$ g( \& o: U1 q" D7 u' B0 x0 F4 W. d s3 ], P
高碳钢是指w(C)高于0.6%的碳钢,它比中碳钢具有更大的淬硬倾向,并形成高碳马氏体,对冷裂纹的形成更为敏感。同时,焊接热影响区内形成的马氏体组织,性能硬而脆,导致接头的塑性和韧性大大下降,因此高碳钢的焊接性相当差,必须采取特殊的焊接工艺,才能保证接头的性能。因此,在焊接结构中,一般很少采用。高碳钢主要用于要求高硬度和耐磨性的机器零部件,如转轴、大型齿轮和联轴器等[1]。为节省钢材,简化加工工艺,这些机器零部件也往往采用焊接结构组合而成。在重型机器制造中,也会碰到高碳钢部件的焊接问题。在制定高碳钢焊件的焊接工艺时,应全面分析可能产生的各种焊接缺陷,并采取相应的焊接工艺措施。 一，高碳钢的焊接性 # Z2 { ?2 r2 G; w a2 E
1.1 焊接方法
, M3 F5 K0 B0 z/ N高碳钢主要用于高硬度和高耐磨性的结构,所以主要的焊接方法是焊条电弧焊、钎焊和埋弧焊。 7 m3 c4 t5 q7 d3 p9 C$ ^( }7 X z
1.2 焊接材料 ) Z0 `* q7 n# M& B
高碳钢焊接一般不要求接头与母材等强度。焊条电弧焊时一般选用去硫能力强、熔敷金属扩散氢含量低、韧性较好的低氢型焊条。在要求焊缝金属与母材等强度时,应选用相应级别的低氢型焊条;在不要求焊缝金属与母材等强度时,应选用强度级别低于母材的低氢型焊条,切记不能选择强度级别比母材高的焊条。如果焊接时母材不允许预热,为了防止热影响区冷裂纹,可选用奥氏体不锈钢焊条,以获得塑性好、抗裂纹能力强的奥氏体组织。 * r9 A% G. b% S- j" _
1.3 坡口制备 Z& V2 \: I; Q
为了限制焊缝金属中碳的质量分数,应减少熔合比,所以焊接时一般采用U型或V型坡口,并注意将坡口及坡口两侧20mm范围内的油污、铁锈等处理干净。 * r4 i5 |- t% X! ^; N# [
1.4 预热 3 \8 Y3 ]: `$ Y8 u9 t2 X2 E
采用结构钢焊条焊接时,焊前必须预热,预热温度控制在250℃～350℃。
6 e7 ^8 {- d8 A5 j, |1.5 层间处理
v3 Z0 z8 }* P( p" r- s多层多道焊时,第一道焊采用小直径焊条,小电流焊接。一般将工件置于半立焊或使用焊条横向摆动,以使整个母材热影响区都在短时间内受热,以获得预热和保温效果。 , S, d6 N! m6 @; Z
1.6 焊后热处理 4 g- |0 k( X, N+ I5 O1 F
焊后立即将工件放入加热炉中,在650℃进行保温进行消除应力退火[3]由于高碳钢淬硬倾向很大,在焊接时容易出现热裂纹和冷裂纹。
& |6 t* q) F4 D, R5 L" g! n二，高碳钢的焊接缺陷及预防措施 1 \! t% ^1 l1 E: y/ p
2.1 热裂纹的防止措施 # ^8 v% z. b8 O8 f# h, x) r
1)控制焊缝的化学成分,严格控制硫、磷的含量,适当提高含锰量,以改善焊缝组织,减少偏析。 0 _( j& @/ p/ x
2)控制焊缝断面形状,宽深比要稍大些,以避免焊缝中心的偏析。 8 \, W9 t2 k9 ^7 p$ J1 _ X7 j4 B
3)对刚性大的焊件,应选择合适的焊接参数、合适的焊接次序和方向。
! e; |4 ]' c2 S. b( ?- y4)必要时采取预热和缓冷措施,来防止热裂纹的产生。 . i' d& P- }+ g
5)提高焊条或焊剂的碱度,以降低焊缝中的杂质含量,改善偏析程度。
/ U* [* D* Y; @2.2 冷裂纹的防止措施[4] 3 [* O3 a N8 `9 h; B
1)焊接前预热和焊后缓冷,不仅可以降低热影响区的硬度和脆性,而且还可以加速焊缝中的氢向外扩散。 9 C4 l8 l( M( D M& d0 p* V
2)选择合适的焊接措施。 ' ? i9 t4 b8 O9 s
3)采用合适的装配和焊接顺序,减小焊接接头的拘束应力,改善焊件的应力状态。 % W% X/ P: `5 ^& P; X: e$ ~
# j1 D$ R I" @' q: g& a9 F
8 E8 s, T5 `4 j. [# ^1 j/ ]
4)选择合适的焊接材料,焊前要烘干焊条、焊剂,并做到随取随用。 / q% z+ m% d5 C# ~
5)焊前应仔细清除坡口周围基本金属表面的水、锈等污物,以降低焊缝中扩散氢的含量。
\# ?4 z; S$ \0 i1 V6)焊前应立即进行去氢处理,使氢从焊接接头中充分逸出。 C9 _9 t6 S" G5 S
7)焊后应立即进行消除应力的退火处理,促使焊缝中的氢向外扩散 三，结束语 : l" q0 N: c3 i
高碳钢由于含碳量较高,淬硬性较大而焊接性较差,焊接时容易产生高碳马氏体组织,容易产生焊接裂纹,因此在高碳钢焊接时,要合理选择焊接工艺,并及时采取相应措施,减少焊接裂纹的出现,提高焊接接头性能。
3 u5 d2 \8 B" a' a3 C( z5 n5 W# U2 `5 O& G' ]/ \
| 
发表于 2022-1-17 07:08:13
