洛陽吉力電焊學校：高碳鋼焊接要求及要點
洛陽吉力電焊學校
高碳鋼是指w （C ）高于0.6 ％的碳鋼，它比中碳鋼具有更大的淬硬傾向，并形成高碳馬氏體，對冷裂紋的形成更為敏感。同時，焊接熱影響區內形成的馬氏體組織，性能硬而脆，導致接頭的塑性和韌性大大下降，因此高碳鋼的焊接性相當差，必須采取特殊的焊接工藝，才能保證接頭的性能。因此，在焊接結構中，一般很少采用。高碳鋼主要用于要求高硬度和耐磨性的機器零部件，如轉軸、大型齒輪和聯軸器等[1] 。為節省鋼材，簡化加工工藝，這些機器零部件也往往采用焊接結構組合而成。在重型機器制造中，也會碰到高碳鋼部件的焊接問題。在制定高碳鋼焊件的焊接工藝時，應全面分析可能產生的各種焊接缺陷，并采取相應的焊接工藝措施。
1 高碳鋼的焊接性
1.1 焊接方法
高碳鋼主要用于高硬度和高耐磨性的結構，所以主要的焊接方法是焊條電弧焊、釬焊和埋弧焊。
1.2 焊接材料
高碳鋼焊接一般不要求接頭與母材等強度。焊條電弧焊時一般選用去硫能力強、熔敷金屬擴散氫含量低、韌性較好的低氫型焊條。在要求焊縫金屬與母材等強度時，應選用相應級別的低氫型焊條；在不要求焊縫金屬與母材等強度時，應選用強度級別低于母材的低氫型焊條，切記不能選擇強度級別比母材高的焊條。如果焊接時母材不允許預熱，為了防止熱影響區冷裂紋，可選用奧氏體不銹鋼焊條，以獲得塑性好、抗裂紋能力強的奧氏體組織。
1.3 坡口制備
為了限制焊縫金屬中碳的質量分數，應減少熔合比，所以焊接時一般采用U 型或V 型坡口，并注意將坡口及坡口兩側20mm 范圍內的油污、鐵銹等處理干凈。
1.4 預熱
采用結構鋼焊條焊接時，焊前必須預熱，預熱溫度控制在250 ℃～350 ℃。
1.5 層間處理
多層多道焊時，第一道焊采用小直徑焊條，小電流焊接。一般將工件置于半立焊或使用焊條橫向擺動，以使整個母材熱影響區都在短時間內受熱，以獲得預熱和保溫效果。
1.6 焊后熱處理
焊后立即將工件放入加熱爐中，在650 ℃進行保溫進行消除應力退火[3] 。
2 高碳鋼的焊接缺陷及防止措施
由于高碳鋼淬硬傾向很大，在焊接時容易出現熱裂紋和冷裂紋。
2.1 熱裂紋的防止措施
1 ）控制焊縫的化學成分，嚴格控制硫、磷的含量，適當提高含錳量，以改善焊縫組織，減少偏析。
2 ）控制焊縫斷面形狀，寬深比要稍大些，以避免焊縫中心的偏析。
3 ）對剛性大的焊件，應選擇合適的焊接參數、合適的焊接次序和方向。
4 ）必要時采取預熱和緩冷措施，來防止熱裂紋的產生。
5 ）提高焊條或焊劑的堿度，以降低焊縫中的雜質含量，改善偏析程度。
2.2 冷裂紋的防止措施[4]
1 ）焊接前預熱和焊后緩冷，不僅可以降低熱影響區的硬度和脆性，而且還可以加速焊縫中的氫向外擴散。
2 ）選擇合適的焊接措施。
3 ）采用合適的裝配和焊接順序，減小焊接接頭的拘束應力，改善焊件的應力狀態。
4 ）選擇合適的焊接材料，焊前要烘干焊條、焊劑，并做到隨取隨用。
5 ）焊前應仔細清除坡口周圍基本金屬表面的水、銹等污物，以降低焊縫中擴散氫的含量。
6 ）焊前應立即進行去氫處理，使氫從焊接接頭中充分逸出。
7 ）焊后應立即進行消除應力的退火處理，促使焊縫中的氫向外擴散。
3 結束語
高碳鋼由于含碳量較高，淬硬性較大而焊接性較差，焊接時容易產生高碳馬氏體組織，容易產生焊接裂紋，因此在高碳鋼焊接時，要合理選擇焊接工藝，并及時采取相應措施，減少焊接裂紋的出現，提高焊接接頭性能。
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