Le soudage de l’acier à haute teneur en carbone est sujet aux fissures. Quel équipement peut résoudre ce problème ?

Dans les domaines de la fabrication mécanique, du traitement des moules et des machines d'ingénierie, l'acier à haute teneur en carbone (avec une teneur en carbone de 0,6 % à 1,7 %) est souvent utilisé pour fabriquer des composants clés tels que des outils de coupe, des engrenages et des arbres en raison de sa résistance et de sa dureté élevées. Cependant, le soudage de l'acier à haute teneur en carbone a toujours été un défi pour l'industrie, car il est extrêmement sujet aux fissures après le soudage, ce qui affecte non seulement la durée de vie de la pièce à usiner, mais peut également provoquer des accidents de sécurité. Cet article analysera les principales raisons de la fissuration dans le soudage des aciers à haute teneur en carbone, recommandera un équipement de soudage approprié et fournira des suggestions de sélection d'équipement pour aider les praticiens à surmonter les goulots d'étranglement techniques dans le soudage des aciers à haute teneur en carbone.

I. Choisir le bon équipement est essentiel, et trois types de machines à souder conviennent au soudage des aciers à haute teneur en carbone

1. Machine de soudage TIG pulsé : adaptée au soudage de précision de l'acier à haute teneur en carbone à paroi mince
• La machine à souder TIG pulsée permet d'obtenir un « contrôle précis de l'apport de chaleur » grâce à une sortie de courant d'impulsion périodique. Le courant de pointe de l'impulsion est utilisé pour faire fondre le métal afin de former un bain de fusion, tandis que le courant de base maintient la stabilité de l'arc et réduit l'apport de chaleur, réduisant ainsi efficacement la taille de la zone affectée thermiquement et la probabilité de formation de martensite. Son avantage réside dans la belle formation des cordons de soudure et dans l'absence de projections. Il convient aux pièces en acier à haute teneur en carbone à paroi mince d'une épaisseur inférieure à 3 mm (telles que les inserts de moule de précision et les petits outils de coupe). De plus, la protection contre le gaz argon peut réduire la pénétration d’hydrogène et réduire le risque de fissuration induite par l’hydrogène.
• Cependant, l’efficacité du soudage des machines à souder TIG pulsé est relativement faible. Ils nécessitent une alimentation manuelle en fil et ont des exigences techniques élevées pour les opérateurs, ce qui les rend inadaptés au soudage de plaques épaisses en grandes séries.
2. Machine de soudage à l'arc manuelle à faible teneur en hydrogène (avec fonction de préchauffage) : convient au soudage conventionnel de plaques d'épaisseur moyenne
• La machine de soudage à l'arc manuelle à faible teneur en hydrogène, utilisée conjointement avec des électrodes à faible teneur en hydrogène, peut isoler efficacement l'air avec le revêtement de l'électrode, réduisant ainsi l'incorporation d'hydrogène et réduisant ainsi le risque de fissuration induite par l'hydrogène à la source. Certains modèles haut de gamme sont équipés d'une fonction de préchauffage qui peut préchauffer la pièce à 150-300°C, ralentissant la vitesse de refroidissement, supprimant la formation de martensite et libérant une certaine contrainte thermique. Ce type de machine à souder a un faible seuil de fonctionnement et convient aux pièces en acier à haute teneur en carbone d'épaisseur moyenne d'une épaisseur de 5 à 20 mm (telles que les engrenages et les pièces d'arbre). De plus, le coût des équipements est modéré, offrant un bon rapport qualité-prix.
3. Machine de soudage à l'arc sous gaz métallique (MIG/MAG, avec fonction à double impulsion) : convient au soudage de plaques épaisses en grands lots
• La machine à souder MIG/MAG avec fonction à double impulsion contrôle le transfert de gouttelettes via des impulsions à haute fréquence, obtenant « un faible apport de chaleur et une efficacité de dépôt élevée ». Elle peut à la fois réduire la largeur de la zone affectée par la chaleur pour éviter des structures trempées excessives et augmenter la vitesse de soudage pour répondre aux besoins de la production en grande série. Pendant le soudage, un mélange de gaz riche en argon est utilisé, qui offre une meilleure protection que l'argon pur et peut réduire davantage la pénétration d'hydrogène. Certains modèles disposent également d'un mode « soulagement des contraintes » qui aide à relâcher les contraintes de soudage en ajustant la forme d'onde du courant.
• Ce type de machine à souder convient aux pièces épaisses en acier à haute teneur en carbone d'une épaisseur supérieure à 8 mm (telles que les structures porteuses de machines d'ingénierie et les grands carters de boîtes de vitesses). Cependant, le coût de l'équipement est relativement élevé et il doit être utilisé conjointement avec du fil de soudage spécialisé à faible teneur en hydrogène.

II. La sélection de l'équipement doit être basée sur le scénario et les processus doivent être combinés pour prévenir davantage les fissures.

• Pour les pièces de précision à parois minces en petits lots, la machine à souder TIG pulsé est le premier choix. Il doit être utilisé avec une protection contre le gaz argon et un revenu à basse température après soudage pour éliminer davantage les contraintes.
• Pour les pièces d'épaisseur moyenne en moyennes et petites séries, la machine de soudage à l'arc manuelle à faible teneur en hydrogène offre un meilleur rapport qualité-prix. Il doit être combiné avec des processus tels que le séchage des électrodes, le préchauffage des pièces (pour les plaques épaisses) et le refroidissement lent après soudage (recouvrement avec une toile d'amiante).
• Pour les pièces en plaques épaisses en grands lots, la machine à souder MIG/MAG à double impulsion est plus adaptée. Il peut être utilisé avec une alimentation automatique du fil et un traitement de déshydrogénation après soudage pour améliorer l'efficacité et la qualité.

Si vous avez des exigences en matière de machines à souder, veuillez contacter Mme Zhao

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