7:42 2019/1/15高碳鋼(High Carbon Steel)是含碳量0.6~1.7%,其密度為7.81g/cm3,硬度達HRC60~65,常稱作工具鋼,通常要進行淬火和回火。由于含碳量高水淬時容易產生裂紋,所以多采用雙液淬火,小型零件多采用油淬。高碳鋼的焊接性很差。除了高碳結構鋼外,還有包括高碳素鋼鑄件和碳素工具鋼。這類鋼廠用作高硬度或耐磨部件零件和工具等,大多為修復和堆焊。高碳鋼比中碳鋼更容易產生熱裂紋,高碳鋼對淬火更加敏感,焊接時熱影響區及易產生淬硬馬氏體組織,所以淬硬傾向和冷裂紋傾向都很大。高碳鋼導熱性鼻底碳鋼差,在焊接高溫下晶粒長大快,且碳化物容易在晶界上集聚、長大,使焊縫脆性增大,從而使接頭強度降低,同時在接頭中引內應力也較大,更容易使裂紋的產生起的。
由于高碳鋼焊接性差,大多應用在硬度大或耐磨部件、零件和工具,所以焊接高碳鋼常用焊條電弧焊。焊接材料通常根據港的含碳量、工件設計、使用條件等,選擇合適的金屬,焊縫要與母材性能完全相同是很困難的,這類鋼的抗拉強度大多在675MPa之上,選用的焊接材料以產品設計要求而定。要求強度高時,一般用J7O7或J607;要求強度不高時,可用J507或J506等焊條;或者分別選用與以上強度等級相當的低合金鋼焊條、金屬。所有焊接材料都應當是低氫型的。必要時也可以用鉻鎳奧氏體不銹鋼焊條焊接,焊條牌號與中碳鋼焊條相同,如:A102;A107;A302;A307等,可不預熱焊接,但焊件剛度大時,焊前適當預熱。
焊接操作時,在焊前先對焊件進行退火處理,以減小裂紋傾向。采用結構鋼焊接時焊前必須預熱,預熱溫度控制在250~350℃之上。焊前注意按規定烘干焊條,并放在保溫箱或保溫筒內,以防受潮。焊前對工件必須清理干凈,采取與中碳鋼相同的焊接工藝措施,如:減小熔合比,小電流低焊速,連續焊等,并采取措施以減小內應力。
在機加工在中使用的車刀、刨刀等很多刀具是由刀頭與刀體焊接而成的。刀頭有相當部分是合金工具鋼(含碳量0.8~1.4%),刀體一般由中碳鋼(含碳量0.4~0.6%)或低碳合金鋼(如40Cr)制造。刀具在工作過程中承受巨大的應力,尤其是受壓縮彎曲和沖擊,因此要求接頭強度高,質量可靠。合金工具鋼的高硬度和高強度是靠其中的高碳來完成。因此焊接時,為了保證其成分、組織和性能不受損壞,特別是要防止材料受高溫氧化脫碳,因此合金工具鋼一般采用釬焊,常用的釬焊方法為:銅基或銀基釬焊,應用最廣的是黃銅釬焊;為了提高釬料的強度或濕潤性通常加入Mn、Mo、Zr等元素。釬劑可用脫水硼砂與硼酸混合,或配套市售釬劑。