در جوشکاری فولاد پرکربن به چه نکاتی باید توجه کرد

فولاد پرکربن به فولاد کربنی با w(C) بالاتر از 0.6% اطلاق می شود که تمایل بیشتری به سخت شدن نسبت به فولاد با کربن متوسط ​​دارد و مارتنزیت پرکربن را تشکیل می دهد که نسبت به تشکیل ترک های سرد حساسیت بیشتری دارد.در عین حال، ساختار مارتنزیت تشکیل شده در ناحیه جوشکاری متاثر از حرارت، سخت و شکننده است که منجر به کاهش زیادی در انعطاف پذیری و چقرمگی اتصال می شود.بنابراین، جوش پذیری فولاد پرکربن بسیار ضعیف است و برای اطمینان از عملکرد اتصال باید یک فرآیند جوشکاری خاص اتخاذ شود..بنابراین به ندرت در سازه های جوشی استفاده می شود.فولاد کربن بالا عمدتاً برای قطعات ماشینی که به سختی و مقاومت در برابر سایش بالا نیاز دارند، مانند شفت، چرخ دنده های بزرگ و کوپلینگ ها استفاده می شود.به منظور صرفه جویی در فولاد و ساده سازی فناوری پردازش، این قطعات دستگاه اغلب با سازه های جوش داده شده ترکیب می شوند.جوش قطعات فولادی پرکربن نیز در ماشین‌سازی سنگین دیده می‌شود.هنگام فرموله کردن فرآیند جوشکاری جوشکاری فولاد با کربن بالا، انواع عیوب جوشکاری که ممکن است رخ دهد باید به طور جامع تجزیه و تحلیل شوند و اقدامات مربوط به فرآیند جوشکاری باید انجام شود.

1. جوش پذیری فولاد کربن بالا

1.1 روش جوشکاری

فولاد با کربن بالا عمدتاً در سازه هایی با سختی بالا و مقاومت در برابر سایش بالا استفاده می شود، بنابراین روش های اصلی جوشکاری جوشکاری قوس الکتریکی، لحیم کاری و جوشکاری زیر آب است.

1.2 مواد جوش

جوشکاری فولاد پرکربن معمولاً به استحکام یکسانی بین اتصال و فلز پایه نیاز ندارد.الکترودهای کم هیدروژن با توانایی گوگرد زدایی قوی، محتوای هیدروژن قابل نفوذ کم فلز رسوب‌شده و چقرمگی خوب معمولاً برای جوشکاری قوس الکترود انتخاب می‌شوند.هنگامی که استحکام فلز جوش و فلز پایه مورد نیاز است، باید یک الکترود کم هیدروژن در سطح مربوطه انتخاب شود.هنگامی که استحکام فلز جوش و فلز پایه مورد نیاز نیست، باید یک الکترود کم هیدروژن با سطح استحکام کمتر از فلز پایه انتخاب شود.الکترود با سطح مقاومت بالاتر از فلز پایه قابل انتخاب نیست.اگر اجازه داده نشود که فلز پایه در حین جوشکاری پیش گرم شود، به منظور جلوگیری از ایجاد ترک های سرد در ناحیه متاثر از گرما، می توان از الکترودهای فولادی زنگ نزن آستنیتی برای به دست آوردن ساختار آستنیتی با انعطاف پذیری خوب و مقاومت در برابر ترک قوی استفاده کرد.

1.3 آماده سازی شیار

به منظور محدود کردن کسر جرمی کربن در فلز جوش، باید نسبت همجوشی کاهش یابد، بنابراین معمولاً در حین جوشکاری از شیارهای U یا V شکل استفاده می‌شود و باید دقت کرد که شیار و لکه‌های روغن و روغن تمیز شود. زنگ زدگی در 20 میلی متر در دو طرف شیار.

1.4 پیش گرم کردن

هنگام جوشکاری با الکترودهای فولادی سازه ای، باید قبل از جوشکاری پیش گرم شود و دمای پیش گرمایش باید در 250 درجه سانتیگراد تا 350 درجه سانتیگراد کنترل شود.

1.5 پردازش بین لایه ای

برای جوشکاری چند لایه چند پاس، پاس اول از الکترودهای با قطر کم و جوشکاری جریان کم استفاده می کند.به طور کلی، قطعه کار در جوشکاری نیمه عمودی قرار می گیرد یا از میله جوش برای چرخش جانبی استفاده می شود، به طوری که کل منطقه متاثر از حرارت فلز پایه در مدت زمان کوتاهی گرم می شود تا اثرات پیش گرمایش و حفظ حرارت حاصل شود.

1.6 عملیات حرارتی پس از جوش

بلافاصله پس از جوشکاری، قطعه کار در کوره گرمایش قرار می گیرد و حفظ حرارت در دمای 650 درجه سانتیگراد برای بازپخت کاهش تنش انجام می شود.

2. عیوب جوشکاری فولاد پر کربن و اقدامات پیشگیرانه

به دلیل تمایل بالای سخت شدن فولاد با کربن بالا، ترک های گرم و سرد در حین جوشکاری مستعد ایجاد می شوند.

2.1 اقدامات پیشگیرانه برای ترک های حرارتی

1) کنترل ترکیب شیمیایی جوش، کنترل دقیق محتوای گوگرد و فسفر و افزایش مناسب محتوای منگنز برای بهبود ساختار جوش و کاهش تفکیک.

2) شکل مقطع جوش را کنترل کنید و نسبت عرض به عمق باید کمی بزرگتر باشد تا از جدا شدن در مرکز جوش جلوگیری شود.

3) برای جوشکاری با صلبیت بالا، پارامترهای جوشکاری مناسب، ترتیب و جهت جوش مناسب انتخاب شود.

4) در صورت لزوم اقدامات پیش گرمایش و خنک کننده کند را انجام دهید تا از بروز ترک های حرارتی جلوگیری شود.

5) قلیائیت الکترود یا شار را افزایش دهید تا میزان ناخالصی در جوش کاهش یابد و درجه تفکیک بهبود یابد.

2.2 اقدامات پیشگیرانه برای ترک های سرد.

1) پیش گرم کردن قبل از جوشکاری و سرد شدن آهسته پس از جوشکاری نه تنها می تواند سختی و شکنندگی ناحیه تحت تأثیر حرارت را کاهش دهد، بلکه انتشار هیدروژن به بیرون در جوش را نیز تسریع می کند.

2) اقدامات جوشکاری مناسب را انتخاب کنید.

3) توالی مونتاژ و جوشکاری مناسب را برای کاهش تنش مهار اتصالات جوش داده شده و بهبود وضعیت تنش جوش ها اتخاذ کنید.

3. نتیجه گیری

به دلیل محتوای کربن بالا، سختی پذیری بالا و جوش پذیری ضعیف فولاد کربن بالا، تولید ساختار مارتنزیتی با کربن بالا در حین جوشکاری آسان است و ایجاد ترک های جوشکاری آسان است.بنابراین، هنگام جوشکاری فولاد با کربن بالا، فرآیند جوشکاری باید به طور منطقی انتخاب شود.و اقدامات مربوطه را به موقع برای کاهش وقوع ترک های جوشکاری و بهبود عملکرد اتصالات جوش داده شده انجام دهید.