Als Baustahl zum Schweißen mit hoher Festigkeit ist der Kohlenstoffgehalt von gehärtetem und angelassenem Stahl begrenzt, normalerweise beträgt der Massenanteil von Kohlenstoff weniger als 0,18 Prozent. Die Schweißbarkeit wird auch bei der Gestaltung der Legierungszusammensetzung berücksichtigt, sodass das Schweißen von kohlenstoffarmem Vergütungsstahl im Wesentlichen dem Normalisieren von Stahl ähnelt. Beim Schweißen treten hauptsächlich folgende Probleme auf:
① Thermischer Riss in der Schweißnaht und Verflüssigungsriss in der Wärmeeinflusszone. Abgeschreckter und gehärteter Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt hat im Allgemeinen einen niedrigen Kohlenstoffgehalt, einen hohen Mangangehalt und eine strenge Kontrolle von S und P, sodass die Tendenz zur Heißrissbildung gering ist. Niedrig legierter hochfester Stahl mit hohem Nickel- und niedrigem Mangangehalt erhöht jedoch die Neigung zu Heißrissen und Verflüssigungsrissen.
② Kaltriss Da diese Art von Stahl mehr enthält, kann die Härtbarkeit der Legierungselemente verbessert werden, es gibt eine Menge Kaltrissneigung Ms-Punkte, aber weil diese Art von Stahl höher ist, wenn wir die Verbindungen in der Abkühltemperatur herstellen können langsamer, die mit der Zeit einen selbsttemperierenden Martensit erzeugen und bis zu einem gewissen Grad die Kaltrissneigung verringern, so dass die Kaltrissneigung tatsächlich nicht unbedingt sehr groß ist.
③ Crack aufwärmen. Der abgeschreckte und gehärtete Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt enthält V, Mo, Nb, Cr und andere stark karbidbildende Elemente, sodass er eine gewisse Neigung zur Wiedererwärmungsrissbildung aufweist.
④ Wärmeeinflusszonenerweichung. Beim Schweißen tritt im Bereich zwischen der ursprünglichen Anlasstemperatur des Grundwerkstoffs und Ac1 eine Erweichung auf. Je niedriger die Anlasstemperatur, desto größer der Erweichungsbereich, desto schwerwiegender der Erweichungsgrad.
⑤ Versprödung in der Wärmeeinflusszone. Eine hohe Zähigkeit kann erhalten werden, wenn kohlenstoffarmer Martensit und niedrigeres Bainit mit einem Volumenanteil von 10 Prozent -30 Prozent im überhitzten Bereich erzeugt werden. Wenn die Abkühlgeschwindigkeit jedoch zu schnell ist, wird der kohlenstoffarme Martensit mit einem Volumenanteil von 100 Prozent gebildet und die Zähigkeit nimmt ab. Wenn die Abkühlgeschwindigkeit zu langsam ist, wird einerseits das Korn vergröbert und andererseits wird die gemischte Struktur aus kohlenstoffarmem Martensit plus Bainit plus MA-Komponente in der überhitzten Zone erzeugt, was schwerwiegendere Folgen hat Versprödung in der überhitzten Zone.
Beim Schweißen von vergütetem Stahl mit σs größer oder gleich 980 MPa müssen solche Schweißverfahren wie WIG- oder Elektronenstrahlschweißen verwendet werden. Für kohlenstoffarmen Vergütungsstahl mit σ S<980mpa, electrode="" arc="" welding,="" submerged="" arc="" automatic="" welding,="" gmaw="" and="" gtaw="" can="" be="" used.="" however,="" for="" steel="" with="" σs≥686mpa,="" gas="" shielded="" welding="" is="" the="" most="" suitable="" automatic="" welding="" process.="" in="" addition,="" if="" multi-wire="" submerged="" arc="" welding="" and="" electroslag="" welding="" are="" necessary="" for="" welding="" with="" high="" heat="" input="" and="" low="" cooling="" rate,="" post-welding="" quenching="" and="" tempering="" treatment="" must="" be="" carried="">
Beim Schweißen von vergütetem Stahl mit σs größer oder gleich 980 MPa müssen Schweißverfahren wie Argon-Wolfram-Lichtbogenschweißen oder Elektronenstrahlschweißen verwendet werden. Für vergüteten Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt mit σs<980mpa, electrode="" arc="" welding,="" automatic="" submerged="" arc="" welding,="" gas="" metal="" arc="" welding="" and="" tungsten="" argon="" arc="" welding="" can="" be="" used.="" but="" for="" steel="" with="" σs≥686mpa,="" mig/mag="" welding="" is="" the="" most="" suitable="" automatic="" welding="" process.="" in="" addition,="" if="" welding="" methods="" such="" as="" multi-wire="" submerged="" arc="" welding="" and="" electroslag="" welding="" with="" large="" heat="" input="" and="" low="" cooling="" rate="" must="" be="" used,="" post-weld="" quenching="" and="" tempering="" treatment="" must="" be="" carried="">
Wenn Risse bei Erhöhung der Wärmezufuhr auf den maximal zulässigen Wert nicht vermieden werden können, müssen Vorwärmmaßnahmen getroffen werden. Bei kohlenstoffarmem, vergütetem Stahl besteht der Hauptzweck des Vorwärmens darin, Kaltrisse zu verhindern, und das Vorwärmen kann sich nachteilig auf die Zähigkeit auswirken, daher im Allgemeinen eine niedrigere Vorwärmtemperatur (weniger als oder gleich 200 Grad). Der Hauptzweck des Vorwärmens besteht darin, die Abkühlgeschwindigkeit während der Martensitumwandlung zu verringern und die Rissbeständigkeit durch die Selbstvergütung von Martensit zu verbessern. Wenn die Vorwärmtemperatur zu hoch ist, ist es nicht nur unnötig, ein Gefrieren zu verhindern, sondern macht auch die Abkühlungsgeschwindigkeit von 800-500 Grad niedriger als die kritische Abkühlungsgeschwindigkeit für das Entstehen einer spröden Mischstruktur, was zu einer offensichtlichen Versprödung der Wärmeeinflusszone, daher ist ein blindes Erhöhen der Vorwärmtemperatur, die auch die Zwischenschichttemperatur beinhaltet, zu vermeiden.
Abgeschreckter und gehärteter Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt wird im Allgemeinen nach dem Schweißen keiner Wärmebehandlung unterzogen. Daher ist es bei der Auswahl von Schweißmaterialien erforderlich, dass das erhaltene Schweißmetall mechanische Eigenschaften aufweist, die denen des Grundmetalls im geschweißten Zustand nahekommen. In Sonderfällen, z. B. wenn die Steifigkeit des Gefüges sehr groß ist und Kaltrisse schwer zu vermeiden sind, muss als Zusatzwerkstoff ein Werkstoff mit etwas geringerer Festigkeit als der Grundwerkstoff gewählt werden.