Aço de alto carbono refere-se ao aço carbono com w(C) superior a 0,6%, que tem maior tendência ao endurecimento do que o aço de médio carbono, e forma martensita de alto carbono, que é mais sensível à formação de trincas a frio.Ao mesmo tempo, a estrutura martensítica formada na zona de soldagem afetada pelo calor é dura e quebradiça, o que leva a uma grande diminuição na plasticidade e tenacidade da junta.Portanto, a soldabilidade do aço de alto carbono é bastante baixa e um processo especial de soldagem deve ser adotado para garantir o desempenho da junta..Portanto, geralmente raramente é usado em estruturas soldadas.O aço de alto carbono é usado principalmente em peças de máquinas que exigem alta dureza e resistência ao desgaste, como eixos, engrenagens grandes e acoplamentos.Para economizar aço e simplificar a tecnologia de processamento, essas peças de máquinas são frequentemente combinadas com estruturas soldadas.A soldagem de componentes de aço com alto teor de carbono também é encontrada na construção de máquinas pesadas.Ao formular o processo de soldagem de aço de alto carbono, todos os tipos de defeitos de soldagem que podem ocorrer devem ser analisados de forma abrangente e as medidas correspondentes do processo de soldagem devem ser tomadas.
1. Soldabilidade de aço de alto carbono
1.1 Método de soldagem
O aço de alto carbono é usado principalmente em estruturas com alta dureza e alta resistência ao desgaste, portanto os principais métodos de soldagem são soldagem a arco de eletrodo, brasagem e soldagem a arco submerso.
1.2 Materiais de soldagem
A soldagem de aço de alto carbono geralmente não requer a mesma resistência entre a junta e o metal base.Eletrodos com baixo teor de hidrogênio com forte capacidade de dessulfuração, baixo teor de hidrogênio difusível do metal depositado e boa tenacidade são geralmente selecionados para soldagem a arco com eletrodo.Quando a resistência do metal de solda e do metal base for necessária, um eletrodo com baixo teor de hidrogênio do nível correspondente deve ser selecionado;quando a resistência do metal de solda e do metal base não é necessária, um eletrodo com baixo teor de hidrogênio e nível de resistência inferior ao do metal base deve ser selecionado.Um eletrodo com um nível de resistência superior ao do metal base não pode ser selecionado.Se o metal base não puder ser pré-aquecido durante a soldagem, a fim de evitar trincas a frio na zona afetada pelo calor, eletrodos de aço inoxidável austenítico podem ser usados para obter uma estrutura de austenita com boa plasticidade e forte resistência a trincas.
1.3 Preparação do sulco
Para limitar a fração mássica de carbono no metal de solda, a taxa de fusão deve ser reduzida, portanto, ranhuras em forma de U ou V são geralmente usadas durante a soldagem, e deve-se tomar cuidado para limpar a ranhura e as manchas de óleo e ferrugem dentro de 20 mm em ambos os lados da ranhura.
1.4 Pré-aquecimento
Ao soldar com eletrodos de aço estrutural, ele deve ser pré-aquecido antes da soldagem, e a temperatura de pré-aquecimento deve ser controlada entre 250°C e 350°C.
1.5 Processamento intercalar
Para soldagem multicamadas e multipassagens, a primeira passagem usa eletrodos de pequeno diâmetro e soldagem de baixa corrente.Geralmente, a peça de trabalho é colocada em soldagem semivertical ou a haste de soldagem é usada para balançar lateralmente, de modo que toda a zona afetada pelo calor do metal base seja aquecida em um curto espaço de tempo para obter efeitos de pré-aquecimento e preservação de calor.
1.6 Tratamento térmico pós-soldagem
Imediatamente após a soldagem, a peça é colocada no forno de aquecimento e a preservação do calor é realizada a 650°C para recozimento com alívio de tensão.
2. Defeitos de soldagem de aço de alto carbono e medidas preventivas
Devido à alta tendência de endurecimento do aço com alto teor de carbono, trincas a quente e a frio são propensas a ocorrer durante a soldagem.
2.1 Medidas preventivas para fissuras térmicas
1) Controle a composição química da solda, controle rigorosamente o teor de enxofre e fósforo e aumente adequadamente o teor de manganês para melhorar a estrutura da solda e reduzir a segregação.
2) Controle o formato da seção transversal da solda, e a relação largura-profundidade deve ser um pouco maior para evitar segregação no centro da solda.
3) Para soldagens com alta rigidez, devem ser selecionados parâmetros de soldagem apropriados, sequência e direção de soldagem apropriadas.
4) Se necessário, tome medidas de pré-aquecimento e resfriamento lento para evitar a ocorrência de trincas térmicas.
5) Aumentar a alcalinidade do eletrodo ou fluxo para reduzir o teor de impurezas na solda e melhorar o grau de segregação.
2.2 Medidas preventivas para fissuras a frio.
1) O pré-aquecimento antes da soldagem e o resfriamento lento após a soldagem podem não apenas reduzir a dureza e a fragilidade da zona afetada pelo calor, mas também acelerar a difusão externa do hidrogênio na solda.
2) Selecione as medidas de soldagem apropriadas.
3) Adote sequências apropriadas de montagem e soldagem para reduzir a tensão de restrição das juntas soldadas e melhorar o estado de tensão das soldagens.
3.Conclusão
Devido ao alto teor de carbono, alta temperabilidade e baixa soldabilidade do aço de alto carbono, é fácil produzir estrutura martensítica de alto carbono durante a soldagem e é fácil produzir rachaduras de soldagem.Portanto, ao soldar aço com alto teor de carbono, o processo de soldagem deve ser razoavelmente selecionado.E tome as medidas correspondentes a tempo de reduzir a ocorrência de rachaduras de soldagem e melhorar o desempenho das juntas soldadas.
Horário da postagem: 18 de julho de 2023