Visokoogljično jeklo se nanaša na ogljikovo jeklo z w(C) nad 0,6 %, ki ima večjo nagnjenost k utrjevanju kot srednjeogljično 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, kar vodi do velikega zmanjšanja plastičnosti in žilavosti spoja.Zato je varivost visokoogljičnega jekla precej slaba, zato je treba sprejeti poseben postopek 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 gredi, veliki zobniki in sklopke.Da bi prihranili jeklo in poenostavili tehnologijo obdelave, so ti strojni deli pogosto kombinirani z varjenimi konstrukcijami.Varjenje visokoogljičnih jeklenih komponent se srečuje tudi v težki strojegradnji.Pri oblikovanju postopka varjenja visokoogljičnega jekla je treba temeljito analizirati vse vrste varilnih napak, ki se lahko pojavijo, in sprejeti ustrezne ukrepe pri varjenju.
1. Varljivost visokoogljičnega jekla
1.1 Metoda varjenja
Visokoogljično jeklo se uporablja predvsem v konstrukcijah 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.Za elektroobločno varjenje so na splošno izbrane elektrode z nizko vsebnostjo vodika z močno sposobnostjo razžveplanja, nizko vsebnostjo difuzibilnega vodika v naneseni kovini in dobro žilavostjo.Kadar je potrebna trdnost zvara in osnovne kovine, je treba izbrati elektrodo z nizko vsebnostjo vodika ustrezne stopnje;kadar trdnost zvara in osnovne kovine ni potrebna, je treba izbrati elektrodo z nizko vsebnostjo vodika z nižjo trdnostjo od osnovne kovine.Elektrode z višjo stopnjo trdnosti kot osnovna kovina ni mogoče izbrati.Če osnovne kovine med varjenjem ni dovoljeno predhodno segreti, lahko za preprečitev hladnih razpok v območju toplotnega vpliva uporabimo elektrode iz avstenitnega nerjavnega jekla, da dobimo avstenitno strukturo z dobro plastičnostjo in močno odpornostjo proti razpokam.
1.3 Priprava utorov
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, pri čemer je treba paziti, da očistite utor in oljne madeže ter rja znotraj 20 mm na obeh straneh utora.
1.4 Predgretje
Pri varjenju s konstrukcijskimi jeklenimi elektrodami je treba le-to pred varjenjem predgreti, temperaturo predgretja pa nadzorovati na 250°C do 350°C.
1.5 Vmesna obdelava
Pri večslojnem varjenju z več prehodi se pri prvem prehodu uporabljajo elektrode majhnega premera in varjenje z nizkim tokom.Običajno je obdelovanec nameščen v polnavpičnem varjenju ali pa se varilna palica uporablja za bočno nihanje, tako da se celotno območje osnovne kovine, na katero vpliva toplota, 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 ohrani toploto pri 650 °C za žarjenje za razbremenitev napetosti.
2. Varilne napake visokoogljičnega jekla in preventivni ukrepi
Zaradi visoke nagnjenosti visokoogljičnega jekla k utrjevanju 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, razmerje med širino in globino pa mora biti nekoliko večje, da se izognete ločevanju v središču zvara.
3) Za zvarje z visoko togostjo 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 elektrode ali talila, da zmanjšate vsebnost nečistoč v zvaru in izboljšate stopnjo segregacije.
2.2 Preventivni ukrepi za hladne razpoke.
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 zvarjenih spojev in izboljšate napetostno stanje zvarov.
3 .Sklep
Zaradi visoke vsebnosti ogljika, visoke kaljivosti in slabe varljivosti visokoogljičnega jekla je med varjenjem enostavno izdelati visokoogljično martenzitno strukturo in enostavno je izdelati varilne razpoke.Zato je treba pri varjenju visokoogljičnega jekla razumno izbrati postopek varjenja.In pravočasno sprejmete ustrezne ukrepe, da zmanjšate pojav varilnih razpok in izboljšate učinkovitost varjenih spojev.
Čas objave: 18. julij 2023