จุดใดที่ควรคำนึงถึงในการเชื่อมเหล็กกล้าคาร์บอนสูง

เหล็กกล้าคาร์บอนสูงหมายถึงเหล็กกล้าคาร์บอนที่มี w(C) สูงกว่า 0.6% ซึ่งมีแนวโน้มที่จะแข็งตัวมากกว่าเหล็กกล้าคาร์บอนปานกลาง และก่อตัวเป็นมาร์เทนไซต์คาร์บอนสูง ซึ่งมีความไวต่อการก่อตัวของรอยแตกร้าวเย็นมากกว่าในเวลาเดียวกัน โครงสร้างมาร์เทนไซต์ที่เกิดขึ้นในบริเวณการเชื่อมที่ได้รับความร้อนนั้นจะมีความแข็งและเปราะ ซึ่งทำให้ความเป็นพลาสติกและความเหนียวของข้อต่อลดลงอย่างมากดังนั้นความสามารถในการเชื่อมของเหล็กกล้าคาร์บอนสูงจึงค่อนข้างต่ำ และต้องใช้กระบวนการเชื่อมแบบพิเศษเพื่อให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพของข้อต่อ-ดังนั้นจึงมักไม่ค่อยมีการใช้ในโครงสร้างแบบเชื่อมเหล็กกล้าคาร์บอนสูงส่วนใหญ่จะใช้สำหรับชิ้นส่วนเครื่องจักรที่ต้องการความแข็งและความต้านทานการสึกหรอสูง เช่น เพลา เฟืองขนาดใหญ่ และข้อต่อเพื่อประหยัดเหล็กและลดความซับซ้อนของเทคโนโลยีการประมวลผล ชิ้นส่วนเครื่องจักรเหล่านี้มักจะรวมกับโครงสร้างที่เชื่อมการเชื่อมส่วนประกอบเหล็กกล้าคาร์บอนสูงก็พบได้ในอาคารที่มีเครื่องจักรหนักเช่นกันเมื่อกำหนดกระบวนการเชื่อมของการเชื่อมเหล็กกล้าคาร์บอนสูง ข้อบกพร่องในการเชื่อมทุกชนิดที่อาจเกิดขึ้นควรได้รับการวิเคราะห์อย่างครอบคลุม และควรใช้มาตรการกระบวนการเชื่อมที่สอดคล้องกัน

1. ความสามารถในการเชื่อมของเหล็กกล้าคาร์บอนสูง

1.1 วิธีการเชื่อม

เหล็กกล้าคาร์บอนสูงส่วนใหญ่จะใช้ในโครงสร้างที่มีความแข็งสูงและทนต่อการสึกหรอสูง ดังนั้นวิธีการเชื่อมหลักคือการเชื่อมอาร์กด้วยไฟฟ้า การประสาน และการเชื่อมอาร์กใต้น้ำ

1.2 วัสดุการเชื่อม

การเชื่อมเหล็กกล้าคาร์บอนสูงโดยทั่วไปไม่จำเป็นต้องมีความแข็งแรงเท่ากันระหว่างข้อต่อกับโลหะฐานอิเล็กโทรดไฮโดรเจนต่ำที่มีความสามารถในการกำจัดซัลเฟอร์ไดออกไซด์สูง ปริมาณไฮโดรเจนที่แพร่กระจายได้ต่ำของโลหะที่สะสมอยู่ และความเหนียวที่ดี โดยทั่วไปจะเลือกใช้สำหรับการเชื่อมอาร์กอิเล็กโทรดเมื่อต้องการความแข็งแรงของโลหะเชื่อมและโลหะฐาน ควรเลือกอิเล็กโทรดไฮโดรเจนต่ำในระดับที่สอดคล้องกันเมื่อไม่ต้องการความแข็งแรงของโลหะเชื่อมและโลหะฐาน ควรเลือกอิเล็กโทรดไฮโดรเจนต่ำที่มีระดับความแข็งแรงต่ำกว่าโลหะฐานไม่สามารถเลือกอิเล็กโทรดที่มีระดับความแข็งแกร่งสูงกว่าโลหะฐานได้หากไม่อนุญาตให้อุ่นโลหะฐานระหว่างการเชื่อม เพื่อป้องกันรอยแตกเย็นในบริเวณที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน สามารถใช้อิเล็กโทรดสเตนเลสออสเทนนิติกเพื่อให้ได้โครงสร้างออสเทนไนต์ที่มีความเป็นพลาสติกที่ดีและทนต่อการแตกร้าวได้ดี

1.3 การเตรียมร่อง

เพื่อจำกัดสัดส่วนมวลของคาร์บอนในโลหะเชื่อม ควรลดอัตราส่วนฟิวชั่น ดังนั้นโดยทั่วไปจะใช้ร่องรูปตัว U หรือรูปตัว V ในระหว่างการเชื่อม และควรใช้ความระมัดระวังในการทำความสะอาดร่องและคราบน้ำมันและ สนิมภายใน 20 มม. ทั้งสองด้านของร่อง

1.4 การอุ่นเครื่อง

เมื่อเชื่อมด้วยอิเล็กโทรดเหล็กโครงสร้าง ต้องอุ่นก่อนเชื่อม และควรควบคุมอุณหภูมิอุ่นไว้ที่ 250°C ถึง 350°C

1.5 การประมวลผลระหว่างชั้น

สำหรับการเชื่อมหลายชั้น การเชื่อมครั้งแรกจะใช้อิเล็กโทรดที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กและการเชื่อมด้วยกระแสไฟต่ำโดยทั่วไป ชิ้นงานจะถูกวางในการเชื่อมกึ่งแนวตั้ง หรือใช้ลวดเชื่อมแกว่งไปด้านข้าง เพื่อให้โซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนทั้งหมดของโลหะฐานได้รับความร้อนในเวลาอันสั้นเพื่อให้ได้ผลการอุ่นเครื่องและการเก็บรักษาความร้อน

1.6 การอบชุบด้วยความร้อนหลังการเชื่อม

ทันทีหลังจากการเชื่อม ชิ้นงานจะถูกใส่เข้าไปในเตาให้ความร้อน และจะมีการเก็บรักษาความร้อนที่อุณหภูมิ 650°C เพื่อบรรเทาความเครียดจากการอบอ่อน

2. ข้อบกพร่องในการเชื่อมเหล็กคาร์บอนสูงและมาตรการป้องกัน

เนื่องจากเหล็กคาร์บอนสูงมีแนวโน้มการแข็งตัวสูง รอยแตกร้อนและรอยแตกเย็นจึงมีแนวโน้มที่จะเกิดขึ้นระหว่างการเชื่อม

2.1 มาตรการป้องกันรอยแตกร้าวจากความร้อน

1) ควบคุมองค์ประกอบทางเคมีของรอยเชื่อม ควบคุมปริมาณกำมะถันและฟอสฟอรัสอย่างเข้มงวด และเพิ่มปริมาณแมงกานีสอย่างเหมาะสมเพื่อปรับปรุงโครงสร้างการเชื่อมและลดการแยกตัว

2) ควบคุมรูปร่างหน้าตัดของรอยเชื่อม และอัตราส่วนความกว้างต่อความลึกควรใหญ่กว่านี้เล็กน้อยเพื่อหลีกเลี่ยงการแยกตัวที่กึ่งกลางของรอยเชื่อม

3) สำหรับการเชื่อมที่มีความแข็งแกร่งสูง ควรเลือกพารามิเตอร์การเชื่อมที่เหมาะสม ลำดับและทิศทางการเชื่อมที่เหมาะสม

4) หากจำเป็น ให้ใช้มาตรการอุ่นและชะลอการทำความเย็นเพื่อป้องกันการเกิดรอยแตกร้าวจากความร้อน

5) เพิ่มความเป็นด่างของอิเล็กโทรดหรือฟลักซ์เพื่อลดปริมาณสิ่งเจือปนในการเชื่อมและปรับปรุงระดับการแยกตัว

2.2 มาตรการป้องกันรอยแตกเย็น

1) การอุ่นเครื่องก่อนการเชื่อมและการระบายความร้อนช้าๆ หลังการเชื่อมไม่เพียงแต่สามารถลดความแข็งและความเปราะบางของโซนที่ได้รับความร้อน แต่ยังช่วยเร่งการแพร่กระจายของไฮโดรเจนออกไปด้านนอกในแนวเชื่อมอีกด้วย

2) เลือกมาตรการการเชื่อมที่เหมาะสม

3) ใช้ลำดับการประกอบและการเชื่อมที่เหมาะสมเพื่อลดความเค้นยึดของข้อต่อที่เชื่อม และปรับปรุงสถานะความเค้นของการเชื่อม

3 .บทสรุป

เนื่องจากเหล็กกล้าคาร์บอนสูงมีปริมาณคาร์บอนสูง มีความแข็งสูงและเชื่อมได้ไม่ดีของเหล็กกล้าคาร์บอนสูง จึงง่ายต่อการสร้างโครงสร้างมาร์เทนซิติกที่มีคาร์บอนสูงในระหว่างการเชื่อม และทำให้เกิดรอยแตกร้าวจากการเชื่อมได้ง่ายดังนั้นเมื่อเชื่อมเหล็กคาร์บอนสูงควรเลือกกระบวนการเชื่อมอย่างสมเหตุสมผลและใช้มาตรการที่สอดคล้องกันทันเวลาเพื่อลดการเกิดรอยแตกร้าวจากการเชื่อมและปรับปรุงประสิทธิภาพของข้อต่อเชื่อม