高碳鋼的焊接

高碳鋼由于碳含量更高，因此焊接性也更差，多為焊補(bǔ)和堆焊。焊接方法一般采用焊條電弧焊和氣焊。對(duì)于結(jié)構(gòu)件，尤其是承受動(dòng)載荷的結(jié)構(gòu)一般不采用高碳鋼作為結(jié)構(gòu)材料。

一、高碳鋼的焊接特點(diǎn)

1） 高碳鋼比中碳鋼焊接時(shí)產(chǎn)生熱裂紋的傾向更大。

2）  高碳鋼對(duì)淬火更加敏感，所以近縫區(qū)極易形成馬氏體淬硬組織，如工藝措施不當(dāng)，則在近縫區(qū)會(huì)產(chǎn)生冷裂紋。

3）  高碳鋼焊接時(shí)由于受焊接高溫的影響，晶粒長(zhǎng)大快，碳化物容易在晶界上積聚、長(zhǎng)大，焊縫脆弱，使焊接接頭強(qiáng)度降低。

4）  高碳鋼導(dǎo)熱性能比低碳鋼差，因此在熔池急劇冷卻時(shí)會(huì)在焊縫中引起很大的內(nèi)應(yīng)力，這種內(nèi)應(yīng)力很容易導(dǎo)致形成裂紋。

二、高碳鋼的焊接工藝

1.       高碳鋼的焊條電弧焊工藝

1)       高碳鋼焊接時(shí)，一般不要求接頭與基本金屬等強(qiáng)度，通常選用低氫型焊條。

2)       焊前要嚴(yán)格清理待焊處的鐵銹和油污，焊件厚度大于10mm時(shí)，焊前應(yīng)預(yù)熱至200~300°C,一般直流反接，焊接電流應(yīng)比焊低碳鋼小10%左右。

3)       焊條在焊接前應(yīng)進(jìn)行400~450°C烘干（1~2）h，以除去藥皮中潮氣及結(jié)晶水，并在100°C下保溫，隨用隨取，以便減小焊縫金屬中氧和氫的含量，防止裂紋和氣孔的產(chǎn)生。

4)       焊接厚度在5mm以下時(shí)，可不開(kāi)坡口直接從兩邊焊接，焊條應(yīng)作直線往返擺動(dòng)。

5)       為了降低融合比，以減少焊縫中的碳含量，高碳鋼最好開(kāi)坡口多層焊接。對(duì)U形和雙Y形坡口多層焊時(shí)，第一層應(yīng)采用小直徑焊條，壓低電弧沿坡口根部焊接，焊條僅作直線運(yùn)動(dòng)。以后各層焊接應(yīng)根據(jù)焊縫寬度，采用環(huán)形運(yùn)條法，每層焊縫應(yīng)保持在3~4mm厚度。對(duì)雙Y形坡口應(yīng)兩邊交替施焊，焊接時(shí)要降低焊接速度以使熔池緩冷，在最后一道焊縫上要加蓋“退火”焊道，以防止基本金屬表面產(chǎn)生硬化層。

6)       定位焊時(shí)應(yīng)采用小直徑焊條焊透。由于高碳鋼裂紋傾向大，定位焊縫應(yīng)比焊接低碳鋼時(shí)長(zhǎng)些，定位焊點(diǎn)的間距也應(yīng)適當(dāng)縮短。焊接時(shí)不允許在基本金屬的表面引弧。收弧時(shí)，必須將弧坑填滿，熔敷金屬可以高出正常焊縫，以減少收弧處的氣孔和裂縫。焊件焊后應(yīng)進(jìn)行600~650°C的回火處理，以清除應(yīng)力、固定組織、防止裂紋、改善性能。

2.       高碳鋼的氣焊工藝

高碳鋼氣焊前應(yīng)對(duì)焊件進(jìn)行預(yù)熱，焊后整體退火以消除焊接應(yīng)力，然后再根據(jù)需要進(jìn)行其他熱處理；也可焊后進(jìn)行高溫回火（700~800°C），以消除應(yīng)力，防止裂紋產(chǎn)生并改善焊縫組織。氣焊時(shí)采用低碳鋼焊絲或與母材成分相近的焊絲，火焰采用碳化焰。焊前徹底清除焊接區(qū)表面的污物，焊接時(shí)要制備與焊件材質(zhì)相同、等厚的引出板。