Comment souder l'acier à haute teneur en manganèse ?

L'acier à haute teneur en manganèse est un acier allié dont la teneur en manganèse est supérieure à 10%. Après la mise en solution, une petite quantité de carbure reste non dissoute dans l'acier à haute teneur en manganèse. Lorsque cette quantité est faible et qu'elle répond aux normes d'inspection, elle peut encore être utilisée.

Outre le carbone, le manganèse, le silicium, le soufre et le phosphore, l'acier à haute teneur en manganèse est également allié au nickel, titaneLe chrome, le vanadium, le molybdène et le niobium sont utilisés pour améliorer les performances de l'appareil.

Les types courants d'acier à haute teneur en manganèse sont les suivants : ZGMn13-1, ZGMn13-2, ZGMn13-3, ZGMn13-4, etc. En chauffant l'acier à haute teneur en manganèse dans une fourchette de 1000 à 1100°C, un seul acier à haute teneur en manganèse peut être utilisé. austénite peut être obtenue.

L'acier conserve son austénite Il a une structure plus fine et une ténacité élevée après une trempe rapide dans l'eau (également connue sous le nom de traitement de durcissement à l'eau). Sa dureté est assez faible (170-230HB), ce qui lui permet de subir une déformation plastique lorsque sa surface est touchée.

En raison du renforcement de la déformation, l'écrouissage se produit dans la couche déformée du métal, ce qui augmente considérablement la dureté de la couche superficielle (500-600HB). À mesure que l'on s'éloigne de la surface du métal, la dureté diminue progressivement.

En général, l'épaisseur de la couche trempée est d'environ 10 à 20 mm. Comme les pièces en acier à haute teneur en manganèse continuent à s'user pendant leur utilisation, la couche durcie s'étend également vers l'intérieur sous l'impact continu des charges externes, maintenant ainsi une épaisseur stable.

Il convient de noter que l'acier à haute teneur en manganèse n'est pas résistant à l'usure dans des conditions statiques. Il ne développe une résistance à l'usure que lorsqu'il est continuellement soumis à des charges externes, formant ainsi une couche durcie.

La température de transition de l'acier à haute teneur en manganèse est de -40°C. Dans la production industrielle, il est principalement utilisé pour fabriquer la paroi avant des grands godets d'excavateur, les dents de godet, les roues de support et les plaques résistantes à l'usure pour les concasseurs.

Baguettes de soudage utilisées dans soudage à l'arc Parmi les types d'acier à haute teneur en manganèse, on trouve les baguettes en acier à haute teneur en manganèse, les baguettes en acier allié et les baguettes en acier à faible teneur en carbone. Les baguettes de soudage fabriquées avec une âme en acier à haute teneur en manganèse ne sont utilisées que pour réparer les composants en acier à haute teneur en manganèse et sont rarement utilisées en production aujourd'hui.

Acier allié Les tiges centrales, généralement fabriquées en acier allié Cr-Ni, offrent une meilleure qualité de réparation mais sont plus coûteuses. Elles sont généralement utilisées pour la première couche et comme couche barrière.

Il existe deux types de barres à âme en acier à faible teneur en carbone : les barres en acier à haute teneur en manganèse, telles que D256 (Mn13), D266 (Mn13Mo), principalement utilisées pour les pièces en acier à haute teneur en manganèse soumises à des chocs importants et à l'usure par abrasion.

L'autre catégorie est celle des barres de type Cr-Mn, comme les barres D276 et D277 (2Mn12Cr13Mo). Le métal déposé est une austénite à haute teneur en manganèse qui se transforme en martensite sous un fort impact.

En raison de la teneur élevée en chrome de ces barres, le métal post-soudage présente une bonne résistance à la corrosion. Ces barres sont principalement utilisées pour le surfaçage résistant à la corrosion et le surfaçage d'acier à haute teneur en manganèse, comme les pales de turbines hydrauliques et les dents de godets d'excavateurs.

Fils de soudure utilisés pour le manganèse élevé soudage de l'acier Il s'agit principalement de fils de soudure en acier à haute teneur en manganèse et de fils de soudure en acier allié.

Le fil de soudure dont la teneur en phosphore est inférieure à 0,03% peut être utilisé pour le soudage et la réparation des composants ; le fil dont la teneur en phosphore est supérieure à 0,03% n'est utilisé que pour les travaux de réparation.

Haute teneur en manganèse soudage de l'acier Les séries de fils de soudure en acier allié comprennent le Mn-Ni, le Mn-Cr, le Mn-Mo, le Mn-Ni-Cr ; les séries de fils de soudure en acier allié comprennent le Cr-Ni, le Cr-Ni-Mo. Les fils de soudure en acier allié comprennent Cr-Ni, Cr-Ni-Mo. les types de soudage offrent une grande résistance à la corrosion et peuvent rapidement former une couche durcie en cas d'impact.

Le fil de soudure en acier allié Cr-Ni peut également être utilisé pour joints de soudure d'aciers différents, tels que l'acier à haute teneur en manganèse et l'acier au carbone ou l'acier faiblement allié.

Qu'il s'agisse de surfaçage, de réparation ou de soudage bout à bout, l'acier à haute teneur en manganèse a une faible résistance à la corrosion. soudabilitéLes fissures thermiques peuvent se former sur le cordon de soudure (en raison de l'excès de phosphore et de soufre dans l'acier à haute teneur en manganèse, et du coefficient de dilatation et de la conductivité thermique qui provoquent des fissures cristallines et des fissures de liquéfaction).

Pendant les opérations de soudage, les points suivants doivent être pris en compte : les défauts et les couches durcies environnantes doivent être complètement éliminés par meulage ou à l'air. gougeage à l'arc au carbone. Défauts des pièces de fonderie doivent subir un traitement de durcissement à l'eau avant le soudage afin d'éviter les fissures.

Le contrôle de la température entre les couches est crucial ; avant le surfaçage ou la réparation de l'acier à haute teneur en manganèse, le préchauffage n'est pas nécessaire. Il convient d'utiliser une énergie de ligne plus faible et la température intercouche doit être inférieure à 50°C pour éviter la précipitation d'un excès de carbure dans la zone affectée par la chaleur, ce qui entraînerait une fragilité.

Soudage intermittent ou segment court méthodes de soudage peut minimiser la chaleur sur le matériau de base, évitant ainsi la surchauffe et la fragilisation dans la zone affectée par la chaleur. Le soudage par immersion, où la face arrière de la soudure est immergée dans l'eau pendant le soudage, peut accélérer le refroidissement.

Par rapport aux procédés de soudage sans immersion, le soudage par immersion réduit la précipitation du carbure et empêche la formation de fissures chaudes. Le martelage post-soudure de la soudure peut contribuer à atténuer les contraintes de la soudure et à éviter la formation de fissures.

Lors du rechargement d'un acier à haute teneur en manganèse sur un acier au carbone ou un acier faiblement allié, une couche de transition doit être déposée au préalable afin d'éviter l'apparition de structures de martensite dans la zone de transition (ou de structures incomplètes de martensite). zone de fusion) en raison d'une diminution de la teneur en manganèse, ce qui pourrait entraîner des fissures ou un décollement le long de la ligne de fusion.

Par conséquent, une couche de transition en acier inoxydable austénitique Cr-Ni doit être déposée en premier lieu sur l'acier au carbone ou l'acier faiblement allié. Cette couche de transition peut réaliser une bonne fusion avec l'acier au carbone ou l'acier faiblement allié et l'acier à haute teneur en manganèse, sans former de structures fragiles, empêchant ainsi la formation de fissures.

En résumé, outre le fait de s'assurer que le courant de soudage, la tension de l'arc et la vitesse de soudage sélectionnés peuvent garantir une formation correcte de la soudure et une bonne fusion, la vitesse de refroidissement de la pièce à usiner doit être prise en compte en premier lieu pendant la phase de soudage. processus de soudage.