccionar las medidas de soldadura adecuadas.
3) Adoptar secuencias apropiadas de ensamblaje y soldadura para reducir la tensión de restricción de las uniones soldadas y mejorar el estado de tensión de las soldaduras.
3 .Conclusión
Debido al alto contenido de carbono, la alta templabilidad y la mala soldabilidad del acero con alto contenido de carbono, es fácil producir una estructura martensítica con alto contenido de carbono durante la soldadura y es fácil producir grietas por soldadura.Por lo tanto, al soldar acero con alto contenido de carbono, el proceso de soldadura debe seleccionarse razonablemente.Y tome las medidas correspondientes a tiempo para reducir la aparición de grietas en la soldadura y mejorar el rendimiento de las uniones soldadas.
Hora de publicación: 18-jul-2023