เราควรใส่ใจจุดใดเมื่อเชื่อมเหล็กคาร์บอนสูง

เหล็กกล้าคาร์บอนสูงหมายถึงเหล็กกล้าคาร์บอนที่มี w(C) สูงกว่า 0.6% มีแนวโน้มที่จะแข็งตัวมากกว่าเหล็กกล้าคาร์บอนปานกลาง และก่อให้เกิดมาร์เทนไซต์ที่มีคาร์บอนสูง ซึ่งมีความไวต่อการเกิดรอยแตกร้าวเย็นมากกว่า ในเวลาเดียวกัน โครงสร้างมาร์เทนไซต์ที่เกิดขึ้นในบริเวณที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนในการเชื่อมนั้นมีความแข็งและเปราะ ทำให้ความเป็นพลาสติกและความเหนียวของข้อต่อลดลงอย่างมาก ดังนั้นความสามารถในการเชื่อมของเหล็กกล้าคาร์บอนสูงจึงค่อนข้างต่ำ และต้องใช้กระบวนการเชื่อมแบบพิเศษเพื่อให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพของข้อต่อ - ดังนั้นจึงมักไม่ค่อยมีการใช้ในโครงสร้างแบบเชื่อม เหล็กกล้าคาร์บอนสูงส่วนใหญ่จะใช้สำหรับชิ้นส่วนเครื่องจักรที่ต้องการความแข็งและความต้านทานการสึกหรอสูง เช่น เพลาหมุน เฟืองขนาดใหญ่ และข้อต่อ [1] เพื่อประหยัดเหล็กและลดความซับซ้อนของเทคโนโลยีการประมวลผล ชิ้นส่วนเครื่องจักรเหล่านี้มักจะรวมกับโครงสร้างที่เชื่อม ในการผลิตเครื่องจักรหนักก็ประสบปัญหาการเชื่อมส่วนประกอบเหล็กกล้าคาร์บอนสูงเช่นกัน เมื่อกำหนดกระบวนการเชื่อมสำหรับการเชื่อมเหล็กกล้าคาร์บอนสูง ควรมีการวิเคราะห์ข้อบกพร่องในการเชื่อมต่างๆ ที่เป็นไปได้อย่างครอบคลุม และควรใช้มาตรการกระบวนการเชื่อมที่สอดคล้องกัน

อุปกรณ์เชื่อม Xinfa มีลักษณะคุณภาพสูงและราคาต่ำ สำหรับรายละเอียด กรุณาเยี่ยมชม: ผู้ผลิตการเชื่อมและตัด – โรงงานและซัพพลายเออร์การเชื่อมและตัดของจีน (xinfatools.com)

1 ความสามารถในการเชื่อมของเหล็กกล้าคาร์บอนสูง

1.1 วิธีการเชื่อม

เหล็กกล้าคาร์บอนสูงส่วนใหญ่จะใช้สำหรับโครงสร้างที่มีความแข็งสูงและทนต่อการสึกหรอสูง ดังนั้นวิธีการเชื่อมหลักคือการเชื่อมอาร์กด้วยไฟฟ้า การประสาน และการเชื่อมอาร์กใต้น้ำ

1.2 วัสดุการเชื่อม

โดยทั่วไปการเชื่อมเหล็กกล้าคาร์บอนสูงไม่ต้องการความแข็งแรงที่เท่ากันระหว่างข้อต่อกับโลหะฐาน เมื่อทำการเชื่อมอาร์ค โดยทั่วไปจะใช้อิเล็กโทรดไฮโดรเจนต่ำที่มีความสามารถในการกำจัดซัลเฟอร์สูง ปริมาณไฮโดรเจนที่แพร่กระจายได้ในโลหะที่สะสมอยู่ต่ำ และความเหนียวที่ดี เมื่อความแข็งแรงของโลหะเชื่อมและโลหะฐานเท่ากัน ควรเลือกลวดเชื่อมไฮโดรเจนต่ำที่มีเกรดที่สอดคล้องกัน เมื่อไม่ต้องการความแข็งแรงของโลหะเชื่อมและโลหะฐาน ควรเลือกลวดเชื่อมไฮโดรเจนต่ำที่มีระดับความแข็งแรงต่ำกว่าโลหะฐาน โปรดจำไว้ว่า ลวดเชื่อมที่มีระดับความแรงสูงกว่าโลหะฐานไม่สามารถเลือกได้ หากไม่อนุญาตให้อุ่นโลหะฐานระหว่างการเชื่อม เพื่อป้องกันรอยแตกเย็นในบริเวณที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน สามารถใช้อิเล็กโทรดสเตนเลสออสเทนนิติกเพื่อให้ได้โครงสร้างออสเทนนิติกที่มีความเป็นพลาสติกที่ดีและทนทานต่อการแตกร้าวอย่างแข็งแกร่ง

1.3 การเตรียมเอียง

เพื่อจำกัดเศษมวลของคาร์บอนในโลหะเชื่อม ควรลดอัตราส่วนฟิวชั่น ดังนั้นโดยทั่วไปจะใช้ร่องรูปตัว U หรือรูปตัว V ในระหว่างการเชื่อม และควรให้ความสนใจในการทำความสะอาดร่องและคราบน้ำมัน สนิม ฯลฯ ภายในระยะ 20 มม. ทั้งสองด้านของร่อง

1.4 การอุ่นเครื่อง

เมื่อเชื่อมด้วยอิเล็กโทรดเหล็กโครงสร้าง ต้องอุ่นก่อนเชื่อม และควบคุมอุณหภูมิการอุ่นไว้ระหว่าง 250°C ถึง 350°C

1.5 การประมวลผลระหว่างชั้น

เมื่อเชื่อมหลายชั้นและหลายรอบ จะใช้อิเล็กโทรดที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กและกระแสไฟต่ำในการผ่านครั้งแรก โดยทั่วไป ชิ้นงานจะถูกวางในการเชื่อมกึ่งแนวตั้ง หรือใช้ลวดเชื่อมแกว่งไปด้านข้าง เพื่อให้โซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนของโลหะฐานทั้งหมดได้รับความร้อนในเวลาอันสั้นเพื่อให้ได้ผลการอุ่นเครื่องและการเก็บรักษาความร้อน

1.6 การอบชุบด้วยความร้อนหลังการเชื่อม

ทันทีหลังการเชื่อม ชิ้นงานจะถูกวางในเตาให้ความร้อนและเก็บไว้ที่ 650°C เพื่อบรรเทาความเครียด [3]

2 ข้อบกพร่องในการเชื่อมเหล็กคาร์บอนสูงและมาตรการป้องกัน

เนื่องจากเหล็กกล้าคาร์บอนสูงมีแนวโน้มที่จะแข็งตัวสูง รอยแตกที่ร้อนและรอยแตกเย็นจึงมีแนวโน้มที่จะเกิดขึ้นระหว่างการเชื่อม

2.1 มาตรการป้องกันรอยแตกร้าวจากความร้อน

1) ควบคุมองค์ประกอบทางเคมีของการเชื่อม ควบคุมปริมาณกำมะถันและฟอสฟอรัสอย่างเคร่งครัด และเพิ่มปริมาณแมงกานีสอย่างเหมาะสมเพื่อปรับปรุงโครงสร้างการเชื่อมและลดการแยกตัว

2) ควบคุมรูปร่างหน้าตัดของรอยเชื่อมและทำให้อัตราส่วนความกว้างต่อความลึกใหญ่ขึ้นเล็กน้อยเพื่อหลีกเลี่ยงการแยกตัวที่กึ่งกลางของรอยเชื่อม

3) สำหรับการเชื่อมแบบแข็ง ควรเลือกพารามิเตอร์การเชื่อมที่เหมาะสม ลำดับและทิศทางการเชื่อมที่เหมาะสม

4) หากจำเป็น ให้ใช้มาตรการอุ่นและชะลอการทำความเย็นเพื่อป้องกันการเกิดรอยแตกร้าวจากความร้อน

5) เพิ่มความเป็นด่างของลวดเชื่อมหรือฟลักซ์เพื่อลดปริมาณสิ่งเจือปนในการเชื่อมและปรับปรุงระดับการแยกตัว

2.2 มาตรการป้องกันรอยแตกร้าวเย็น[4]

1) การอุ่นเครื่องก่อนการเชื่อมและการระบายความร้อนช้าๆ หลังการเชื่อมไม่เพียงแต่สามารถลดความแข็งและความเปราะบางของโซนที่ได้รับความร้อน แต่ยังช่วยเร่งการแพร่กระจายของไฮโดรเจนออกไปด้านนอกในแนวเชื่อมอีกด้วย

2) เลือกมาตรการการเชื่อมที่เหมาะสม

3) ใช้ลำดับการประกอบและการเชื่อมที่เหมาะสมเพื่อลดความเค้นยึดของรอยเชื่อมและปรับปรุงสถานะความเค้นของการเชื่อม

4) เลือกวัสดุการเชื่อมที่เหมาะสม เช็ดอิเล็กโทรดและฟลักซ์ให้แห้งก่อนการเชื่อม และเก็บไว้ให้พร้อมสำหรับการใช้งาน

5) ก่อนการเชื่อม ควรกำจัดน้ำ สนิม และสิ่งปนเปื้อนอื่นๆ บนพื้นผิวโลหะพื้นฐานรอบๆ ร่องอย่างระมัดระวัง เพื่อลดปริมาณไฮโดรเจนที่แพร่กระจายได้ในแนวเชื่อม

6) ควรทำการบำบัดแบบดีไฮโดรจีเนชันทันทีก่อนการเชื่อมเพื่อให้ไฮโดรเจนหลุดออกจากรอยเชื่อมได้เต็มที่

7) การบำบัดด้วยการอบอ่อนเพื่อคลายความเครียดควรทำทันทีหลังการเชื่อม เพื่อส่งเสริมการแพร่กระจายของไฮโดรเจนในแนวเชื่อมออกไปด้านนอก

3 บทสรุป

เนื่องจากเหล็กกล้าคาร์บอนสูงมีปริมาณคาร์บอนสูง มีความสามารถในการชุบแข็งสูง และความสามารถในการเชื่อมได้ไม่ดีของเหล็กกล้าคาร์บอนสูง จึงเป็นเรื่องง่ายที่จะผลิตโครงสร้างมาร์เทนไซต์ที่มีคาร์บอนสูงและรอยแตกร้าวจากการเชื่อมระหว่างการเชื่อม ดังนั้นในการเชื่อมเหล็กกล้าคาร์บอนสูงจึงต้องเลือกกระบวนการเชื่อมอย่างสมเหตุสมผล และดำเนินมาตรการที่สอดคล้องกันอย่างทันท่วงทีเพื่อลดการเกิดรอยร้าวจากการเชื่อมและปรับปรุงประสิทธิภาพของรอยเชื่อม