Visokoogljično jeklo se nanaša na ogljikovo jeklo z w(C) nad 0,6 %. Ima večjo težnjo h utrjevanju kot srednje ogljikovo jeklo in tvori visokoogljični martenzit, ki je bolj občutljiv na nastanek hladnih razpok. Hkrati je struktura martenzita, ki nastane v območju toplotnega vpliva varjenja, trda in krhka, zaradi česar se plastičnost in žilavost spoja močno zmanjšata. Zato je varivost visokoogljičnega jekla precej slaba, zato je treba sprejeti posebne postopke varjenja, da se zagotovi učinkovitost spoja. . Zato se na splošno redko uporablja v varjenih konstrukcijah. Visokoogljično jeklo se uporablja predvsem za dele strojev, ki zahtevajo visoko trdoto in odpornost proti obrabi, kot so vrtljive gredi, veliki zobniki in sklopke [1]. Da bi prihranili jeklo in poenostavili tehnologijo obdelave, so ti strojni deli pogosto kombinirani z varjenimi konstrukcijami. V proizvodnji težkih strojev se prav tako srečujejo s težavami pri varjenju visokoogljičnih jeklenih komponent. Pri oblikovanju varilnega postopka za zvarje jekel z visoko vsebnostjo ogljika je treba celovito analizirati različne možne varilne napake in sprejeti ustrezne ukrepe pri varjenju.
Varilna oprema Xinfa ima značilnosti visoke kakovosti in nizke cene. Za podrobnosti obiščite: Proizvajalci varjenja in rezanja – Kitajska tovarna varjenja in rezanja & dobavitelji (xinfatools.com)
1 Varljivost visokoogljičnega jekla
1.1 Metoda varjenja
Visokoogljično jeklo se uporablja predvsem za strukture z visoko trdoto in visoko odpornostjo proti obrabi, zato so glavne metode varjenja obločno varjenje z elektrodo, trdo spajkanje in varjenje pod praškom.
1.2 Materiali za varjenje
Varjenje visokoogljičnega jekla na splošno ne zahteva enake trdnosti med spojem in osnovno kovino. Pri obločnem varjenju se običajno uporabljajo elektrode z nizko vsebnostjo vodika z močnimi sposobnostmi odstranjevanja žvepla, nizko vsebnostjo difuzibilnega vodika v naneseni kovini in dobro žilavostjo. Kadar je zahtevana enaka trdnost zvara in osnovne kovine, je treba izbrati varilno palico z nizko vsebnostjo vodika ustreznega razreda; kadar trdnost zvara in osnovne kovine ni potrebna, je treba izbrati varilno palico z nizko vsebnostjo vodika z nižjo trdnostjo kot osnovna kovina. Ne pozabite, da ni mogoče izbrati varilnih palic z višjo stopnjo trdnosti kot osnovna kovina. Če med varjenjem ni dovoljeno predhodno segrevati osnovne kovine, da bi preprečili hladne razpoke v območju toplotnega vpliva, lahko uporabimo avstenitne elektrode iz nerjavečega jekla, da dobimo avstenitno strukturo z dobro plastičnostjo in močno odpornostjo proti razpokam.
1.3 Priprava poševnega roba
Da bi omejili masni delež ogljika v zvaru, je treba razmerje taljenja zmanjšati, zato se med varjenjem običajno uporabljajo utori v obliki črke U ali V, pozornost pa je treba nameniti čiščenju utora in oljnih madežev, rje itd. znotraj 20 mm na obeh straneh utora.
1.4 Predgretje
Pri varjenju s konstrukcijskimi jeklenimi elektrodami je le-to potrebno pred varjenjem predgreti, temperatura predgretja pa je kontrolirana med 250°C in 350°C.
1.5 Vmesna obdelava
Pri večplastnem varjenju in večkratnem varjenju se za prvi prehod uporablja elektroda majhnega premera in nizek tok. Običajno je obdelovanec nameščen v polnavpičnem varjenju ali pa se varilna palica uporablja za bočno nihanje, tako da se celotno območje toplotnega vpliva osnovne kovine v kratkem času segreje, da se dosežejo učinki predgretja in ohranjanja toplote.
1.6 Toplotna obdelava po varjenju
Takoj po varjenju se obdelovanec postavi v grelno peč in vzdržuje pri 650 °C za žarjenje za razbremenitev napetosti [3].
2 Varilne napake visokoogljičnega jekla in preventivni ukrepi
Ker je jeklo z visoko vsebnostjo ogljika močno nagnjeno k strjevanju, se med varjenjem lahko pojavijo vroče in hladne razpoke.
2.1 Preventivni ukrepi za toplotne razpoke
1) Nadzorujte kemično sestavo zvara, strogo nadzorujte vsebnost žvepla in fosforja ter ustrezno povečajte vsebnost mangana, da izboljšate strukturo zvara in zmanjšate segregacijo.
2) Nadzirajte obliko prečnega prereza zvara in nekoliko povečajte razmerje med širino in globino, da se izognete ločevanju v središču zvara.
3) Za toge zvarje je treba izbrati ustrezne varilne parametre, ustrezno zaporedje in smer varjenja.
4) Po potrebi izvedite ukrepe predgretja in počasnega hlajenja, da preprečite nastanek toplotnih razpok.
5) Povečajte alkalnost varilne palice ali talila, da zmanjšate vsebnost nečistoč v zvaru in izboljšate stopnjo segregacije.
2.2 Preventivni ukrepi za hladne razpoke[4]
1) Predgretje pred varjenjem in počasno ohlajanje po varjenju lahko ne samo zmanjša trdoto in krhkost toplotno prizadetega območja, ampak tudi pospeši difuzijo vodika navzven v zvaru.
2) Izberite ustrezne varilne ukrepe.
3) Sprejmite ustrezna zaporedja sestavljanja in varjenja, da zmanjšate zadrževalno napetost zvarjenega spoja in izboljšate napetostno stanje zvara.
4) Izberite ustrezne varilne materiale, posušite elektrode in prašek pred varjenjem in jih hranite pripravljene za uporabo.
5) Pred varjenjem je treba skrbno odstraniti vodo, rjo in druge nečistoče na osnovni kovinski površini okoli utora, da se zmanjša vsebnost difuzibilnega vodika v zvaru.
6) Obdelavo z dehidrogenacijo je treba izvesti tik pred varjenjem, da vodik v celoti uide iz zvarjenega spoja.
7) Žarjenje za razbremenitev napetosti je treba izvesti takoj po varjenju, da se spodbudi difuzija vodika navzven v zvaru.
3 Zaključek
Zaradi visoke vsebnosti ogljika, visoke kaljivosti in slabe varljivosti visokoogljičnega jekla je med varjenjem enostavno izdelati visokoogljično martenzitno strukturo in varilne razpoke. Zato je treba pri varjenju visokoogljičnega jekla razumno izbrati postopek varjenja. In pravočasno sprejmete ustrezne ukrepe za zmanjšanje pojava varilnih razpok in izboljšanje delovanja zvarnih spojev.
Čas objave: 27. maj 2024
