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高碳钢的焊接方法

放大字体  缩小字体 发布日期:2019-01-16
 高碳钢(High Carbon Steel)是含碳量0.6~1.7%,其密度为7.81g/cm3,硬度达HRC60~65,常称作工具钢,通常要进行淬火和回火。由于含碳量高水淬时容易产生裂纹,所以多采用双液淬火,小型零件多采用油淬。高碳钢的焊接性很差。除了高碳结构钢外,还有包括高碳素钢铸件和碳素工具钢。这类钢厂用作高硬度或耐磨部件零件和工具等,大多为修复和堆焊。高碳钢比中碳钢更容易产生热裂纹,高碳钢对淬火更加敏感,焊接时热影响区及易产生淬硬马氏体组织,所以淬硬倾向和冷裂纹倾向都很大。高碳钢导热性鼻底碳钢差,在焊接高温下晶粒长大快,且碳化物容易在晶界上集聚、长大,使焊缝脆性增大,从而使接头强度降低,同时在接头中引内应力也较大,更容易使裂纹的产生起的。

由于高碳钢焊接性差,大多应用在硬度大或耐磨部件、零件和工具,所以焊接高碳钢常用焊条电弧焊。焊接材料通常根据港的含碳量、工件设计、使用条件等,选择合适的金属,焊缝要与母材性能完全相同是很困难的,这类钢的抗拉强度大多在675MPa之上,选用的焊接材料以产品设计要求而定。要求强度高时,一般用J7O7或J607;要求强度不高时,可用J507或J506等焊条;或者分别选用与以上强度等级相当的低合金钢焊条、金属。所有焊接材料都应当是低氢型的。必要时也可以用铬镍奥氏体不锈钢焊条焊接,焊条牌号与中碳钢焊条相同,如:A102;A107;A302;A307等,可不预热焊接,但焊件刚度大时,焊前适当预热。

焊接操作时,在焊前先对焊件进行退火处理,以减小裂纹倾向。采用结构钢焊接时焊前必须预热,预热温度控制在250~350℃之上。焊前注意按规定烘干焊条,并放在保温箱或保温筒内,以防受潮。焊前对工件必须清理干净,采取与中碳钢相同的焊接工艺措施,如:减小熔合比,小电流低焊速,连续焊等,并采取措施以减小内应力。

在机加工在中使用的车刀、刨刀等很多刀具是由刀头与刀体焊接而成的。刀头有相当部分是合金工具钢(含碳量0.8~1.4%),刀体一般由中碳钢(含碳量0.4~0.6%)或低碳合金钢(如40Cr)制造。刀具在工作过程中承受巨大的应力,尤其是受压缩弯曲和冲击,因此要求接头强度高,质量可靠。合金工具钢的高硬度和高强度是靠其中的高碳来完成。因此焊接时,为了保证其成分、组织和性能不受损坏,特别是要防止材料受高温氧化脱碳,因此合金工具钢一般采用钎焊,常用的钎焊方法为:铜基或银基钎焊,应用最广的是黄铜钎焊;为了提高钎料的强度或湿润性通常加入Mn、Mo、Zr等元素。钎剂可用脱水硼砂与硼酸混合,或配套市售钎剂。  

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