Wie schweißt man hochmanganhaltigen Stahl?

Hochmanganstahl ist ein legierter Stahl mit einem Mangangehalt von mehr als 10%. Nach der Lösungsbehandlung bleibt eine kleine Menge Karbid in hochmanganhaltigem Stahl ungelöst. Wenn die Menge gering ist und den Inspektionsstandards entspricht, kann er weiterhin verwendet werden.

Neben Kohlenstoff, Mangan, Silizium, Schwefel und Phosphor ist Manganhartstahl auch mit Nickel legiert, TitanChrom, Vanadium, Molybdän und Niob zur Verbesserung der Leistung.

Zu den gängigen Arten von Manganhartstahl gehören ZGMn13-1, ZGMn13-2, ZGMn13-3, ZGMn13-4 und andere. Durch Erhitzen von hochmanganhaltigem Stahl in einem Bereich von 1000 bis 1100°C kann ein einzelner Austenit Struktur erhalten werden kann.

Der Stahl bewahrt seine Austenit Struktur und hat eine hohe Zähigkeit nach schnellem Abschrecken in Wasser (auch bekannt als Wasserzähigkeitsbehandlung). Seine Härte ist recht gering (170-230HB), so dass es sich plastisch verformen kann, wenn seine Oberfläche beschädigt wird.

Infolge der Verfestigung der Verformung kommt es in der verformten Schicht des Metalls zu einer Kaltverfestigung, die die Härte der Oberflächenschicht deutlich erhöht (500-600HB). Mit zunehmender Tiefe von der Metalloberfläche nimmt die Härte allmählich ab.

In der Regel beträgt die Dicke der gehärteten Schicht etwa 10-20 mm. Da Teile aus hochmanganhaltigem Stahl während des Gebrauchs weiter verschleißen, dehnt sich die gehärtete Schicht unter der ständigen Einwirkung äußerer Lasten auch nach innen aus, so dass sie eine stabile Dicke behält.

Es ist zu beachten, dass hochmanganhaltiger Stahl unter statischen Bedingungen nicht verschleißfest ist, er entwickelt nur dann Verschleißfestigkeit, wenn er kontinuierlich durch äußere Lasten belastet wird und eine gehärtete Schicht bildet.

Die Übergangstemperatur von hochmanganhaltigem Stahl liegt bei -40°C. In der industriellen Produktion wird er hauptsächlich für die Vorderwand von großen Baggerschaufeln, Schaufelzähne, Stützräder und verschleißfeste Platten für Brecher verwendet.

Schweißdrähte zur Verwendung in Lichtbogenschweißen Zu den verschiedenen Arten von Manganstahl gehören Kernstangen aus Manganstahl, Kernstangen aus legiertem Stahl und Kernstangen aus kohlenstoffarmem Stahl. Schweißdrähte mit einem Kern aus hochmanganhaltigem Stahl werden nur für die Reparatur von Bauteilen aus hochmanganhaltigem Stahl verwendet und kommen heute in der Produktion kaum noch zum Einsatz.

Legierter Stahl Kernstäbe, die in der Regel aus Cr-Ni legiertem Stahl hergestellt werden, bieten eine bessere Reparaturqualität, sind aber teurer. Diese werden in der Regel für die erste Schicht und als Sperrschicht verwendet.

Es gibt zwei Arten von Kernstäben aus kohlenstoffarmem Stahl: Stäbe aus hochmanganhaltigem Stahl wie D256 (Mn13), D266 (Mn13Mo), die hauptsächlich für Teile aus hochmanganhaltigem Stahl verwendet werden, die starken Stößen und abrasivem Verschleiß ausgesetzt sind.

Der andere Typ sind Cr-Mn-Stangen wie D276 und D277 (2Mn12Cr13Mo). Ihr abgeschiedenes Metall ist hochmanganhaltiger Austenit, der sich in Martensit unter starker Einwirkung.

Aufgrund des hohen Chromgehalts in diesen Stäben weist das nach dem Schweißen entstehende Metall eine gute Korrosionsbeständigkeit auf. Diese Stäbe werden vor allem für korrosionsbeständige Auftragschweißungen und Auftragschweißungen aus hochmanganhaltigem Stahl verwendet, z. B. für Wasserturbinenschaufeln und Baggerschaufelzähne.

Schweißdrähte für hochmanganhaltige Stahlschweißen Dazu gehören vor allem Schweißdraht aus hochmanganhaltigem Stahl und Schweißdraht aus legiertem Stahl.

Schweißdraht mit einem Phosphorgehalt von weniger als 0,03% kann zum Schweißen von Bauteilen und zur Reparatur verwendet werden; Draht mit einem Phosphorgehalt von mehr als 0,03% wird nur für Reparaturarbeiten verwendet.

Hoher Mangangehalt Stahlschweißen Draht-Serien umfassen Mn-Ni, Mn-Cr, Mn-Mo, Mn-Ni-Cr; legierte Stahlschweißdraht-Serien umfassen Cr-Ni, Cr-Ni-Mo. Diese Arten des Schweißens Drähte bieten eine hohe Korrosionsbeständigkeit und können bei Stößen schnell eine gehärtete Schicht bilden.

Schweißdraht aus legiertem Cr-Ni-Stahl kann auch verwendet werden für Schweißnähte von ungleichen Stählen, wie z. B. hochmanganhaltigem Stahl auf Kohlenstoffstahl oder niedrig legiertem Stahl.

Ob beim Auftragen, Reparieren oder Stumpfschweißen, hochmanganhaltiger Stahl hat schlechte SchweißbarkeitDies liegt vor allem daran, dass die Wärmeeinflusszone beim Schweißen zu Versprödung führen kann (aufgrund von Karbidausscheidungen beim Schweißen) und dass sich an der Schweißnaht thermische Risse bilden können (aufgrund des Phosphor- und Schwefelüberschusses in hochmanganhaltigem Stahl sowie des Ausdehnungskoeffizienten und der Wärmeleitfähigkeit, die Kristall- und Flüssigkeitsrisse verursachen).

Bei den Schweißarbeiten ist folgendes zu beachten: Fehlstellen und umliegende gehärtete Schichten sind durch Schleifen oder Abblasen vollständig zu entfernen. Kohlefugenhobeln. Mängel an Gussteilen sollten vor dem Schweißen mit Wasser vorgespannt werden, um Rissbildung zu vermeiden.

Die Kontrolle der Zwischenlagentemperatur ist von entscheidender Bedeutung; vor dem Auftragen oder Reparieren von hochmanganhaltigem Stahl ist ein Vorwärmen nicht erforderlich. Es sollte eine geringere Streckenenergie verwendet werden, und die Zwischenlagentemperatur sollte unter 50 °C liegen, um die Ausscheidung von übermäßigem Karbid in der Wärmeeinflusszone zu verhindern, das zu Sprödigkeit führt.

Intermittierendes Schweißen oder Kurzzeitschweißen Schweißverfahren kann die Wärmeeinwirkung auf das Grundmaterial minimiert werden, wodurch Überhitzung und Versprödung in der Wärmeeinflusszone vermieden werden. Das Eintauchschweißen, bei dem die Rückseite der Schweißnaht während des Schweißens in Wasser getaucht wird, kann die Abkühlung beschleunigen.

Im Vergleich zu nicht eingetauchten Schweißverfahren reduziert das Eintauchschweißen die Karbidausscheidung und verhindert die Bildung von heiße Risse. Das Hämmern der Schweißnaht nach dem Schweißen kann dazu beitragen, die Schweißspannung zu verringern und Rissbildung zu vermeiden.

Beim Auftragen von hochmanganhaltigem Stahl auf Kohlenstoffstahl oder niedrig legierten Stahl sollte zunächst eine Übergangsschicht aufgebracht werden, um das Auftreten von Martensitstrukturen in der Übergangszone (oder unvollständige Fusionszone) aufgrund einer Abnahme des Mangangehalts, was zu Rissen oder Abplatzungen entlang der Schmelzlinie führen könnte.

Daher sollte zunächst eine Übergangsschicht aus austenitischem nichtrostendem Cr-Ni-Stahl auf den Kohlenstoffstahl oder den niedrig legierten Stahl aufgebracht werden. Diese Übergangsschicht kann sowohl mit dem Kohlenstoffstahl oder dem niedrig legierten Stahl als auch mit dem hochmanganhaltigen Stahl eine gute Verschmelzung erreichen, ohne spröde Strukturen zu bilden, und verhindert so die Rissbildung.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass neben der Sicherstellung, dass der gewählte Schweißstrom, die Lichtbogenspannung und die Schweißgeschwindigkeit eine ordnungsgemäße Schweißnahtbildung und eine gute Verschmelzung gewährleisten können, vor allem die Abkühlungsgeschwindigkeit des Werkstücks bei der Planung berücksichtigt werden sollte. Schweißverfahren.