Explorando os desafios da soldagem de aço com alto teor de carbono

Explorando os desafios da solda em aços com alto teor de carbono

Explorando os desafios da soldagem de aço com alto teor de carbono

Aço de alto carbono refere-se a um tipo de aço carbono com teor de carbono (c) superior a 0,6%.

É mais propenso ao endurecimento em comparação ao aço de médio carbono e forma martensita com alto teor de carbono, que é propensa à formação de trincas a frio.

A estrutura martensítica formada na zona afetada pelo calor da soldagem possui propriedades duras e quebradiças, levando a uma diminuição significativa na plasticidade e tenacidade da junta. Como resultado, a soldabilidade do aço de alto carbono é baixa e um processo de soldagem especializado deve ser utilizado para manter o desempenho da junta.

Devido à sua baixa soldabilidade, o aço com alto teor de carbono não é comumente usado em estruturas de soldagem.

O aço com alto teor de carbono é usado principalmente em peças de máquinas que exigem alta dureza e resistência ao desgaste, como eixos rotativos, engrenagens grandes e acoplamentos.

Para conservar o aço e simplificar a tecnologia de processamento, essas peças de máquinas são frequentemente unidas por soldagem.

A fabricação de máquinas pesadas também pode envolver a soldagem de peças de aço com alto teor de carbono.

Ao desenvolver o processo de soldagem para componentes de aço com alto teor de carbono, é importante analisar minuciosamente possíveis defeitos de soldagem e implementar medidas adequadas ao processo de soldagem.

Explorando os desafios da soldagem de aço com alto teor de carbono

1. Soldabilidade de aço de alto carbono

1.1 Método de arco

O aço de alto carbono é utilizado principalmente em estruturas que exigem alta dureza e resistência ao desgaste, e normalmente é soldado por soldagem a arco de eletrodo, brasagem ou soldagem por arco submerso.

1.2 Materiais de construção

A soldagem de aço com alto teor de carbono não exige necessariamente que a junta e o metal base tenham resistência igual.

Para soldagem a arco com eletrodo, normalmente são usados ​​​​eletrodos com baixo teor de hidrogênio, com forte capacidade de dessulfurização, baixo teor de hidrogênio difusível no metal depositado e boa tenacidade.

Se a resistência do metal de solda e do metal base for necessária, um eletrodo com baixo teor de hidrogênio e de grau apropriado deverá ser selecionado.

No entanto, se a resistência do metal de solda e do metal base não for necessária, um eletrodo com baixo teor de hidrogênio e com um nível de resistência inferior ao do metal base deve ser selecionado.

É importante evitar selecionar um eletrodo com nível de resistência superior ao do metal base.

Se o pré-aquecimento do metal base não for possível durante a soldagem, um eletrodo de aço inoxidável austenítico pode ser usado para evitar trincas a frio na zona afetada pelo calor, resultando em uma estrutura austenítica com boa plasticidade e resistência a trincas.

1.3 Preparação do telhado

Para limitar o teor de carbono no metal de solda, a taxa de fusão deve ser reduzida. Como resultado, ranhuras em forma de U ou V são comumente usadas durante a soldagem. É importante limpar quaisquer manchas de óleo e ferrugem dentro de 20 mm em ambos os lados da ranhura.

1.4 Preaquecimento

Ao soldar com eletrodos de aço estrutural, o pré-aquecimento é necessário e deve ser realizado antes da soldagem. A temperatura de pré-aquecimento deve ser controlada dentro da faixa de 250°C a 350°C.

1,5 Tratamento intercamada

Na soldagem multicamadas e multipasses, o primeiro passe é normalmente realizado usando um eletrodo de pequeno diâmetro e baixa corrente.

A peça geralmente é posicionada na soldagem semivertical, ou a haste de soldagem é usada para balançar lateralmente, permitindo que toda a zona afetada pelo calor do metal base seja aquecida rapidamente, conseguindo assim os efeitos de pré-aquecimento e preservação do calor.

1.6 Tratamento térmico de solda

Imediatamente após a soldagem, a peça deve ser colocada em um forno de aquecimento e submetida a isolamento térmico a 650°C para recozimento com alívio de tensão.

Explorando os desafios da soldagem de aço com alto teor de carbono

2. Defeitos de soldagem de aço de alto carbono e medidas preventivas

O aço com alto teor de carbono tem uma forte tendência ao endurecimento, tornando-o suscetível a trincas a quente e a frio durante a soldagem.

2.1 Medidas de prevenção para fissuras térmicas

(1) Controle da Composição Química da Solda

É importante controlar rigorosamente o teor de enxofre e fósforo e aumentar o teor de manganês de forma adequada para melhorar a estrutura da solda e reduzir a segregação.

(2) Controle do formato da seção de solda

A relação de aspecto deve ser um pouco maior para evitar segregação no centro da solda.

(3) Soldagens com Alta Rigidez

Para soldagens com alta rigidez, parâmetros, sequência e direção de soldagem apropriados devem ser selecionados.

(4) Medidas de pré-aquecimento e resfriamento lento

Se necessário, medidas de pré-aquecimento e resfriamento lento devem ser implementadas para evitar trincas a quente.

(5) Aumento na Alcalinidade do Eletrodo ou Fluxo

Aumentar a alcalinidade do eletrodo ou do fluxo pode reduzir as impurezas na solda e aumentar a segregação.

2.2 Medidas de prevenção (4)

(1) Pré-aquecimento e resfriamento lento

O pré-aquecimento antes da soldagem e o resfriamento lento após a soldagem podem reduzir a dureza e a fragilidade da zona afetada pelo calor e acelerar a difusão do hidrogênio na solda.

(2) Seleção de Medidas de Soldagem Apropriadas

(3) Adoção de sequência adequada de montagem e soldagem

Para reduzir a tensão de restrição nas juntas soldadas e melhorar o estado de tensão das soldagens, uma sequência adequada de montagem e soldagem deve ser empregada.

(4) Seleção Apropriada de Materiais de Soldagem

A haste de soldagem e o fluxo devem ser secos e usados ​​imediatamente antes da soldagem.

(5) Remoção de Contaminantes

Antes da soldagem, água, ferrugem e outros contaminantes na superfície do metal base ao redor da ranhura devem ser completamente removidos para reduzir o teor de hidrogênio difusível na solda.

(6) Tratamento de Desidrogenação

O tratamento imediato de desidrogenação deve ser realizado antes da soldagem para garantir que o hidrogênio seja totalmente removido da junta soldada.

(7) Recozimento para alívio de tensão

Imediatamente após a soldagem, deve ser realizado um tratamento de recozimento com alívio de tensões para promover a difusão do hidrogênio na solda.

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