Erforschung der Herausforderungen beim Schweißen von Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt | MachineMFG

Erforschung der Herausforderungen beim Schweißen von Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt

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Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt ist eine Art von Kohlenstoffstahl mit einem Kohlenstoffgehalt (c) von mehr als 0,6%.

Im Vergleich zu Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt ist er anfälliger für Härtung und bildet Martensit mit hohem Kohlenstoffgehalt, der zur Bildung von Kaltrissen neigt.

Das in der Wärmeeinflusszone des Schweißens gebildete Martensitgefüge hat harte und spröde Eigenschaften, was zu einer erheblichen Verringerung der Plastizität und Zähigkeit der Verbindung führt. Infolgedessen wird die Schweißbarkeit von kohlenstoffreichem Stahl ist schlecht, und es muss ein spezielles Schweißverfahren verwendet werden, um die Leistungsfähigkeit der Verbindung zu erhalten.

Aufgrund seiner schlechten Schweißbarkeit wird Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt in der Regel nicht für Schweißkonstruktionen verwendet.

Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt wird hauptsächlich für Maschinenteile verwendet, die eine hohe Härte und Verschleißfestigkeit erfordern, wie z. B. rotierende Wellen, große Zahnräder und Kupplungen.

Um Stahl zu sparen und die Verarbeitungstechnik zu vereinfachen, werden diese Maschinenteile oft durch Schweißen verbunden.

Die Herstellung von Schwermaschinen kann auch Folgendes beinhalten Schweißen von hochgekohltem Stahl Teile.

Bei der Entwicklung des Schweißverfahrens für Bauteile aus kohlenstoffreichen Stählen ist es wichtig, die möglichen Schweißfehler und geeignete Maßnahmen für den Schweißprozess durchführen.

Warum ist Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt schwer zu schweißen?

1. Schweißbarkeit von Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt

1.1 WMethode

Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt wird in erster Linie für Konstruktionen verwendet, die eine hohe Härte und Verschleißfestigkeit erfordern, und wird in der Regel im Lichtbogenschweißverfahren geschweißt, Hartlötenoder Unterpulverschweißen.

1.2 WBrennstoffe

Beim Schweißen von hochgekohltem Stahl müssen Verbindungsstelle und Grundwerkstoff nicht unbedingt die gleiche Festigkeit aufweisen.

Für das Elektroden-Lichtbogenschweißen werden in der Regel Elektroden mit niedrigem Wasserstoffgehalt, starken Entschwefelungseigenschaften, geringem diffundierbaren Wasserstoffgehalt im abgeschiedenen Metall und guter Zähigkeit verwendet.

Wenn die Festigkeit des Schweißguts und des Grundwerkstoffs erforderlich ist, sollte eine Elektrode mit niedrigem Wasserstoffgehalt in der entsprechenden Güteklasse gewählt werden.

Wenn jedoch die Festigkeit des Schweißguts und des Grundwerkstoffs nicht erforderlich ist, sollte eine Elektrode mit niedrigem Wasserstoffgehalt gewählt werden, deren Festigkeit unter der des Grundwerkstoffs liegt.

Es ist wichtig, eine Elektrode mit einer höheren Festigkeit als die des Grundmetalls zu wählen.

Ist ein Vorwärmen des Grundwerkstoffs während des Schweißens nicht möglich, kann eine Elektrode aus austenitischem nichtrostendem Stahl verwendet werden, um kalte Risse in der Wärmeeinflusszone, was zu einer austenitischen Struktur mit guter Plastizität und Rissbeständigkeit führt.

1.3 GRove-Zubereitung

Zur Begrenzung der Kohlenstoffgehalt im Schweißgut, sollte der Schmelzgrad reduziert werden. Daher werden beim Schweißen üblicherweise U- oder V-förmige Rillen verwendet. Es ist wichtig, Ölflecken und Rost innerhalb von 20 mm auf beiden Seiten der Rille zu entfernen.

1.4 PWiedererwärmung

Beim Schweißen mit Baustahlelektroden ist eine Vorwärmung erforderlich, die vor dem Schweißen durchgeführt werden muss. Die Vorwärmtemperatur sollte im Bereich von 250°C bis 350°C geregelt werden.

1.5 Interlayer-Behandlung

Beim Mehrlagen- und Mehrlagenschweißen wird die erste Lage in der Regel mit einer Elektrode mit kleinem Durchmesser und niedrigem Strom durchgeführt.

Das Werkstück wird in der Regel halbvertikal geschweißt, oder die Schweißdraht wird seitlich geschwenkt, so dass die gesamte Wärmeeinflusszone des Grundmetalls schnell erwärmt werden kann, wodurch die Effekte des Vorwärmens und der Wärmeerhaltung erzielt werden.

1.6 PWärmebehandlung von Schweißnähten

Unmittelbar nach dem Schweißen sollte das Werkstück in einen Wärmeofen gelegt und einer Wärmeisolierung bei 650°C zum Spannungsabbau unterzogen werden. Glühen.

2. Schweißfehler bei kohlenstoffreichen Stählen und vorbeugende Maßnahmen

Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt neigt stark zur Härtung, was ihn anfällig macht für heiße Risse und Kaltrisse beim Schweißen.

Warum ist Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt schwer zu schweißen?

2.1 PVorbeugungsmaßnahmen für thermische Risse

(1) Kontrolle der chemischen Zusammensetzung der Schweißnaht

Es ist wichtig, den Schwefel- und Phosphorgehalt streng zu kontrollieren und den Mangangehalt angemessen zu erhöhen, um die Schweißnahtstruktur zu verbessern und die Entmischung zu verringern.

(2) Kontrolle der Form des Schweißnahtabschnitts

Das Seitenverhältnis sollte etwas größer sein, um eine Entmischung in der Mitte der Schweißnaht zu vermeiden.

(3) Schweißnähte mit hoher Steifigkeit

Für Schweißnähte mit hoher Steifigkeit sollten geeignete Schweißparameter, Reihenfolge und Richtung gewählt werden.

(4) Maßnahmen zum Vorwärmen und langsamen Abkühlen

Erforderlichenfalls sollten Maßnahmen zum Vorwärmen und langsamen Abkühlen ergriffen werden, um Heißrisse zu vermeiden.

(5) Anstieg der Elektroden- oder Flussmittelalkalität

Eine Erhöhung der Alkalität der Elektrode oder des Flussmittels kann die Verunreinigungen in der Schweißnaht reduzieren und die Seigerung verbessern.

2.2 Calte Maßnahmen zur Rissvermeidung [4]

(1) Vorwärmen und langsames Abkühlen

Vorwärmen vor dem Schweißen und langsames Abkühlen nach dem Schweißen können die Härte und Sprödigkeit der Wärmeeinflusszone verringern und die Diffusion von Wasserstoff in der Schweißnaht beschleunigen.

(2) Auswahl geeigneter schweißtechnischer Maßnahmen

(3) Einhaltung der korrekten Montage- und Schweißreihenfolge

Zur Verringerung des Fesselungsstresses in der Schweißnähte und den Spannungszustand der Schweißnähte zu verbessern, sollte eine korrekte Montage- und Schweißreihenfolge angewendet werden.

Warum ist Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt schwer zu schweißen?

(4) Angemessene Auswahl von Materialien zum Schweißen

Der Schweißdraht und das Flussmittel sollten unmittelbar vor dem Schweißen getrocknet und verwendet werden.

(5) Beseitigung von Schadstoffen

Vor dem Schweißen müssen Wasser, Rost und andere Verunreinigungen auf dem Untergrund entfernt werden. Metalloberfläche um die Nut herum sollte gründlich entfernt werden, um den Gehalt an diffundierbarem Wasserstoff in der Schweißnaht zu verringern.

(6) Dehydrierung Behandlung

Eine sofortige Dehydrierungsbehandlung sollte vor dem Schweißen durchgeführt werden, um sicherzustellen, dass der Wasserstoff vollständig aus der Schweißnaht entfernt wird.

(7) Stressabbau Glühen

Unmittelbar nach dem Schweißen sollte eine Spannungsarmglühung durchgeführt werden, um die Diffusion von Wasserstoff in der Schweißnaht zu fördern.

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