Сварка низкоуглеродистой закаленной и отпущенной стали: Руководство для начинающих

Как высокопрочная сварочная конструкционная сталь, содержание углерода в этом типе стали ограничено до низкого уровня.

Как правило, массовая доля углерода составляет менее 0,18%, а требования к свариваемости также учитываются при разработке состава сплава.

Поэтому сварка низкоуглеродистой закаленной и отпущенной стали в основном аналогична сварке нормализованной стали.

Во время сварки в основном возникают следующие проблемы:

① Горячие трещины в сварном шве и трещины разжижения в зоне термического влияния.

Закаленная и отпущенная сталь с низким содержанием углерода обычно имеет низкую содержание углеродаВысокое содержание марганца и строгий контроль над S и P, поэтому склонность к горячему растрескиванию невелика.

Однако низколегированные сплавы с высоким содержанием никеля и низким содержанием марганца высокопрочная сталь увеличивает склонность к горячему растрескиванию и растрескиванию при разжижении.

② Холодные трещины.

Поскольку эта разновидность стали содержит больше элементы сплава что может улучшить прокаливаемость, он имеет большую склонность к холодному растрескиванию.

Однако из-за высокой Мисс Пойнт Если сталь этого типа можно медленно охлаждать при этой температуре, то образовавшийся мартенсит может подвергнуться "самоотпуску", что в определенной степени снижает склонность к холодному растрескиванию, поэтому склонность к холодному растрескиванию на самом деле не обязательно велика.

③ Разогрейте трещины.

Низкий уровень углерода закалка и отпуск Сталь содержит сильные карбидообразующие элементы, такие как V, Mo, Nb, Cr и т.д., поэтому она имеет определенную склонность к образованию трещин при повторном нагреве.

④ Зона термического воздействия размягчается.

Размягчение происходит в области от первоначальной температуры отпуска основного металла до Ac1 во время сварки.

Чем ниже исходная температура отпуска, тем больше диапазон размягчения и тем серьезнее степень размягчения.

⑤ Охрупчивание в зоне термического влияния.

Если низкоуглеродные мартенсит в зоне перегрева образуется нижний бейнит с объемной долей 10% - 30%, можно получить высокую вязкость.

Однако при слишком высокой скорости охлаждения образуется низкоуглеродистый мартенсит с объемной долей 100%, и вязкость снижается;

При слишком медленной скорости охлаждения, с одной стороны, происходит огрубление зерен, с другой стороны, в зоне перегрева образуется смешанная структура из низкоуглеродистого мартенсита и бейнита плюс компоненты M-A, что приводит к более серьезному охрупчиванию в зоне перегрева.

При сварке закаленной и отпущенной стали с σs ≥ 980 МПа, методы сварки например, аргонодуговая сварка вольфрамовым электродом или электронно-лучевая сварка.

Для низкоуглеродистой закаленной и отпущенной стали с σs<980 МПа, может использоваться для экранированного металла дуговая сваркаАвтоматическая дуговая сварка под флюсом, газовая дуговая сварка металлов и аргоновая дуговая сварка вольфрамовым электродом.

Но для стали с σs ≥ 686 МПа наиболее подходящим вариантом является газовая дуговая сварка. процесс сварки.

Кроме того, при использовании методов сварки с большим тепловыделением и низкой скоростью охлаждения, таких как многопроволочная дуговая сварка под флюсом и электрошлаковая сварка, необходимо проводить послесварочную закалку и отпуск.

Если подача тепла увеличивается до максимально допустимого значения и трещин не избежать, необходимо принять меры по предварительному нагреву.

Для низкоуглеродистой закаленной и отпущенной стали цель предварительного нагрева состоит главным образом в том, чтобы предотвратить холодные трещиныПредварительный подогрев может негативно сказаться на вязкости, поэтому при сварке низкоуглеродистой закаленной и отпущенной стали обычно используется более низкая температура предварительного подогрева (≤ 200 ℃).

Предварительный нагрев в основном предназначен для снижения скорости охлаждения во время превращения мартенсита и повышения трещиностойкости за счет самоотпуска мартенсита.

Когда температура предварительного нагрева слишком высока, нет необходимости предотвращать охлаждение, но это сделает скорость охлаждения 800-500 ℃ ниже критической скорости охлаждения для хрупкой смешанной структуры и сделает зона термического влияния появляются явные признаки охрупчивания.

Поэтому необходимо избегать слепого увеличения температура предварительного нагревавключая межпроходную температуру.

Закаленная и отпущенная сталь с низким содержанием углерода обычно не подвергается термообработке после сварки.

Поэтому при выборе сварочные материалыТребуется, чтобы полученный металл шва имел механические свойства, близкие к основному металлу в сваренном состоянии.

В особых случаях, например, при высокой жесткости конструкции и сложности предотвращения холодных трещин, в качестве присадочного металла следует выбирать материалы с прочностью немного ниже, чем у основного металла.