高碳钢的含碳量大于0.60%,由于含碳量很高,因此,焊接性较差。
高碳钢在焊接时,由于焊接高温的影响,碳化物容易在晶界处积聚长大,并且晶粒长大快,使接头强度降低。钢的含碳量增加,使钢在焊接时对淬硬和冷裂的倾向增大,又因高碳钢的导热性能也比低碳钢差,故在熔池及热影响区急剧冷却时,将产生脆硬组织,在结构中引起很大的应力集中,结果导致形成冷裂纹。高碳钢焊接的主要问题是,焊缝区容易产生热裂纹,近缝区极易形成冷裂纹。
高碳钢的气焊,焊前预热和焊后热处理是焊接的主要工艺措施。焊前进行预热,即将焊件坡口及两边各25~30mm范围(连同引出板)内的金属一起加热到800~900℃,最好将焊接区域底下垫铺的耐火砖表面也预热到红热,以利于保温;焊件在焊后应整体退火,以消除焊接残余应力,然后根据需要进行其它的热处理。高碳钢焊件在焊后也可以进行高温回火,回火温度为700~800℃,这样,可以消除应力,防止产生裂纹,并改善焊缝的脆性组织。
厚度等于或大于5mm以上的高碳钢焊件,应尽量开x形坡口。采用反面中间分段焊,以消除焊缝中的裂纹。这种焊法就是焊好正面之后,在焊反面时,先从焊件的中间向一侧施焊,然后再焊另一侧,接头重叠10mm左右。
当焊接要求不高的高碳钢焊件时,可采用低碳钢焊丝;当焊接要求较高的高碳钢焊件时,则应选用与母材化学成分相近的焊丝,甚至选用合金结构钢焊丝。
焊接高碳钢可采用微碳化焰。焊前应用汽油清除焊接区表面的油垢。在焊接时,制备引出板,将焊缝首尾引出。引出板应与焊件等厚,并且材料与焊件相同。
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