Über geschweißten Kohlenstoffstahl
Kohlenstoffgehalt
Kohlenstoffstahl ist definiert als Stahl mit einem Kohlenstoffgehalt von weniger als 2,11% und einem geringen Anteil an Mn, Si, S, P, O und Eisen-Kohlenstoff-Legierungen mit anderen Verunreinigungen, die als Kohlenstoffstähle bezeichnet werden.
Nach dem C(Kohlenstoff)-Gehalt kann unterschieden werden in:
- Industriell reiner Eisen-Kohlenstoff-Gehalt Wc<0,04% Eisen-Kohlenstoff-Legierung;
- Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt - Kohlenstoffgehalt Wc<0,25% Kohlenstoffstahl;
- Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt - Kohlenstoffgehalt 0,25%<Wc<0,60% Kohlenstoffstahl;
- Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt - Kohlenstoffgehalt Wc>0.60% Kohlenstoffstahl;
Die Bedeutung des Schweißens von Kohlenstoffstahl
Als vielseitiges und robustes Material wird Kohlenstoffstahl in verschiedenen Branchen geschweißt, z. B. im Baugewerbe, in der Energiewirtschaft und im Automobilbau. Im Bausektor ist geschweißter Kohlenstoffstahl ein wichtiger Bestandteil von Tragstrukturen und Infrastrukturen, der dafür sorgt, dass die Gebäude robust und langlebig sind.
In der Energiewirtschaft wird geschweißter Kohlenstoffstahl für die Verbindung von Öl- und Gaspipelines verwendet, um einen effizienten Energietransport zu gewährleisten.
Insgesamt ist geschweißter Kohlenstoffstahl unersetzlich, wenn es darum geht, strukturelle Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Zuverlässigkeit in verschiedenen Branchen zu gewährleisten.
Schweissverfahren
Einflussfaktoren für das Schweißen:
Je höher der Kohlenstoffgehalt ist, desto höher ist die Härte und desto geringer die Schweißbarkeit. Daher ist das Schweißverfahren für unterschiedliche Kohlenstoffgehalte unterschiedlich und muss an die jeweiligen Gegebenheiten angepasst werden.
Legierungselemente: Das Vorhandensein von Legierungselementen wie Mangan oder Silizium wirkt sich auf den Schweißprozess aus. Die Kenntnis des Gehalts an Verunreinigungselementen kann helfen, das richtige Schweißverfahren zu finden.
Andere Legierungselemente, Phosphor, Schwefel, Sauerstoff und Stickstoff, beeinflussen ebenfalls die Schweißbarkeit. Die eutektische Temperatur von Eisen und Eisensulfid ist niedrig (985 ℃). Daher ist bei der Warmumformung das Eutektikum von Eisen und Eisensulfid aufgrund der Verarbeitungstemperatur, die im Allgemeinen 1150~1200 ℃ beträgt, bereits geschmolzen, was zu Rissen während der Verarbeitung führt, ein Phänomen, das als "thermische Versprödung von Schwefel" bekannt ist. Daher sollte der Gehalt an S im Stahl streng geprüft werden. Auf der anderen Seite neigt Schwefel auch dazu, Schweißnahtporosität zu verursachen.
Schweisspunkte
Vor dem Schweißen können folgende Maßnahmen ergriffen werden, um Schweißfehler zu reduzieren und die Rohrqualität zu verbessern:
- Vor dem Schweißen vorwärmen und während des Schweißens die Zwischenkanaltemperatur aufrechterhalten.
- Es werden wasserstoffarme oder extrem wasserstoffarme Schweißmaterialien verwendet.
- Schweißen Sie kontinuierlich die gesamte Schweißnaht, um Unterbrechungen zu vermeiden.
- Zünden Sie den Lichtbogen in der Nut, vermeiden Sie Quetschungen des Grundmaterials und achten Sie beim Löschen des Lichtbogens auf das Füllen der Lichtbogengrube.
- Nicht bei niedrigen Temperaturen formen, korrigieren und montieren.
- Verbessern Sie die kalten Arbeitsbedingungen so weit wie möglich.
Schweisstechnik
Lichtbogenschweißen:
Das Lichtbogenschweißen ist das am häufigsten verwendete Verfahren zum Schweißen von Stahlrohren. Das Lichtbogenhandschweißen eignet sich für die Kleinserienfertigung, während das Unterpulverschweißen für die Massenproduktion geeignet ist. Das Argon-Lichtbogenschweißen wird häufig dort eingesetzt, wo hohe Anforderungen an die Schweißqualität gestellt werden, z. B. in der Lebensmittel- und Pharmaindustrie.
Schutzgasschweißen:
Das Schutzgasschweißen umfasst hauptsächlich das Argon-Lichtbogenschweißen, das Argon-Lichtbogen-Argon-Schweißen und das Argon-Lichtbogen-Mischgasschweißen. Bei diesen Schweißverfahren wird ein Schutzgas verwendet, um die Verunreinigung durch Sauerstoff und Stickstoff zu verhindern und so die Qualität der Schweißverbindungen zu verbessern.
Hochfrequenz-Induktionsschweißen:
Das Hochfrequenz-Induktionsschweißen eignet sich für die Herstellung von Kohlenstoffstahlrohren mit kleinen Rohrdurchmessern. Das Verfahren erzeugt Wärme durch Hochfrequenzstrom, erhitzt das Rohr schnell und schweißt es zusammen. Dieses Schweißverfahren ist schnell, effizient und für die Massenproduktion geeignet.
Es ist wichtig zu beachten:
Die Schweißbarkeit von Kohlenstoffstahl nimmt mit steigendem Kohlenstoffgehalt ab, da Stahl mit höherem Kohlenstoffgehalt nach schneller Abkühlung bei Schweißtemperatur leicht verhärtet.
Nach dem Härten sind die Schweiß- und Wärmezonen leicht von der Plastizität der abnehmenden Schweißspannung unter der Wirkung der Rissbildung betroffen.
Daher sollte beim Schweißen von Kohlenstoffstahl mit hohem Kohlenstoffgehalt darauf geachtet werden, dass die Abkühlgeschwindigkeit verlangsamt wird.
Kurz gesagt, Kohlenstoffstahl Schweißen sollte auf der Grundlage seiner unterschiedlichen Kohlenstoffgehalt, um die entsprechenden Maßnahmen zu ergreifen Prozess.
Bei Stählen mit niedrigem Kohlenstoffgehalt, wie z. B. Baustahl, sollte darauf geachtet werden, dass keine strukturellen Zwänge und unausgewogenen thermischen Spannungen auftreten, die zu Rissen führen; bei Stählen mit hohem Kohlenstoffgehalt, wie z. B. Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt, sollte neben der Vermeidung von Rissen, die durch diese Spannungen verursacht werden, auch besonders darauf geachtet werden, dass keine Risse durch Abschrecken entstehen.