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Können alle Kohlenstoffstähle geschweißt werden?

Je nach chemischer Zusammensetzung kann Stahl in zwei Kategorien eingeteilt werden: Kohlenstoffstahl und legierter Stahl.

Kohlenstoffstahl wird unterteilt in: 

① kohlenstoffarmer Stahl, Kohlenstoffgehalt weniger als 0.25%; 

② Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt, Kohlenstoffgehalt beträgt 0.25%-0.6%; 

③ Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt, Kohlenstoffgehalt ist größer als 0.6%;

Baustahl ist Kohlenstoffstahl mit einem Kohlenstoffgehalt von weniger als 0.25%. Wegen seiner geringen Festigkeit, geringen Härte und Weichheit wird er auch Baustahl genannt. Es umfasst die meisten gewöhnlichen Kohlenstoffbaustähle und einige hochwertige Kohlenstoffbaustähle. Die meisten von ihnen werden für Konstruktionsbauteile ohne Wärmebehandlung verwendet, und einige werden für mechanische Teile verwendet, die nach dem Aufkohlen und anderen Wärmebehandlungen eine Verschleißfestigkeit erfordern.

Das geglühte Gefüge von kohlenstoffarmem Stahl besteht aus Ferrit und einer kleinen Menge Perlit, seine Festigkeit und Härte sind gering und seine Plastizität und Zähigkeit sind besser. Daher ist seine Kaltumformung gut und es kann kalt verarbeitet werden, wie zum Beispiel Crimpen, Biegen, Stempeln, Zeichnen usw.; es ist einfach zu Schmieden, Schweißen und andere heiße Verarbeitung. Aufgrund des geringen Kohlenstoffgehalts von Low Kohlenstoffstahl, ist der Gehalt an Legierungselementen Mn und Si nicht hoch. Im Allgemeinen ist seine Schweißbarkeit gut, und die Struktur wird aufgrund der schnellen Abkühlung des Schweißwärmezyklus nicht gehärtet, sondern die Struktur wird spröde. Daher muss die Schweißkonstruktion mit einer Dicke von weniger als 70 mm im Allgemeinen vor dem Schweißen nicht vorgewärmt werden und es ist nicht erforderlich, die Zwischenschichttemperatur aufrechtzuerhalten. Abgesehen von wichtigen Schweißkonstruktionen wie Kesseln und Druckbehältern ist es jedoch immer noch erforderlich, das Vorwärmen und das Aufrechterhalten der Zwischenschichttemperatur in Betracht zu ziehen.

Kohlenstoffarmen Stahl kann mit fast allen Schweißverfahren geschweißt werden, die die Schweißqualität gewährleisten können, wie z , Widerstandsschweißen, Reibschweißen, Hartlöten, Gasschweißen usw. Das am weitesten verbreitete Schweißen von kohlenstoffarmen Stahl ist das Lichtbogen-Elektrodenschweißen. Das Prinzip der Elektrodenauswahl für kohlenstoffarmen Stahl ist das Prinzip der gleichen Festigkeit. Im Allgemeinen werden Elektroden der Serie E43×× verwendet, die entsprechend dem spezifischen Basismaterial, der Belastung, der Umgebung usw. ausgewählt werden können;

Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt hat eine gute Warmbearbeitungs- und Schneidleistung, aber eine schlechte Schweißleistung. Festigkeit und Härte sind höher als bei kohlenstoffarmem Stahl, während Plastizität und Zähigkeit geringer sind als bei kohlenstoffarmem Stahl. Es kann direkt ohne Wärmebehandlung, kaltgewalztes Material, kaltgezogenes Material oder nach Wärmebehandlung verwendet werden. Der vergütete Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt weist gute umfassende mechanische Eigenschaften auf. Die höchste erreichbare Härte beträgt ca. HRC55 (HB538) und σb beträgt 600~1100MPa. Daher ist unter den verschiedenen Verwendungen von mittlerer Festigkeit Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt der am weitesten verbreitete. Es wird nicht nur als Baumaterial verwendet, sondern wird auch häufig bei der Herstellung verschiedener mechanischer Teile verwendet.

Kohlenstoffstahl wird oft als Werkzeugstahl bezeichnet, mit einem Kohlenstoffgehalt von 0.60% bis 1.70%, kann vergütet werden und hat eine schlechte Schweißleistung. Hämmer, Brecheisen usw. bestehen aus Stahl mit einem Kohlenstoffgehalt von 0.75%; Schneidwerkzeuge wie Bohrer, Gewindebohrer und Reibahlen bestehen aus Stahl mit einem Kohlenstoffgehalt von 0.90 % bis 1.00 %.

Können alle Kohlenstoffstähle geschweißt werden?

Vergleich der Schweißleistung zwischen kohlenstoffarmem Stahl und kohlenstoffreichem Stahl

Die Schweißleistung von Stahl hängt hauptsächlich von seiner chemischen Zusammensetzung ab. Das einflussreichste Element ist Kohlenstoff, was bedeutet, dass der Kohlenstoffgehalt eines Metalls seine Schweißbarkeit bestimmt. Auch die meisten anderen Legierungselemente im Stahl sind für das Schweißen nicht förderlich, aber ihr Einfluss ist im Allgemeinen viel geringer als der von Kohlenstoff.

Im Allgemeinen ist kohlenstoffarmer Stahl gut schweißbar und erfordert im Allgemeinen keine besonderen Prozessmaßnahmen. Das Schweißen mit alkalischen Elektroden ist nur erforderlich, wenn niedrige Temperaturen, dicke Bleche oder hohe Anforderungen und eine entsprechende Vorwärmung erforderlich sind. Wenn der Kohlenstoff- und Schwefelgehalt von kohlenstoffarmem Stahl über der Obergrenze liegt, sollte neben der Verwendung von hochwertigen wasserstoffarmen Schweißstäben, dem Vorwärmen und Nachwärmen und anderen Maßnahmen die Nutform vernünftig gewählt und die Das Schmelzverhältnis sollte reduziert werden, um thermische Risse zu vermeiden. .

Die Vorbereitung der Kohlenstoffstahlnut kann durch Kaltbearbeitung oder Warmbearbeitung erfolgen. Die Schweißfuge sollte flach und frei von Fehlern wie Rissen, Delaminationen und Schlackeneinschlüssen gehalten werden. Ölflecken, Rost, Rost usw. innerhalb von 20-30 mm auf beiden Seiten der Nut Entfernen Sie schädliche Verunreinigungen wie Schlacke und Wasser. Der Schweißdraht wird vorschriftsmäßig getrocknet.

Wenn es im Winter kalt ist, heizen Sie beim Schweißen dicker Teile und starrer Strukturen 50~100℃ vor. Das Heftschweißen von kohlenstoffarmem Stahl entspricht den Schweißzusätzen für normales Schweißen. Die Heftschweißung darf keine Risse aufweisen, ansonsten muss nachgeschweißt werden; Die beiden Enden der in die Dauerschweißnaht eingeschmolzenen Heftschweißung sollten zum Lichtbogenschweißen mit leichten Neigungen ausgeführt werden. Im Allgemeinen sollte der Lichtbogen in der Lichtbogenzündplatte oder -nut gezündet werden und der Lichtbogen kann nicht am nicht geschweißten Teil gezündet werden. Der Lichtbogenkrater muss gefüllt sein, wenn der Lichtbogen erloschen ist. Jede Schweißnaht sollte möglichst auf einmal geschweißt werden und die Schweißunterbrechung sollte möglichst vermieden werden. Bei wichtigen Bauteilen sollte die Zwischenschichttemperatur beim Schweißen den angegebenen Bereich nicht überschreiten; Wenn die Schweißkonstruktion vorgewärmt wird, sollte die Zwischenschichttemperatur so gesteuert werden, dass sie nicht unter der Vorwärmtemperatur liegt.

Galvanisiertes Stahlblech ist eines der schwieriger zu schweißen in kohlenstoffarmem Stahl. Der Hauptgrund ist, dass die verzinkte Schicht eine erhöhte Empfindlichkeit gegenüber Schweißrissen und -poren, Zinkverdampfung und Rauch, Oxidschlacke und Plattierung mit sich bringt. Die Zinkschicht wird geschmolzen und zerstört. Verzinktes Stahlblech mit niedrigem Kohlenstoffgehalt kann durch Lichtbogenhandschweißen, MIG-Schweißen, Argon-Lichtbogenschweißen und Widerstandsschweißen geschweißt werden. Beim Lichtbogenhandschweißen sollte die Nut vor dem Schweißen ordnungsgemäß geöffnet und die galvanische Schicht in der Nähe der Nut entfernt werden. Die Entfernungsmethode kann Flammbacken oder Sandstrahlen sein.

Die Festigkeit der Elektrode sollte möglichst nahe am Grundmetall liegen. Im Allgemeinen werden J421/J422/J423-Elektroden bevorzugt; für verzinkte Stahlbleche mit Festigkeiten über 500 MPa können Elektroden wie E5001/E5003 verwendet werden; Für verzinkte Stahlbleche mit einer Festigkeit über 600 MPa sollten Elektroden wie E6013/E5503/E5513 verwendet werden. Verwenden Sie beim Schweißen so viel wie möglich einen kurzen Lichtbogen, schwingen Sie nicht, um die Ausdehnung des Schmelzbereichs der verzinkten Schicht zu verhindern, um die Korrosionsbeständigkeit der Schweißung zu gewährleisten und die Rauch- und Staubmenge zu reduzieren.

Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt neigt beim Schweißen zu Kaltrissen. Je höher der Kohlenstoffgehalt, desto stärker die Verhärtungstendenz der Wärmeeinflusszone, desto stärker die Kaltrissneigung und desto schlechter die Schweißbarkeit. Mit steigendem Kohlenstoffgehalt des Grundwerkstoffes steigt auch der Kohlenstoffgehalt des Schweißgutes entsprechend an. In Verbindung mit der nachteiligen Wirkung von Schwefel kommt es leicht zu Heißrissen in der Schweißnaht. Daher sollten beim Schweißen von Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt alkalische Elektroden mit guter Rissbeständigkeit verwendet und Vor- und Nachwärmmaßnahmen ergriffen werden, um die Rissneigung zu verringern.

Beim Schweißen von kohlenstoffreichem Stahl wird aufgrund des hohen Kohlenstoffgehalts dieses Stahls während des Schweißens eine große Schweißspannung erzeugt. Die Verhärtungs- und Kaltrissneigung der Schweißwärmeeinflusszone ist größer und die Schweißnaht ist auch anfälliger für Heißrisse. Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt ist beim Schweißen anfälliger für Heißrisse als Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt. Daher hat dieser Stahl die schlechteste Schweißbarkeit, sodass er nicht in allgemeinen Schweißkonstruktionen verwendet wird und nur zum Reparaturschweißen oder Auftragen von Gussteilen verwendet wird. Nach dem Schweißen sollte die Schweißkonstruktion angelassen werden, um Spannungen abzubauen, die Struktur zu fixieren, Risse zu vermeiden und die Leistung der Schweißnaht zu verbessern.

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