高碳钢的焊接性与焊接缺陷分析

高碳钢的焊接性与焊接缺陷分析

郝育亮

西北电力建设第三工程有限公司 陕西咸阳 712046

摘 要：高碳钢主要用于要求高硬度和耐磨性的机械零件，例如主轴，大型齿轮和联轴器。为了节省钢材并简化加工技术，这些机器零件通常与焊接结构结合在一起。重型设备制造中也存在焊接高碳钢零件的问题。在制定高碳钢焊接工艺时，有必要综合分析各种焊接缺陷并采取适当的焊接工艺措施。

关键词：高碳钢；焊接性；焊接缺陷

介绍

本文分析高碳钢的可焊性和焊接缺陷主要是为相关人员提供参考材料。

1高碳钢的焊接性分析

1.1焊接材料

材料的焊接性主要是指材料的焊接能力和焊接难度。通常，如果可以通过常规焊接来焊接该材料，则该材料可以被牢固地结合，结构质量良好，并且焊接不显示裂纹，这意味着该材料具有良好的可焊接性。如果材料只能通过特殊的焊接方法获得良好的焊接接头，则意味着该材料具有一定程度的可焊接性。无论焊接过程如何，如果不能有效地焊接材料，则意味着材料的可焊性较差，因此不适合用于需要焊接的设备。在高碳钢材料的焊接过程中，内部碳元素成为焊接杂质，降低了焊接效果，因此碳含量越低，焊接性能越好，反之亦然。主要研究中碳钢的焊接方法，由于中碳钢的可焊性较差，在焊接过程中经常出现裂纹和气孔，并且焊缝断裂，因此高碳钢材料的焊接一般采用电极手工电弧焊。可以选择手工电渣焊来焊接高碳钢结构的大型零件，焊接面积大，焊接强度高。

1.2倒角准备

为了限制焊缝金属中碳的质量分数，有必要降低熔合率，因此通常使用U型或V型凹槽进行焊接，并且必须注意清洁凹槽两侧20mm以内的凹槽以及油脂和铁锈。

1.3热身

预热的目的是减少焊缝与焊缝之间的温度梯度，降低焊缝的冷却速度，减少因温度差异而产生的应力和结构加固，改善焊缝的性能，降低焊缝区域的硬度并减少残余应力。是减少和消除焊缝。接缝区域中的有害气体，例如氢气。预热是防止冷裂的有效方法之一。使用结构钢焊条进行焊接时，必须在焊接前进行预热，并将预热温度调整为250,350。

1.4中间层处理对于多层多道焊，首道采用小直径焊条和低电流焊接。通常，将工件置于半垂直焊接或使用焊条摆到侧面的位置，以便在短时间内加热基材的整个受热影响区域，以获得预热和预热效果。

1.5焊接后的热处理

焊接后，立即将工件放入加热炉中，并保持在650C的温度以缓解应力。焊接后，进行稳定化退火处理（将接头加热到850C，保温2小时，空冷）以进行应力和表面酸洗及钝化处理。对于奥氏体不锈钢轧制炉管和管件，如果需要稳定原材料，则焊接接头必须稳定，并且热处理工艺与原材料相同。

 
　　2高碳钢的焊接缺陷分析 
　　2.1裂纹 

在零件材料的物理化学检查过程中，化学分析结果不稳定，因此某些金属元素的含量发生变化，其他金属杂质容易出现，并且这些杂质之间容易发生焊接裂纹。此外，使用碳弧气刨进行倒角可轻易导致焊缝部分碳化。这样，焊缝形成珠光体的一部分并且变得较脆。在整个结晶过程中极有可能开裂。当使用低氢电极和碱焊剂时，必须控制低氢含量，这对于防止低温裂纹是必不可少的，因此在焊接之前，必须根据规格对电极进行干燥，存储，分配和回收。如果设计允许，则应使用强度比母材低一级的电极进行地板和焊接。采取预热（保持层间温度），后热和其他防冷裂措施。严格控制焊缝金属中的S和P含量，尽可能减少焊接热量输入，并选择合适的坡口尺寸以形成具有较大形状因数的焊缝以防止热裂纹。

2.2转型

在零件的焊接过程中，焊缝变形，但是由于零件的高刚度导致的内应力很大，从而导致焊缝开裂。一些严重的焊接裂纹会由于零件的角度变形和未对准而导致压力容器爆炸，这会导致压力容器的焊接部分出现结构不连续性，从而在焊接边缘产生一系列裂纹。这种缺陷的特征是应力太集中在焊缝中，这增加了风险并增加了发生安全事故的可能性。

　　3高碳钢的焊接缺陷预防措施 
　　3.1防止裂纹措施 
　

（1）需要S0.02，并且碳含量适当地增加以形成双相结构。 （2）在开弧手工焊接中，可以在电极涂层中添加合适的金属或铁合金粉末，并且可以通过电极涂层使焊接合金化。 （3）使用镍基电极可以减少热裂纹。 （4）由于酸性焊条容易开裂，焊接区的柱状晶体会突出，并且非金属夹杂物沿柱状晶界分布，会污染焊接区并引起热裂纹，因此应使用碱性低氢电极。增加焊缝的抗裂性。 （5）短弧焊，低电流（适用于85至95A），快速焊接，多层多道次氩弧焊，由于奥氏体钢的导热系数低和奥氏体钢的熔化深度大而使焊接口的焊接应力在最小范围内。控制它。 （6）为防止弧坑破裂，如果电弧破裂，则应进行弧坑处理。 （7）氢转化炉的上，下尾管是通过冷弯形成的，不允许开裂。尾管表面不得有0.3毫米或以上的刮擦。

3.2注意焊接问题及其工作方式

首先是在焊接前检查气体流量，严格控制气体流量，并彻底清洁焊枪喷嘴。第二是严格控制焊接工艺参数的设置和调整，以实现对地板，充电和表面焊接电流和电压的微调3焊接地板时，电流电压比往往会略高。焊接速度快且薄，避免了高度和死角的增加，不利于焊接以获得更好的熔合和后熔渗透； 4，充电时，电流和电压可适当增加，以适应工艺参数要求的上限可对其进行调节，以使熔池易于流动，并且有害物质会溢出。第五，当焊接表面时，电流和电压适当降低，并且电流趋于稍微变大。将剩余高度的高度提高得不太平坦或太低，可以避免因焊接过热而引起的热缩坑。6，焊接时，层间温度应控制在250以下；第七，注意中间层打磨的难度，它太大了，以免产生凹痕和难以熔化的方块，并防止溢出对焊接有害的物质,8,我们尽可能将焊缝放置在易于焊接的水平位置，9,是在焊接过程中严格控制焊接。每层都很厚，不会溢出危险物质。

3.3加强焊接后的质量控制

焊接后的检查和维护工作也是质量控制的重要组成部分。焊接完成后，应首先清洁表面，并应尽可能平滑地处理焊接区域中的金属渣和尖锐突起。第二个是焊接接头的性能测试，测试内容包括紧密度，强度和连接性能，以便可以有效地将焊接材料整体整合。最后是焊接维修，如果发现焊接不当，则需要根据具体的焊接情况制定相应的维修计划。需要说明的是，在后续使用过程中，如果焊接部位出现问题，则在焊接过程中必须对焊接工作进行记录和组织，以利于信息查询，必须配合解决。

结束语

综上所述，高碳钢具有高碳含量，高淬透性，可焊接性差的特点，因此在焊接过程中容易出现高碳马氏体组织，并且容易出现焊接裂纹，因此在焊接高碳钢时应合理选择焊接工艺并采取适当的措施。采取以减少焊接裂纹的出现并改善焊接接头的性能。

 
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