ทำไมเหล็กคาร์บอนสูงจึงเชื่อมยาก?

เหล็กกล้าคาร์บอนสูงมีความสามารถในการเชื่อมได้ไม่ดีเนื่องจากมีปริมาณคาร์บอนสูงคุณสมบัติการเชื่อมมีดังนี้:
(1) การนำความร้อนไม่ดี ความแตกต่างของอุณหภูมิที่สำคัญระหว่างโซนเชื่อมและส่วนที่ไม่ได้รับความร้อนเมื่อสระหลอมเหลวเย็นลงอย่างรวดเร็ว ความเค้นภายในในรอยเชื่อมอาจก่อให้เกิดรอยแตกร้าวได้ง่าย
(2) มีความไวต่อการดับและมาร์เทนไซต์เกิดขึ้นได้ง่ายในบริเวณใกล้ตะเข็บเนื่องจากการกระทำของความเค้นของโครงสร้าง บริเวณใกล้ตะเข็บจึงทำให้เกิดรอยแตกร้าวเนื่องจากความเย็น
(3) เนื่องจากอิทธิพลของอุณหภูมิสูง เกรนจึงเติบโตอย่างรวดเร็ว คาร์ไบด์จึงสะสมและเติบโตได้ง่ายบนขอบเขตเกรน ซึ่งทำให้การเชื่อมอ่อนแอและความแข็งแรงของรอยเชื่อมลดลง
(4) เหล็กกล้าคาร์บอนสูงมีแนวโน้มที่จะเกิดรอยแตกร้าวที่ร้อนมากกว่าเหล็กกล้าคาร์บอนปานกลาง
เหล็กกล้าคาร์บอนสูงเป็นเหล็กกล้าคาร์บอนชนิดหนึ่งที่มี w (c) > 0.6%มีแนวโน้มที่จะแข็งตัวและก่อตัวเป็นมาร์เทนไซต์คาร์บอนสูงมากกว่าเหล็กกล้าคาร์บอนปานกลาง และไวต่อการเกิดรอยแตกร้าวเย็นมากกว่า

ในเวลาเดียวกัน โครงสร้างมาร์เทนไซต์ที่เกิดขึ้นใน HAZ มีคุณสมบัติแข็งและเปราะ ซึ่งทำให้ความเป็นพลาสติกและความเหนียวของข้อต่อลดลงดังนั้นความสามารถในการเชื่อมของเหล็กกล้าคาร์บอนสูงจึงค่อนข้างต่ำและต้องใช้กระบวนการเชื่อมแบบพิเศษเพื่อให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพของตัวเชื่อมต่อ
ดังนั้นในโครงสร้างการเชื่อมจึงไม่ค่อยได้ใช้เหล็กกล้าคาร์บอนสูงส่วนใหญ่จะใช้สำหรับชิ้นส่วนเครื่องจักรที่ต้องการความแข็งและความต้านทานการสึกหรอสูง เช่น เพลาหมุน เฟืองขนาดใหญ่ และข้อต่อ
เพื่อประหยัดเหล็กและลดความซับซ้อนของเทคโนโลยีการประมวลผล ชิ้นส่วนเครื่องจักรเหล่านี้มักทำจากโครงสร้างแบบเชื่อมในการผลิตเครื่องจักรกลหนัก ชิ้นส่วนเหล็กคาร์บอนสูงก็จะประสบปัญหาการเชื่อมเช่นกัน
เมื่อทำกระบวนการเชื่อมชิ้นส่วนเหล็กกล้าคาร์บอนสูง จำเป็นต้องวิเคราะห์ข้อบกพร่องในการเชื่อมทุกประเภทที่เป็นไปได้ และใช้มาตรการกระบวนการเชื่อมที่สอดคล้องกัน