1.1 焊接方法

高碳鋼主要用于高硬度和高耐磨性的結(jié)構(gòu)，所以主要的焊接方法是焊條電弧焊、釬焊和埋弧焊。

1.2 焊接材料

高碳鋼焊接一般不要求接頭與母材等強(qiáng)度。焊條電弧焊時(shí)一般選用去硫能力強(qiáng)、熔敷金屬擴(kuò)散氫含量低、韌性較好的低氫型焊條。在要求焊縫金屬與母材等強(qiáng)度時(shí)，應(yīng)選用相應(yīng)級(jí)別的低氫型焊條；在不要求焊縫金屬與母材等強(qiáng)度時(shí)，應(yīng)選用強(qiáng)度級(jí)別低于母材的低氫型焊條，切記不能選擇強(qiáng)度級(jí)別比母材高的焊條。如果焊接時(shí)母材不允許預(yù)熱，為了防止熱影響區(qū)冷裂紋，可選用奧氏體不銹鋼焊條，以獲得塑性好、抗裂紋能力強(qiáng)的奧氏體組織。

1.3 坡口制備

為了限制焊縫金屬中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，應(yīng)減少熔合比，所以焊接時(shí)一般采用U型或V型坡口，并注意將坡口及坡口兩側(cè)20mm范圍內(nèi)的油污、鐵銹等處理干凈。

1.4 預(yù)熱

采用結(jié)構(gòu)鋼焊條焊接時(shí)，焊前必須預(yù)熱，預(yù)熱溫度控制在250℃～350℃。

1.5 層間處理

多層多道焊時(shí)，第一道焊采用小直徑焊條，小電流焊接。一般將工件置于半立焊或使用焊條橫向擺動(dòng),以使整個(gè)母材熱影響區(qū)都在短時(shí)間內(nèi)受熱，以獲得預(yù)熱和保溫效果。

1.6 焊后熱處理

焊后立即將工件放入加熱爐中,在650℃進(jìn)行保溫進(jìn)行消除應(yīng)力退火[3]。

由于高碳鋼淬硬傾向很大,在焊接時(shí)容易出現(xiàn)熱裂紋和冷裂紋。

2.1 熱裂紋的防止措施

1)控制焊縫的化學(xué)成分，嚴(yán)格控制硫、磷的含量,適當(dāng)提高含錳量，以改善焊縫組織，減少偏析。

2)控制焊縫斷面形狀，寬深比要稍大些，以避免焊縫中心的偏析。

3)對(duì)剛性大的焊件，應(yīng)選擇合適的焊接參數(shù)、合適的焊接次序和方向。

4)必要時(shí)采取預(yù)熱和緩冷措施，來防止熱裂紋的產(chǎn)生。

5)提高焊條或焊劑的堿度，以降低焊縫中的雜質(zhì)含量，改善偏析程度。

2.2 冷裂紋的防止措施[4]

1)焊接前預(yù)熱和焊后緩冷，不僅可以降低熱影響區(qū)的硬度和脆性，而且還可以加速焊縫中的氫向外擴(kuò)散。

2)選擇合適的焊接措施。

3)采用合適的裝配和焊接順序，減小焊接接頭的拘束應(yīng)力，改善焊件的應(yīng)力狀態(tài)。

4)選擇合適的焊接材料，焊前要烘干焊條、焊劑,并做到隨取隨用。

5)焊前應(yīng)仔細(xì)清除坡口周圍基本金屬表面的水、銹等污物，以降低焊縫中擴(kuò)散氫的含量。

6)焊前應(yīng)立即進(jìn)行去氫處理，使氫從焊接接頭中充分逸出。

7)焊后應(yīng)立即進(jìn)行消除應(yīng)力的退火處理，促使焊縫中的氫向外擴(kuò)散。

高碳鋼由于含碳量較高，淬硬性較大而焊接性較差，焊接時(shí)容易產(chǎn)生高碳馬氏體組織，容易產(chǎn)生焊接裂紋，因此在高碳鋼焊接時(shí)，要合理選擇焊接工藝，并及時(shí)采取相應(yīng)措施，減少焊接裂紋的出現(xiàn)，提高焊接接頭性能。