高碳鋼是指w(C)高于0.6%的碳鋼,它比中碳鋼具有更大的淬硬傾向,并形成高碳馬氏體,對冷裂紋的形成更為敏感。同時,焊接熱影響區內形成的馬氏體組織,性能硬而脆,導致接頭的塑性和韌性大大下降,因此高碳鋼的焊接性相當差,必須采取特殊的焊接工藝,才能保證接頭的性能。
因此,在焊接結構中,一般很少采用。高碳鋼主要用于要求高硬度和耐磨性的機器零部件,如轉軸、大型齒輪和聯軸器等。
為節省鋼材,簡化加工工藝,這些機器零部件也往往采用焊接結構組合而成。
在重型機器制造中,也會碰到高碳鋼部件的焊接問題。在制定高碳鋼焊件的焊接工藝時,應全面分析可能產生的各種焊接缺陷,并采取相應的焊接工藝措施。
高碳鋼的焊接缺陷及防止措施
由于高碳鋼淬硬傾向很大,在焊接時容易出現熱裂紋和冷裂紋。
1、熱裂紋的防止措施
1)控制焊縫的化學成分,嚴格控制硫、磷的含量,適當提高含錳量,以改善焊縫組織,減少偏析。
2)控制焊縫斷面形狀,寬深比要稍大些,以避免焊縫中心的偏析。
3)對剛性大的焊件,應選擇合適的焊接參數、合適的焊接次序和方向。
4)必要時采取預熱和緩冷措施,來防止熱裂紋的產生。
5)提高焊條或焊劑的堿度,以降低焊縫中的雜質含量,改善偏析程度。
2、冷裂紋的防止措施
1)焊接前預熱和焊后緩冷,不僅可以降低熱影響區的硬度和脆性,而且還可以加速焊縫中的氫向外擴散。
2)選擇合適的焊接措施。
3)采用合適的裝配和焊接順序,減小焊接接頭的拘束應力,改善焊件的應力狀態。
4)選擇合適的焊接材料,焊前要烘干焊條、焊劑,并做到隨取隨用。
5)焊前應仔細清除坡口周圍基本金屬表面的水、銹等污物,以降低焊縫中擴散氫的含量。
6)焊前應立即進行去氫處理,使氫從焊接接頭中充分逸出。
7)焊后應立即進行消除應力的退火處理,促使焊縫中的氫向外擴散。
另外,水泊焊割SHUIPO生產線集成技術,也有效解決高碳鋼焊接變形引起的質量偏差問題,對焊縫增加跟蹤。
焊縫跟蹤系統,其功能是在焊接過程中自動檢測并自動調節焊槍的位置,以便于始終跟隨焊接位置進行焊接,焊槍與工件之間的距離始終保持恒定,從而確保焊接質量,提高焊接效率并降低勞動強度。這可以解決工件焊接熱變形、工件不一致引起的焊接質量問題,還可以將焊工從惡劣的環境中解放出來,避免焊工身體傷害。