Schweißen von niedriggekohltem, vergütetem Stahl: Ein Leitfaden für Einsteiger

Als hochfester Schweißbaustahl ist der Kohlenstoffgehalt dieser Stahlsorte auf ein niedriges Niveau begrenzt.

Im Allgemeinen beträgt der Massenanteil an Kohlenstoff weniger als 0,18%, und die Anforderungen an die Schweißbarkeit werden bei der Gestaltung der Legierungszusammensetzung ebenfalls berücksichtigt.

Daher ist das Schweißen von niedriggekohltem Vergütungsstahl im Grunde genommen ähnlich wie das Schweißen von normalisiertem Stahl.

Die folgenden Probleme treten hauptsächlich beim Schweißen auf:

① Heißrisse in der Schweißnaht und Verflüssigungsrisse in der Wärmeeinflusszone.

Vergüteter Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt hat im Allgemeinen niedrige KohlenstoffgehaltDer hohe Mangangehalt und die strenge Kontrolle von S und P sorgen dafür, dass die Tendenz zur Heißrissbildung gering ist.

Niedriglegierungen mit hohem Nickelanteil und niedrigem Mangangehalt hochfester Stahl erhöht die Neigung zur Heißrissbildung und zur Verflüssigungsrissbildung.

② Kalte Risse.

Denn diese Art von Stahl enthält mehr Legierungselemente das die Härtbarkeit verbessern kann, neigt es stark zur Kaltrissbildung.

Doch aufgrund der hohen Frau Punkt Wenn die Verbindung bei dieser Temperatur langsam abgekühlt werden kann, kann der entstandene Martensit einer "Selbstanlassbehandlung" unterzogen werden, die die Neigung zur Kaltrißbildung bis zu einem gewissen Grad verringert, so daß die Neigung zur Kaltrißbildung in Wirklichkeit nicht unbedingt groß ist.

③ Risse wieder aufwärmen.

Kohlenstoffarm abgeschreckt und vergütet Stahl enthält starke karbidbildende Elemente wie V, Mo, Nb, Cr usw., so dass er eine gewisse Neigung zu Wiedererwärmungsrissen hat.

④ Die hitzebeeinflusste Zone wird erweicht.

Die Erweichung erfolgt im Bereich zwischen der ursprünglichen Anlasstemperatur des Grundwerkstoffs und Ac1 während des Schweißens.

Je niedriger die ursprüngliche Anlasstemperatur ist, desto größer ist der Erweichungsbereich und desto höher ist der Erweichungsgrad.

⑤ Versprödung in der hitzebeeinflussten Zone.

Wenn kohlenstoffarme Martensit und unterer Bainit mit einem Volumenanteil von 10% - 30% in der Überhitzungszone erzeugt werden, kann eine hohe Zähigkeit erzielt werden.

Wenn die Abkühlungsgeschwindigkeit jedoch zu schnell ist, bildet sich kohlenstoffarmer Martensit mit einem Volumenanteil von 100%, und die Zähigkeit nimmt ab;

Bei einer zu langsamen Abkühlung werden einerseits die Körner vergröbert, andererseits entsteht in der Überhitzungszone ein Mischgefüge aus kohlenstoffarmem Martensit und Bainit sowie M-A-Komponenten, was zu einer stärkeren Versprödung in der Überhitzungszone führt.

Beim Schweißen von vergütetem Stahl mit σs ≥ 980MPa, Schweißverfahren wie Argon-Wolfram-Lichtbogenschweißen oder Elektronenstrahlschweißen verwendet werden.

Für vergüteten Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt und σs<980MPa kann es für abgeschirmtes Metall verwendet werden LichtbogenschweißenAutomatisches Unterpulverschweißen, Metall-Schutzgasschweißen und Argon-Wolfram-Schweißen.

Aber für Stahl mit σs ≥ 686MPa ist das Metall-Schutzgasschweißen die am besten geeignete automatische Schweißverfahren.

Wenn außerdem Schweißverfahren mit großer Wärmezufuhr und geringer Abkühlungsrate wie das Mehrdraht-Unterpulverschweißen und Elektroschlackeschweißen zu verwenden ist, muss nach dem Schweißen eine Vergütungsbehandlung durchgeführt werden.

Wenn die Wärmezufuhr auf den maximal zulässigen Wert erhöht wird und der Riss nicht vermieden werden kann, müssen Vorwärmmaßnahmen getroffen werden.

Bei kohlenstoffarmen Vergütungsstählen dient das Vorwärmen vor allem dazu, die kalte Risseund das Vorwärmen kann sich nachteilig auf die Zähigkeit auswirken, so dass beim Schweißen von vergütetem Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt im Allgemeinen eine niedrigere Vorwärmtemperatur (≤ 200 ℃) verwendet wird.

Durch das Vorwärmen soll vor allem die Abkühlungsgeschwindigkeit während der Martensitumwandlung verringert und die Rissfestigkeit durch Selbstanlassen des Martensits verbessert werden.

Wenn die Vorwärmtemperatur zu hoch ist, ist es nicht notwendig, Kälte zu verhindern, aber es wird die Abkühlgeschwindigkeit von 800-500 ℃ niedriger als die kritische Abkühlgeschwindigkeit für spröde gemischte Struktur und machen die Wärmeeinflusszone offensichtliche Versprödung erscheinen.

Daher ist es notwendig, eine unüberlegte Erhöhung der Vorwärmtemperatur, einschließlich der Zwischenlagentemperatur.

Niedriggekohlter Vergütungsstahl wird im Allgemeinen nach dem Schweißen keiner Wärmebehandlung unterzogen.

Daher ist bei der Auswahl SchweißmaterialienBei der Herstellung von Schweißnähten müssen die mechanischen Eigenschaften des Schweißgutes denen des Grundwerkstoffs im geschweißten Zustand entsprechen.

In besonderen Fällen, z. B. bei hoher Steifigkeit der Konstruktion und der Schwierigkeit, Kaltrisse zu vermeiden, müssen als Schweißzusatzwerkstoff Werkstoffe mit etwas geringerer Festigkeit als das Grundmetall gewählt werden.

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Shane
Autor

Shane

Gründerin von MachineMFG

Als Gründer von MachineMFG habe ich mehr als ein Jahrzehnt meiner Karriere der metallverarbeitenden Industrie gewidmet. Meine umfangreiche Erfahrung hat es mir ermöglicht, ein Experte auf den Gebieten der Blechverarbeitung, der maschinellen Bearbeitung, des Maschinenbaus und der Werkzeugmaschinen für Metalle zu werden. Ich denke, lese und schreibe ständig über diese Themen und bin stets bestrebt, in meinem Bereich an vorderster Front zu bleiben. Lassen Sie mein Wissen und meine Erfahrung zu einem Gewinn für Ihr Unternehmen werden.

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