Aço de alto carbono refere-se ao aço carbono com w(C) superior a 0,6%.Tem maior tendência ao endurecimento 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, fazendo com que a plasticidade e a tenacidade da junta sejam bastante reduzidas.Portanto, a soldabilidade do aço de alto carbono é bastante baixa e processos especiais de soldagem devem ser adotados para garantir o desempenho da junta..Portanto, geralmente raramente é usado em estruturas soldadas.O aço de alto carbono é usado principalmente em peças de máquinas que exigem alta dureza e resistência ao desgaste, como eixos rotativos, grandes engrenagens e acoplamentos [1].Para economizar aço e simplificar a tecnologia de processamento, essas peças de máquinas são frequentemente combinadas com estruturas soldadas.Na fabricação de máquinas pesadas, também são encontrados problemas de soldagem de componentes de aço com alto teor de carbono.Ao formular o processo de soldagem para soldagens de aço de alto carbono, vários possíveis defeitos de soldagem devem ser analisados de forma abrangente e medidas correspondentes do processo de soldagem devem ser tomadas.
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1 Soldabilidade de 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, portanto os principais métodos de soldagem são soldagem a arco de eletrodo, brasagem e soldagem a arco submerso.
1.2 Materiais de soldagem
A soldagem de aço de alto carbono geralmente não requer resistência igual entre a junta e o metal base.Na soldagem a arco, geralmente são usados eletrodos com baixo teor de hidrogênio, com forte capacidade de remoção de enxofre, baixo teor de hidrogênio difusível no metal depositado e boa tenacidade.Quando a resistência do metal de solda e do metal base for igual, uma haste de soldagem com baixo teor de hidrogênio do grau correspondente deve ser selecionada;quando a resistência do metal de solda e do metal base não for necessária, uma haste de soldagem com baixo teor de hidrogênio e um nível de resistência inferior ao do metal base deve ser selecionada.Lembre-se de que hastes de soldagem com nível de resistência superior ao do metal base não podem ser selecionadas.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 uma estrutura austenítica com boa plasticidade e forte resistência a trincas.
1.3 Preparação do chanfro
Para limitar a fração mássica de carbono no metal de solda, a taxa de fusão deve ser reduzida, portanto, ranhuras em forma de U ou V são geralmente usadas durante a soldagem, e deve-se prestar atenção à limpeza da ranhura e das manchas de óleo, ferrugem, etc. dentro de 20 mm em ambos os lados da ranhura.
1.4 Pré-aquecimento
Na soldagem com eletrodos de aço estrutural, este deve ser pré-aquecido antes da soldagem, e a temperatura de pré-aquecimento é controlada entre 250°C e 350°C.
1.5 Processamento intercalar
Ao soldar múltiplas camadas e múltiplos passes, um eletrodo de pequeno diâmetro e baixa corrente são usados para o primeiro passe.Geralmente, a peça de trabalho é colocada em uma 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 efeitos de pré-aquecimento e preservação de calor.
1.6 Tratamento térmico pós-soldagem
Imediatamente após a soldagem, a peça é colocada em um forno de aquecimento e mantida a 650°C para recozimento com alívio de tensão [3].
2 Defeitos de soldagem de aço de alto carbono e medidas preventivas
Como o aço com alto teor de carbono tem uma forte tendência ao endurecimento, é provável que ocorram trincas a quente e a frio 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 torne a relação largura-profundidade um pouco maior para evitar segregação no centro da solda.
3) Para soldagens rígidas, 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 térmicas.
5) Aumentar a alcalinidade da haste ou fluxo de soldagem para reduzir o teor de impurezas na solda e melhorar o grau de segregação.
2.2 Medidas preventivas para trincas a frio[4]
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) Escolha medidas de soldagem apropriadas.
3) Adote sequências apropriadas de montagem e soldagem para reduzir a tensão de restrição da junta soldada e melhorar o estado de tensão da soldagem.
4) Escolha materiais de soldagem apropriados, seque os eletrodos e o fluxo antes de soldar e mantenha-os prontos para uso.
5) Antes da soldagem, água, 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 permitir que o hidrogênio escape 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 de martensita de alto carbono e rachaduras de soldagem durante a soldagem.Portanto, ao soldar aço com alto teor de carbono, o processo de soldagem deve ser razoavelmente selecionado.E tome as medidas correspondentes em tempo hábil para reduzir a ocorrência de trincas de soldagem e melhorar o desempenho das juntas soldadas.
Horário da postagem: 27 de maio de 2024
