高碳钢的焊接要点-亨孚科技

高碳钢的焊接要点-亨孚科技

高碳钢是指含碳量在0.6%以上的碳钢，比中碳钢有更强的淬硬倾向，并能形成高碳马氏体，对冷裂纹的形成更加敏感。与此同时，由于在焊接热影响区内形成的马氏体组织，其性能又硬又脆，使得接头的塑性和韧性大大降低，因而高碳钢的可焊性很差，必须采用特殊的焊接工艺以保证接头性能。所以，在焊接结构上，通常不常用。高碳钢主要应用于对硬度和耐磨性要求较高的机械零件，如转轴、大齿轮和接头等。为了节约钢材，简化加工工艺，这些机械零件也常采用焊接组合结构。高碳钢零件的焊接也是重型机械制造中的一个难题。对高碳钢焊接过程中可能出现的各种焊接缺陷进行全面分析，并提出相应的处理措施，制定出相应的工艺方案。

高碳钢的焊接性能。

1.焊接方法。

高碳钢主要用于高硬度、高耐磨性的结构，因此主要的焊接方法有电弧焊、钎焊和埋弧焊。

2.焊接材料。

高碳钢的焊接一般不要求接头和母材等强度。焊条电弧焊一般选用脱硫能力强、熔敷金属扩散氢含量低、韧性好的低氢焊条。当要求焊缝金属与母材等强度时，应选择对应强度等级的低氢型焊条；当不要求焊缝金属与母材等强度等级时，应选择强度等级低于母材等级的低氢型焊条，注意不要选择强度等级高于母材等级的高氢型焊条。如果焊接时母材不允许预热，为了防止热影响区域的冷裂纹，可以选择奥氏体不锈钢焊条，以获得塑性好、抗裂性强的奥氏体组织。

3.坡口的制备。

为限制焊缝金属中碳素含量，应降低熔合比，因此焊接一般采用U形或V形坡口，并注意在坡口两侧20mm范围内和坡口两侧的油污、铁锈等处理干净。

4.预热。

对结构钢焊条的焊接，焊接前必须进行预热，预热温度控制在250~350℃。

5.层间处理。

在多道焊中，第一道焊采用小直径焊条、小电流进行焊接。工件通常采用半垂直焊接或采用焊条横摆焊接，以使整个母材热影响区在短时间内受热，达到预热保温效果。

6.焊接后的热处理。

焊接后立即将工件放入加热炉中，保温650℃，消除应力，退火。

高碳钢焊接缺陷及预防措施

由于高碳钢的硬化倾向大，焊接时容易发生热裂纹和冷裂纹。

1.防止裂纹的措施。

1)控制焊接化学成分，严格控制硫磷含量，适当提高锰含量，改善焊接组织，减少偏析。

2)控制焊接截面的形状，使宽深比稍大，避免焊接中心的偏差。

3)对于刚性大的焊件，应选择合适的焊接参数、焊接顺序和方向。

4)必要时采取预热和冷却措施，防止热裂纹。

5)提高焊条或焊剂的碱度，减少焊接中的杂质含量，提高分析度。

2.防止冷裂纹的措施。

1)焊接前预热和焊接后缓冷不仅可以降低热影响区的硬度和脆性，还可以加速焊接中氢的向外扩散。

2)选择合适的焊接措施。

3)采用适当的组装和焊接顺序，减少焊接接头的约束应力，改善焊接件的应力状态。

4)选择合适的焊接材料，焊接前干燥焊条和焊剂，随意使用。

5)焊接前，应仔细清除坡口周围基本金属表面的水、锈等污垢，以减少焊缝中氢扩散的含量。

6)焊前应立即除氢，以便氢能从焊接接头中完全漏出。

7)焊接后应立即进行应力消除退火处理，以促进焊缝中的氢向外扩散。

高碳钢由于含碳量高，淬硬强度大，焊接性能差，焊接时易产生高碳马氏体组织，容易产生焊接裂纹，因此，对高碳钢焊接时应合理选择焊接工艺，及时采取措施，以减少裂纹的产生，提高焊接接头性能。