趙克儉

中車青島四方機車車輛股份有限公司 山東 青島 266111

1 關(guān)于焊接材料的選取

本次動車組主要采用的轉(zhuǎn)向架構(gòu)造材料是符合日本“JIS G3114”質(zhì)量標準的“SMA490BW”耐候鋼板。在進行對應(yīng)焊接材料選取的時候需要從碳當量CEV、耐腐蝕性指數(shù)“I”、力學(xué)性能以及化學(xué)成分等各方面進行選取和相關(guān)試驗,在一切試驗完畢之后發(fā)現(xiàn)“SMA490BW”木材與“CHW-55CNH”焊絲擁有足夠優(yōu)異的匹配性,所以可以判定選取的焊絲可以用“CHW-55CNH”作為主要的焊接材料。

2 具體的焊接工藝評定

2.1 相關(guān)的工藝評定內(nèi)容

依據(jù)有關(guān)的ISO 15614.-1：2004 以及GB/T 19869.1-2015鎳、鋼以及對應(yīng)的鎳合金工藝評定試驗標準,首先對動車組組轉(zhuǎn)向架構(gòu)架所選取的焊接材料做相關(guān)的工藝評定。其中,試驗評定試板所采用的街頭連接方式為T 型角接。與此同時,通過“MAG”焊接技術(shù)來進行具體的工藝評定。焊接超聲版得出的超聲波探傷(UT)與磁粉檢驗(MT)均測驗達標。

2.1.1 Y 形裂紋試驗

主要依據(jù)GB4675.1-1984標準,對Y 于斜Y 進行裂紋試驗,測試得出其表面數(shù)據(jù)形態(tài)滿足對應(yīng)的GB/T12469-1990缺陷分級標準。經(jīng)過解剖之后仔細檢查內(nèi)部的斷面形態(tài),發(fā)現(xiàn)焊縫金屬與表面、根部裂紋幾率、熱影響區(qū)(HAZ)以及斷面裂紋幾率都為“0”。由此可以得出,在本實驗的工藝條件之下,對應(yīng)的“SMA490BW”剛具備合格的工藝可焊接性,可以將其應(yīng)用焊接,而且這種材料具備可靠的抗裂能力。

2.1.2 對于T 型焊縫折斷面的缺陷測試

將選取的T 型焊縫試驗樣品進行應(yīng)力彎折,觀察期表面的形態(tài)未曾出現(xiàn)裂紋,而且在預(yù)先設(shè)計的位置的切口根部也沒有發(fā)現(xiàn)起裂。裂開的位置是沿著熔合面開始裂開的,而且裂紋的上面沒有出現(xiàn)焊接氣孔等缺陷。如此一來,就可以證明焊縫的質(zhì)量相對比較優(yōu)異的。

2.1.3 關(guān)于具體的焊接頭力學(xué)性能評定

根據(jù)GB/T228-2002相關(guān)標準進行力學(xué)性能測試,同時依據(jù)GB2649-89標準進行試驗取樣。測試得出的試驗數(shù)據(jù)證明,選取的“CHW-55CNH”焊絲焊錫出來的接頭的抗拉強度、延伸率以及屈服程度等都可以滿足對應(yīng)的母材“SMA490BW”所規(guī)定的木材要求。另外一方面,在經(jīng)過180度彎曲試驗之后,發(fā)現(xiàn)對應(yīng)的拉伸面均沒有出現(xiàn)裂紋的情況。以及對應(yīng)試驗的過程里,接頭所產(chǎn)生的的沖擊力都比母材“SMA490BW”所要求的指數(shù)還更高。由此可以證明,測驗接頭具備優(yōu)秀的韌性儲備性能,而且可以滿足動車轉(zhuǎn)向架相關(guān)的焊接技術(shù)規(guī)定。

2.1.4 焊接接頭的硬度測試

經(jīng)過嚴格的測試,發(fā)現(xiàn)接頭硬度基本都能夠分布的較為均勻,而且HAZ與焊縫擁有的硬度標準都在需求值以內(nèi)。其中最高的硬度標準已經(jīng)可以接近熔合線的HAZ 以內(nèi)。與此同時,試驗結(jié)果得出HAZ的最高硬度值是HV225,可以證明測試所用的接頭基本可以滿足組成硬脆組織的要求。

2.1.5 焊接接頭的合格金相組織

根據(jù)具體的焊接裂縫的橫截面就可以看出,焊縫可以進完全的進行熔透,而且與選用的母材融合情況良好,內(nèi)部也沒有出現(xiàn)諸如夾渣、氣孔以及裂紋等焊縫缺點。與此同時,對敢接接頭進行微觀的檢驗,發(fā)現(xiàn)焊縫組織是呈現(xiàn)出針狀以及鐵素體的結(jié)晶狀,其中還有少量的貝氏體與珠光體。與此同時,HAZ與熔合區(qū)經(jīng)過過熱試驗之后的組織也呈現(xiàn)出塊狀共析鐵素體,而且伴有少量的珠光體與貝氏體。

2.2 工藝評定得出的結(jié)論

①根據(jù)上述各試驗,可以得出斜Y 型坡口焊接裂紋可以選用“SMA490BW”鋼,因為它具有較為可靠的抵抗焊接裂紋的性能。而對于具體的Y 型坡口焊接的試驗可以得出,試驗選用的大西洋“CHW-55CNHT”焊絲同樣具有合格的焊接性能,可以滿足動車組轉(zhuǎn)向架構(gòu)架焊接材料的具體焊接要求。

②對于選取了“CHW-55CNH”焊絲進行焊接工藝的“SMA490BW”接頭,它所擁有的塑性、沖擊韌性以及強度等標準均可以達到國家標準規(guī)定的數(shù)值,而且還可以滿足200EMU動車轉(zhuǎn)向架焊接構(gòu)架的相關(guān)技術(shù)標準。

③經(jīng)過典型焊接接頭的微觀組織分析,可以得出相應(yīng)的熔合區(qū)、熱影響區(qū)的晶粒尺寸以及焊縫都較為合適,而且對應(yīng)的焊縫組織也比較正常,并沒有出現(xiàn)硬脆相。就此可以推導(dǎo)出本次試驗所選取的焊接工藝與焊接材料都是符合要求的。

3 疲勞試驗

具體的疲勞試驗主要是采用單點分析手法來進行的,具體步驟就是先用3個應(yīng)力進行循環(huán)操作,在循環(huán)107周次之后選用應(yīng)力階段中不失效的最大應(yīng)力作為疲勞極限。具體疲勞試驗標準參照“JIS2273-1978”進行。經(jīng)過嚴密的疲勞試驗,可以得出焊接接頭的抗疲勞強度(其中,光滑焊接接頭的疲勞極限為395MPa)比“光滑焊縫”的疲勞極限更大,而對應(yīng)的疲勞極限要求是不能小于110MPa。這就可以證明國產(chǎn)“CHW-55CNH”焊絲焊件的抗疲勞性是符合質(zhì)量標準的,可以用作動車組的轉(zhuǎn)向架焊接設(shè)計。

結(jié)語

綜合以上文獻內(nèi)容所述,筆者根據(jù)自身多年相關(guān)的工作經(jīng)驗,就動車組轉(zhuǎn)向架構(gòu)架焊接材料(焊絲)的選取、性能指標以及評定內(nèi)容等展開了詳細的分析與探究。隨著時代不斷的進步,各項科學(xué)技術(shù)已經(jīng)愈發(fā)成熟,可以預(yù)料的是未來的動車組轉(zhuǎn)向架構(gòu)架焊接材料工藝肯定會向著更加多元化、創(chuàng)新化的方向發(fā)展,相關(guān)技術(shù)人員理應(yīng)不斷打磨自身的工藝技術(shù),從而大力推動國家的動車事業(yè)發(fā)展。