Spawanie stali wysokowęglowej jest podatne na pękanie. Jaki sprzęt może rozwiązać ten problem?

W dziedzinie produkcji mechanicznej, obróbki form i maszyn inżynieryjnych stal wysokowęglowa (o zawartości węgla 0,6–1,7%) jest często używana do produkcji kluczowych elementów, takich jak narzędzia skrawające, koła zębate i wały, ze względu na jej wysoką wytrzymałość i twardość. Jednak spawanie stali wysokowęglowej zawsze było wyzwaniem w branży, ponieważ jest ona niezwykle podatna na pękanie po spawaniu, co nie tylko wpływa na żywotność przedmiotu obrabianego, ale może również powodować wypadki związane z bezpieczeństwem. W tym artykule przeanalizujemy podstawowe przyczyny pękania podczas spawania stali wysokowęglowej, zalecimy odpowiedni sprzęt spawalniczy i przedstawimy sugestie dotyczące wyboru sprzętu, które pomogą specjalistom przełamać techniczne wąskie gardła w spawaniu stali wysokowęglowej.

I. Wybór odpowiedniego sprzętu ma kluczowe znaczenie, a do spawania stali wysokowęglowej nadają się trzy typy spawarek

1. Pulsacyjna spawarka TIG: odpowiednia do precyzyjnego spawania cienkościennej stali wysokowęglowej
• Pulsacyjna spawarka TIG umożliwia „precyzyjną kontrolę dopływu ciepła” poprzez okresowe wytwarzanie prądu impulsowego. Prąd szczytowy impulsu służy do stopienia metalu w celu utworzenia jeziorka, podczas gdy prąd bazowy utrzymuje stabilność łuku i zmniejsza dopływ ciepła, skutecznie zmniejszając wielkość strefy wpływu ciepła i prawdopodobieństwo powstania martenzytu. Jego zaletą jest piękny kształt spoiny i brak odprysków. Nadaje się do cienkościennych części ze stali wysokowęglowej o grubości mniejszej niż 3 mm (takich jak precyzyjne wkładki do form i małe narzędzia skrawające). Co więcej, ochrona gazem argonowym może zmniejszyć wnikanie wodoru i zmniejszyć ryzyko pęknięć wywołanych wodorem.
• Jednak wydajność spawania pulsacyjnymi spawarkami TIG jest stosunkowo niska. Wymagają ręcznego podawania drutu i stawiają wysokie wymagania techniczne operatorom, przez co nie nadają się do spawania grubych blach w dużych seriach.
2. Ręczna spawarka łukowa o niskiej zawartości wodoru (z funkcją podgrzewania): Nadaje się do konwencjonalnego spawania blach o średniej grubości
• Ręczna spawarka łukowa o niskiej zawartości wodoru, stosowana w połączeniu z elektrodami o niskiej zawartości wodoru, może skutecznie izolować powietrze za pomocą powłoki elektrody, ograniczając wnikanie wodoru, a tym samym zmniejszając ryzyko pękania u źródła wywołanego wodorem. Niektóre modele z najwyższej półki są wyposażone w funkcję podgrzewania wstępnego, która może podgrzać obrabiany przedmiot do temperatury 150–300°C, spowalniając szybkość chłodzenia, zapobiegając tworzeniu się martenzytu i uwalniając pewne naprężenia termiczne. Ten typ spawarki ma niski próg operacyjny i nadaje się do części ze stali wysokowęglowej średniej grubości o grubości 5-20 mm (takich jak koła zębate i części wałów). Co więcej, koszt sprzętu jest umiarkowany, co zapewnia dobry stosunek jakości do ceny.
3. Spawarka łukowa w gazie metalowym (MIG/MAG, z funkcją podwójnego impulsu): odpowiednia do spawania grubych blach w dużych seriach
• Spawarka MIG/MAG z funkcją podwójnego impulsu kontroluje przenoszenie kropli za pomocą impulsów o wysokiej częstotliwości, uzyskując „niski dopływ ciepła i wysoką wydajność osadzania”. Może zarówno zmniejszyć szerokość strefy wpływu ciepła, aby uniknąć nadmiernego hartowania struktur, jak i zwiększyć prędkość spawania, aby sprostać potrzebom produkcji wielkoseryjnej. Podczas spawania stosowana jest mieszanka gazów bogata w argon, która zapewnia lepszą ochronę niż czysty argon i może dodatkowo ograniczyć wnikanie wodoru. Niektóre modele posiadają także tryb „odprężania”, który pomaga złagodzić naprężenia spawalnicze poprzez regulację kształtu fali prądu.
• Ten typ spawarki nadaje się do grubych części ze stali wysokowęglowej o grubości większej niż 8 mm (takich jak konstrukcje nośne maszyn inżynieryjnych i duże obudowy skrzyń biegów). Jednak koszt sprzętu jest stosunkowo wysoki i należy go stosować w połączeniu ze specjalistycznym drutem spawalniczym o niskiej zawartości wodoru.

II. Wybór sprzętu powinien opierać się na scenariuszu, a procesy powinny być połączone, aby jeszcze bardziej zapobiec pękaniu

• W przypadku małych serii precyzyjnych części cienkościennych pierwszym wyborem jest spawarka pulsacyjna TIG. Należy go stosować z ochroną argonową i odpuszczaniem w niskiej temperaturze po spawaniu, aby jeszcze bardziej wyeliminować naprężenia.
• W przypadku średnich i małych partii części o średniej grubości, ręczna spawarka łukowa o niskiej zawartości wodoru zapewnia lepszy stosunek jakości do ceny. Należy to połączyć z takimi procesami, jak suszenie elektrody, wstępne podgrzewanie przedmiotu obrabianego (w przypadku grubych blach) i powolne chłodzenie po spawaniu (przykrywanie tkaniną azbestową).
• W przypadku dużych partii grubych blach bardziej odpowiednia jest spawarka dwuimpulsowa MIG/MAG. Można go stosować z automatycznym podawaniem drutu i odwodornieniem po spawaniu, aby poprawić wydajność i jakość.

Jeśli masz wymagania dotyczące spawarki, skontaktuj się z panią Zhao

E-mail: pdkj@gd-pw.com

Telefon: + 13631765713