Vysokouhlíková oceľ označuje uhlíkovú oceľ s w(C) vyšším ako 0,6 %, ktorá má väčšiu tendenciu tvrdnúť ako stredne uhlíková oceľ a tvorí vysokouhlíkový martenzit, ktorý je citlivejší na tvorbu studených trhlín.Zároveň je štruktúra martenzitu vytvorená v tepelne ovplyvnenej zóne zvárania tvrdá a krehká, čo vedie k veľkému poklesu plasticity a húževnatosti spoja.Preto je zvárateľnosť ocele s vysokým obsahom uhlíka dosť zlá a na zabezpečenie výkonu spoja je potrebné prijať špeciálny proces zvárania..Preto sa v zváraných konštrukciách vo všeobecnosti používa zriedka.Oceľ s vysokým obsahom uhlíka sa používa hlavne na časti strojov, ktoré vyžadujú vysokú tvrdosť a odolnosť proti opotrebovaniu, ako sú hriadele, veľké prevody a spojky.Aby sa ušetrila oceľ a zjednodušila technológia spracovania, sú tieto strojové časti často kombinované so zváranými konštrukciami.So zváraním komponentov z ocele s vysokým obsahom uhlíka sa stretávame aj pri výrobe ťažkých strojov.Pri formulovaní procesu zvárania zvarov z ocele s vysokým obsahom uhlíka by sa mali komplexne analyzovať všetky druhy chýb zvárania, ktoré sa môžu vyskytnúť, a mali by sa prijať zodpovedajúce opatrenia v procese zvárania.
1. Zvárateľnosť ocele s vysokým obsahom uhlíka
1.1 Spôsob zvárania
Oceľ s vysokým obsahom uhlíka sa používa hlavne v konštrukciách s vysokou tvrdosťou a vysokou odolnosťou proti opotrebeniu, takže hlavnými metódami zvárania sú zváranie elektródovým oblúkom, tvrdé spájkovanie a zváranie pod tavivom.
1.2 Zváracie materiály
Zváranie ocele s vysokým obsahom uhlíka vo všeobecnosti nevyžaduje rovnakú pevnosť medzi spojom a základným kovom.Na zváranie elektrickým oblúkom sa vo všeobecnosti vyberajú elektródy s nízkym obsahom vodíka so silnou schopnosťou odsírenia, nízkym obsahom difúzneho vodíka v nanesenom kove a dobrou húževnatosťou.Keď sa vyžaduje pevnosť zvarového kovu a základného kovu, mala by sa zvoliť elektróda s nízkym obsahom vodíka zodpovedajúcej úrovne;keď sa nevyžaduje pevnosť zvarového kovu a základného kovu, mala by sa zvoliť elektróda s nízkym obsahom vodíka s úrovňou pevnosti nižšou ako je pevnosť základného kovu.Nie je možné zvoliť elektródu s vyššou úrovňou pevnosti ako základný kov.Ak nie je dovolené predhrievať základný kov počas zvárania, aby sa zabránilo vzniku trhlín za studena v tepelne ovplyvnenej zóne, možno použiť elektródy z austenitickej nehrdzavejúcej ocele na získanie austenitickej štruktúry s dobrou plasticitou a silnou odolnosťou voči prasklinám.
1.3 Príprava drážky
Aby sa obmedzil hmotnostný podiel uhlíka vo zvarovom kove, tavný pomer by sa mal znížiť, preto sa pri zváraní vo všeobecnosti používajú drážky v tvare U alebo V a treba dbať na čistenie drážky a olejových škvŕn a hrdza do 20 mm na oboch stranách drážky.
1.4 Predhrievanie
Pri zváraní elektródami z konštrukčnej ocele sa musí pred zváraním predhriať a teplota predohrevu by mala byť regulovaná na 250 °C až 350 °C.
1.5 Spracovanie medzivrstvy
Pri viacvrstvovom viacprechodovom zváraní sa pri prvom prechode používajú elektródy s malým priemerom a zváranie nízkym prúdom.Vo všeobecnosti sa obrobok umiestni do polovertikálneho zvárania alebo sa zváracia tyč použije na bočný výkyv, takže celá tepelne ovplyvnená zóna základného kovu sa v krátkom čase zahreje, aby sa dosiahli účinky predhrievania a zachovania tepla.
1.6 Tepelné spracovanie po zváraní
Ihneď po zváraní sa obrobok vloží do ohrievacej pece a tepelná konzervácia sa uskutoční pri 650 °C na žíhanie na uvoľnenie napätia.
2. Chyby pri zváraní ocele s vysokým obsahom uhlíka a preventívne opatrenia
Vzhľadom na vysokú tendenciu tvrdnutia ocele s vysokým obsahom uhlíka sú počas zvárania náchylné na vznik horúcich a studených trhlín.
2.1 Preventívne opatrenia proti tepelným trhlinám
1) Kontrolujte chemické zloženie zvaru, prísne kontrolujte obsah síry a fosforu a primerane zvyšujte obsah mangánu, aby sa zlepšila štruktúra zvaru a znížila segregácia.
2) Kontrolujte tvar prierezu zvaru a pomer šírky k hĺbke by mal byť o niečo väčší, aby sa zabránilo segregácii v strede zvaru.
3) Pre zvary s vysokou tuhosťou by sa mali zvoliť vhodné parametre zvárania, vhodná postupnosť a smer zvárania.
4) Ak je to potrebné, urobte opatrenia predhrievania a pomalého chladenia, aby ste zabránili vzniku tepelných trhlín.
5) Zvýšte alkalitu elektródy alebo taviva, aby ste znížili obsah nečistôt vo zvare a zlepšili stupeň segregácie.
2.2 Preventívne opatrenia pre studené trhliny.
1) Predhrievanie pred zváraním a pomalé ochladzovanie po zváraní môže nielen znížiť tvrdosť a krehkosť tepelne ovplyvnenej zóny, ale aj urýchliť difúziu vodíka vo zvare smerom von.
2) Zvoľte vhodné zváracie opatrenia.
3) Prijmite vhodné montážne a zváracie sekvencie, aby ste znížili zadržiavacie napätie zvarových spojov a zlepšili stav napätia zvarencov.
3 .Záver
Vďaka vysokému obsahu uhlíka, vysokej kaliteľnosti a zlej zvárateľnosti ocele s vysokým obsahom uhlíka je ľahké vytvoriť martenzitickú štruktúru s vysokým obsahom uhlíka počas zvárania a je ľahké vytvoriť trhliny pri zváraní.Preto by sa pri zváraní ocele s vysokým obsahom uhlíka mal zvárací postup zvoliť rozumne.A včas prijať zodpovedajúce opatrenia na zníženie výskytu trhlín pri zváraní a zlepšenie výkonu zváraných spojov.
Čas odoslania: 18. júla 2023