Koolstofstaal is sterk en zeer duurzaam. Als betaalbaar materiaal is koolstofstaal bestand tegen hoge belastingen en heeft het een goede lasbaarheid, waardoor het een ideale keuze is voor lasprojecten.
Hoewel het breed toepasbaar is, worden veel ingenieurs en technici vaak geconfronteerd met een reeks uitdagingen bij het lassen van koolstofstaal, waaronder de materiaalselectie, de complexiteit van lasprocessen en de kwaliteitscontrole van lasverbindingen. De lasprestaties zijn direct gerelateerd aan de sterkte en duurzaamheid van het eindproduct.
Daarom willen we je helpen met dit artikel. Het zal je meer inzicht geven in de beste werkwijzen voor het lassen van koolstofstaal. Dit is cruciaal voor het verbeteren van de laskwaliteit en het verminderen van risico's.
Wat is koolstofstaal?
Koolstofstaal is een legering die voornamelijk bestaat uit ijzer en koolstof, met een koolstofgehalte dat meestal varieert van 0,05% tot 2,1%. Door zijn uitstekende sterkte, duurzaamheid en zuinigheid is koolstofstaal een van de meest gebruikte materialen in de verwerkende industrie.
Het wordt niet alleen veel gebruikt in de bouw en infrastructuur, maar speelt ook een belangrijke rol in de autofabricage en de energie-industrie.
Modern koolstofstaal wordt beïnvloed door kleine hoeveelheden van andere legeringselementen. Deze omvatten mangaan, silicium en chroom. Toevoeging ervan kan de mechanische eigenschappen en het lassen verbeteren.
Over gelast koolstofstaal
Type koolstofstaal
Koolstofstaal wordt gedefinieerd als staal met een koolstofgehalte van minder dan 2,11% en bevat een kleine hoeveelheid Mn, Si, S, P, O en ijzer-koolstoflegeringen met andere onzuiverheden die koolstofstaal worden genoemd.
Volgens het C(koolstof)-gehalte kan worden onderverdeeld in:
- Industrieel zuiver ijzer-koolstofgehalte Wc<0,04% ijzer-koolstoflegering;
- Koolstofarm staal - koolstofgehalte Wc<0,25% koolstofstaal;
- Middelzwaar koolstofstaal - koolstofgehalte 0,25%<Wc<0,60% koolstofstaal;
- Koolstofstaal met hoog koolstofgehalte - koolstofgehalte Wc>0,60% koolstofstaal;
Lasprocessen
Lassen Beïnvloedende Factoren
Hoe hoger het koolstofgehalte, hoe hoger de hardheid en hoe minder lasbaarheid. De lasmethode is dus verschillend voor verschillende koolstofgehaltes en moet worden aangepast aan de werkelijke situatie.
Legeringselementen: De aanwezigheid van legeringselementen, zoals mangaan of silicium, heeft invloed op het lasproces. Als je het niveau van de onzuiverheidselementen kent, kun je de juiste lasmethode vinden.
Andere legeringselementen, fosfor, zwavel, zuurstof en stikstof, hebben ook invloed op de lasbaarheid. De eutectische temperatuur van ijzer en ijzersulfide is laag (985 ℃). Daarom is het eutectische deel van ijzer en ijzersulfide tijdens warmvervormen al gesmolten door de verwerkingstemperatuur, die over het algemeen 1150~1200 ℃ is, wat resulteert in scheuren tijdens de verwerking, een fenomeen dat bekend staat als "thermische verbrossing van zwavel". Daarom moet de inhoud van S in staal strikt worden getest. Anderzijds heeft zwavel ook de neiging om lasporositeit te veroorzaken.
Laspunten
Vóór het lassen kunnen de volgende maatregelen worden gebruikt om lasfouten te verminderen en de kwaliteit van de pijp te verbeteren:
- Voorverwarmen voor het lassen en de interkanaaltemperatuur handhaven tijdens het lassen.
- Er worden waterstofarme of ultrawaterstofarme lasmaterialen gebruikt.
- Las continu de hele lasnaad om onderbrekingen te voorkomen.
- Start de vlamboog in de groef, vermijd kneuzingen aan het basismateriaal en let op het vullen van de vlamboogput bij het doven van de vlamboog.
- Niet vormen, corrigeren en monteren bij lage temperaturen.
- Verbeter de werkomstandigheden in de kou zoveel mogelijk.
Lastechniek
Booglassen
Booglassen is de meest gebruikte methode om stalen buizen te lassen. Booglassen met de hand is geschikt voor kleine series, terwijl booglassen onder poederdek geschikt is voor massaproductie. Booglassen met argon wordt vaak gebruikt in situaties waar een hoge laskwaliteit vereist is, zoals in de voedingsmiddelen- en farmaceutische industrie.
Gasbeschermd lassen
Onder gasbeschermd lassen vallen voornamelijk argonbooglassen, argonboog argonlassen en argonboog gemengd gaslassen. Deze methoden in het lasproces maken gebruik van bescherming door inert gas om zuurstof- en stikstofvervuiling te voorkomen, waardoor de kwaliteit van lasverbindingen wordt verbeterd.
Hoogfrequent inductielassen
Hoogfrequent inductielassen is geschikt voor het produceren van koolstofstalen buizen met kleine pijpdiameters. De methode genereert warmte door middel van een hoogfrequente stroom, verhit de pijp snel en last deze aan elkaar. Deze lasmethode is snel, efficiënt en geschikt voor massaproductie.
Andere overwegingen
De lasbaarheid van koolstofstaal neemt af met de toename van het koolstofgehalte omdat staal met een hoger koolstofgehalte gemakkelijk hard wordt na snelle afkoeling bij de lastemperatuur.
Na uitharding worden de las- en hittezones gemakkelijk beïnvloed door de plasticiteit van de afname van de lasspanning onder invloed van scheurvorming.
Daarom moet bij het lassen van koolstofstaal met een hoog koolstofgehalte aandacht worden besteed aan het vertragen van de afkoelsnelheid.
Kortom, koolstofstaal lassen moet worden gebaseerd op de verschillende koolstofgehalte om de juiste procesmaatregelen te nemen.
Een laag koolstofgehalte, zoals zacht staal, moet aandacht besteden aan het voorkomen van structurele beperkingen en onevenwichtige thermische spanning veroorzaakt door scheuren; een hoog koolstofgehalte, zoals hoog koolstofstaal, moet naast het voorkomen van scheuren veroorzaakt door deze spanningen ook speciale aandacht besteden aan het voorkomen van door afschrikken veroorzaakte scheuren.