高炭素鋼はなぜ溶接が難しいのですか?

高炭素鋼は炭素含有量が高いため、溶接性が劣ります。溶接の特徴は次のとおりです。
(1)熱伝導率が悪く、溶接部と非加熱部の温度差が大きい。溶融池が急激に冷えると、溶接部の内部応力により亀裂が容易に発生します。
(2) 焼入れに対してより敏感であり、マルテンサイトが継ぎ目付近のゾーンに容易に形成されます。構造応力の作用により、シーム付近にコールドクラックが発生します。
(3)高温の影響により結晶粒の成長が早く、粒界に炭化物が蓄積・成長しやすくなり、溶接が弱くなって溶接継手の強度が低下します。
(4) 高炭素鋼は中炭素鋼よりも高温亀裂を発生しやすい
高炭素鋼は、w (c) > 0.6% の炭素鋼の一種です。中炭素鋼よりも硬化して高炭素マルテンサイトを形成する傾向が大きく、低温亀裂の形成に対してより敏感です。

同時に、HAZ に形成されるマルテンサイト組織は硬くて脆い特性を持ち、これが継手の塑性と靭性の低下につながります。したがって、高炭素鋼の溶接性はかなり悪く、コネクタの性能を確保するには特殊な溶接プロセスを採用する必要があります。
そのため、溶接構造では一般に使用されることはほとんどありません。高炭素鋼は主に回転軸や大型歯車、カップリングなど、高い硬度と耐摩耗性が要求される機械部品に使用されます。
これらの機械部品は、鋼材の節約と加工技術の簡素化のため、溶接構造で作られることが多いです。重機の製造では、高炭素鋼部品でも溶接の問題に遭遇することがあります。
高炭素鋼部品の溶接プロセスを行う場合、考えられるあらゆる種類の溶接欠陥を分析し、それに対応する溶接プロセス対策を講じる必要があります。