Aço de alto carbono refere-se ao aço carbono com w(C) maior que 0.6%, que tem uma tendência maior de endurecer do que o aço de médio carbono e forma martensita de alto carbono, que é mais sensível à formação de trincas a frio. Ao mesmo tempo, a estrutura de martensita formada na zona afetada pelo calor da soldagem é dura e quebradiça, o que leva a uma grande diminuição na plasticidade e tenacidade da junta. Portanto, a soldabilidade do aço de alto carbono é bastante ruim, e processos especiais de soldagem devem ser adotados para garantir o desempenho da junta. . Portanto, em estruturas soldadas, geralmente é raramente usado. O aço de alto carbono é usado principalmente para peças de máquinas que exigem alta dureza e resistência ao desgaste, como eixos, engrenagens grandes e acoplamentos [1]. Para economizar aço e simplificar o processo de processamento, essas peças de máquinas são frequentemente combinadas com estruturas soldadas. Problemas de soldagem de componentes de aço de alto carbono também são encontrados na fabricação de máquinas pesadas. Ao formular o processo de soldagem de soldagens de aço de alto carbono, vários defeitos de soldagem que podem ocorrer devem ser analisados de forma abrangente, e medidas correspondentes do processo de soldagem devem ser tomadas.
1 Soldabilidade do aço de alto carbono
1.1 Método de soldagem
O aço de alto carbono é usado principalmente para estruturas com alta dureza e alta resistência ao desgaste, por isso os principais métodos de soldagem são soldagem a arco eletrodo, brasagem e soldagem a arco submerso.
1.2 Materiais de soldagem
A soldagem de aço de alto carbono geralmente não requer a resistência da junta e do metal base. Na soldagem a arco de eletrodo, eletrodos de baixo hidrogênio com forte capacidade de dessulfuração, baixo teor de hidrogênio difusível no metal depositado e boa tenacidade são geralmente usados. Quando a resistência do metal de solda e do metal base é necessária, o eletrodo do tipo baixo hidrogênio do nível correspondente deve ser selecionado; quando a resistência do metal de solda e do metal base não é necessária, o eletrodo do tipo baixo hidrogênio com o nível de resistência menor que o do metal base deve ser selecionado. Eletrodos de soldagem com uma classe de resistência maior que o metal base não podem ser selecionados. Se o metal base não puder ser pré-aquecido durante a soldagem, a fim de evitar trincas a frio na zona afetada pelo calor, eletrodos de aço inoxidável austenítico podem ser usados para obter estruturas austeníticas com boa plasticidade e forte resistência a trincas.
1.3 Preparação do sulco
Para limitar a fração de massa de carbono no metal de solda, a taxa de fusão deve ser reduzida, então ranhuras em formato de U ou V são geralmente usadas durante a soldagem, e deve-se prestar atenção à limpeza da ranhura e das manchas de óleo e ferrugem dentro de 20 mm em ambos os lados da ranhura.
1.4 Pré-aquecimento
Ao usar eletrodos de aço estrutural para soldagem, eles devem ser pré-aquecidos antes da soldagem, e a temperatura de pré-aquecimento deve ser controlada entre 250 graus e 350 graus.
1.5 Processamento Intercamadas
Na soldagem multicamadas multipasse, a primeira passagem usa eletrodos de pequeno diâmetro e soldagem de baixa corrente. Geralmente, a peça de trabalho é colocada em soldagem semivertical ou a haste de soldagem é usada para balançar lateralmente, de modo que toda a zona afetada pelo calor do metal base seja aquecida em um curto espaço de tempo para obter o efeito de pré-aquecimento e preservação do calor.
1.6 Tratamento térmico pós-soldagem
Imediatamente após a soldagem, coloque a peça de trabalho no forno de aquecimento e mantenha-a a 650 graus para recozimento de alívio de tensão
2 Defeitos de soldagem de aço de alto carbono e medidas preventivas
Devido à alta tendência de endurecimento do aço de alto carbono, trincas quentes e frias são propensas a ocorrer durante a soldagem.
2.1 Medidas preventivas para fissuras térmicas
1) Controle a composição química da solda, controle rigorosamente o teor de enxofre e fósforo e aumente adequadamente o teor de manganês para melhorar a estrutura da solda e reduzir a segregação.
2) Controle o formato da seção transversal da solda, e a relação largura-profundidade deve ser ligeiramente maior para evitar segregação no centro da solda.
3) Para soldar peças com alta rigidez, devem ser selecionados parâmetros de soldagem apropriados, sequência e direção de soldagem apropriadas.
4) Se necessário, tome medidas de pré-aquecimento e resfriamento lento para evitar a ocorrência de trincas a quente.
5) Aumentar a basicidade do eletrodo ou fluxo para reduzir o teor de impurezas na solda e melhorar o grau de segregação.
2.2 Medidas preventivas para fissuras frias
1) O pré-aquecimento antes da soldagem e o resfriamento lento após a soldagem podem não apenas reduzir a dureza e a fragilidade da zona afetada pelo calor, mas também acelerar a difusão externa do hidrogênio na solda.
2) Selecione medidas de soldagem apropriadas.
3) Adote a sequência de montagem e soldagem apropriada para reduzir a tensão de restrição da junta soldada e melhorar o estado de tensão da soldagem.
4) Escolha materiais de soldagem adequados, seque os eletrodos e fluxos antes de soldar e use-os conforme necessário.
5) Antes da soldagem, a água, a ferrugem e outros contaminantes na superfície do metal básico ao redor da ranhura devem ser cuidadosamente removidos para reduzir o conteúdo de hidrogênio difusível na solda.
6) O tratamento de desidrogenação deve ser realizado imediatamente antes da soldagem para que o hidrogênio possa escapar completamente da junta soldada.
7) O tratamento de recozimento para alívio de tensões deve ser realizado imediatamente após a soldagem para promover a difusão externa do hidrogênio na solda.
3 .Conclusão
Devido ao alto teor de carbono, alta temperabilidade e baixa soldabilidade do aço de alto carbono, é fácil produzir estrutura martensítica de alto carbono durante a soldagem, e é fácil produzir trincas de soldagem. Portanto, ao soldar aço de alto carbono, um processo de soldagem razoável deve ser selecionado. E tome medidas correspondentes a tempo para reduzir a ocorrência de trincas de soldagem e melhorar o desempenho das juntas soldadas.
