Yüksek karbonlu çelik, %{0}},6'dan daha yüksek w(C) değerine sahip, orta karbonlu çelikten daha fazla sertleşme eğilimi gösteren ve soğuk çatlak oluşumuna karşı daha hassas olan yüksek karbonlu martensit oluşturan karbon çeliğini ifade eder. Aynı zamanda, kaynak ısısından etkilenen bölgede oluşan martensit yapısı sert ve kırılgandır, bu da birleştirmenin plastisitesinde ve tokluğunda büyük bir azalmaya yol açar. Bu nedenle, yüksek karbonlu çeliğin kaynaklanabilirliği oldukça zayıftır ve birleştirmenin performansını sağlamak için özel kaynak işlemleri benimsenmelidir. . Bu nedenle, kaynaklı yapılarda genellikle nadiren kullanılır. Yüksek karbonlu çelik, esas olarak şaftlar, büyük dişliler ve kaplinler gibi yüksek sertlik ve aşınma direnci gerektiren makine parçalarında kullanılır [1]. Çelikten tasarruf etmek ve işleme sürecini basitleştirmek için, bu makine parçaları genellikle kaynaklı yapılarla birleştirilir. Yüksek karbonlu çelik bileşenlerin kaynak sorunları, ağır makine imalatında da karşılaşılmaktadır. Yüksek karbonlu çelik kaynaklı parçaların kaynak prosesi formüle edilirken, oluşabilecek çeşitli kaynak hataları kapsamlı bir şekilde analiz edilmeli ve buna uygun kaynak prosesi önlemleri alınmalıdır.
1 Yüksek karbonlu çeliğin kaynaklanabilirliği
1.1 Kaynak yöntemi
Yüksek karbonlu çelikler çoğunlukla yüksek sertliğe ve yüksek aşınma direncine sahip yapılarda kullanıldığından başlıca kaynak yöntemleri elektrot ark kaynağı, sert lehimleme ve tozaltı ark kaynağıdır.
1.2 Kaynak malzemeleri
Yüksek karbonlu çeliğin kaynağı genellikle birleştirme ve ana metalin mukavemetini gerektirmez. Elektrot ark kaynağında genellikle güçlü kükürt giderme kabiliyetine sahip, biriktirilen metalde düşük difüze edilebilir hidrojen içeriğine sahip ve iyi tokluğa sahip düşük hidrojenli elektrotlar kullanılır. Kaynak metalinin ve ana metalin mukavemeti gerektiğinde, ilgili seviyedeki düşük hidrojenli tip elektrot seçilmelidir; kaynak metalinin ve ana metalin mukavemeti gerekmediğinde, ana metalin mukavemetinden daha düşük mukavemet seviyesine sahip düşük hidrojenli tip elektrot seçilmelidir. Ana metalden daha yüksek mukavemet sınıfına sahip kaynak elektrotları seçilemez. Kaynak sırasında ana metalin ön ısıtmaya tabi tutulmasına izin verilmiyorsa, ısıdan etkilenen bölgede soğuk çatlakları önlemek için, iyi plastisite ve güçlü çatlak direncine sahip östenitik yapılar elde etmek için östenitik paslanmaz çelik elektrotlar kullanılabilir.
1.3 Oluk hazırlama
Kaynak metalindeki karbon kütle oranını sınırlamak için füzyon oranı düşürülmeli, bu nedenle kaynak sırasında genellikle U veya V şeklinde oluklar kullanılmalı, oluğun her iki tarafındaki 20 mm'lik alan içinde kalan yağ lekeleri ve pasların temizlenmesine dikkat edilmelidir.
1.4 Ön ısıtma
Yapısal çelik elektrotları kaynakta kullanıldığında, kaynak öncesinde ön ısıtma yapılmalı ve ön ısıtma sıcaklığı 250 derece ile 350 derece arasında kontrol edilmelidir.
1.5 Katmanlar Arası İşleme
Çok katmanlı çok geçişli kaynakta, ilk geçişte küçük çaplı elektrotlar ve düşük akımlı kaynak kullanılır. Genellikle, iş parçası yarı dikey kaynakta yerleştirilir veya kaynak çubuğu yanal olarak sallanacak şekilde kullanılır, böylece temel metalin tüm ısıdan etkilenen bölgesi kısa sürede ısıtılarak ön ısıtma ve ısı koruma etkisi elde edilir.
1.6 Kaynak sonrası ısıl işlem
Kaynak işleminden hemen sonra, iş parçasını ısıtma fırınına koyun ve gerilim giderme tavlaması için 650 derecede tutun.
2 Yüksek karbonlu çeliklerin kaynak kusurları ve önleyici tedbirler
Yüksek karbonlu çeliklerin sertleşme eğiliminin yüksek olması nedeniyle kaynak sırasında sıcak ve soğuk çatlakların oluşması muhtemeldir.
2.1 Termal çatlaklara yönelik önleyici tedbirler
1) Kaynağın kimyasal bileşimini kontrol edin, kükürt ve fosfor içeriğini sıkı bir şekilde kontrol edin ve kaynak yapısını iyileştirmek ve ayrışmayı azaltmak için manganez içeriğini uygun şekilde artırın.
2) Kaynağın kesit şeklini kontrol edin ve kaynak merkezinde ayrışmayı önlemek için genişlik-derinlik oranı biraz daha büyük olmalıdır.
3) Yüksek rijitliğe sahip parçaların kaynaklanmasında, uygun kaynak parametreleri, uygun kaynak sırası ve yönü seçilmelidir.
4) Gerekiyorsa sıcak çatlakların oluşmasını önlemek için ön ısıtma ve yavaş soğutma önlemleri alın.
5) Kaynaktaki kirlilik içeriğini azaltmak ve ayrışma derecesini iyileştirmek için elektrodun veya akının bazikliğini artırın.
2.2 Soğuk çatlaklara karşı önleyici tedbirler
1) Kaynaktan önce ön ısıtma yapılması ve kaynaktan sonra yavaş soğutma yapılması, ısıdan etkilenen bölgenin sertliğini ve kırılganlığını azaltmakla kalmayıp, aynı zamanda kaynakta hidrojenin dışarıya doğru yayılmasını da hızlandırır.
2) Uygun kaynak ölçülerini seçin.
3) Kaynaklı eklemin sınırlama gerilimini azaltmak ve kaynaklı birleştirmenin gerilim durumunu iyileştirmek için uygun montaj ve kaynak sırasını benimseyin.
4) Uygun kaynak malzemelerini seçin, kaynak yapmadan önce elektrotları ve akıları kurutun ve ihtiyaç halinde kullanın.
5) Kaynak öncesinde, oluğun etrafındaki temel metalin yüzeyindeki su, pas ve diğer kirleticiler dikkatlice temizlenerek kaynaktaki yayılabilir hidrojen içeriği azaltılmalıdır.
6) Kaynak birleştirme noktasından hidrojenin tam olarak çıkabilmesi için kaynaktan hemen önce dehidrojenasyon işlemi yapılmalıdır.
7) Kaynakta hidrojenin dışarıya doğru yayılmasını sağlamak için kaynaktan hemen sonra gerilim giderme tavlama işlemi yapılmalıdır.
3. Sonuç
Yüksek karbon içeriği, yüksek sertleştirilebilirlik ve yüksek karbonlu çeliğin zayıf kaynaklanabilirliği nedeniyle, kaynak sırasında yüksek karbonlu martensitik yapı üretmek kolaydır ve kaynak çatlakları üretmek kolaydır. Bu nedenle, yüksek karbonlu çelik kaynak yaparken makul bir kaynak işlemi seçilmelidir. Ve kaynak çatlaklarının oluşumunu azaltmak ve kaynaklı bağlantıların performansını iyileştirmek için zamanında ilgili önlemleri alın.
