動(dòng)車(chē)組轉(zhuǎn)向架構(gòu)架焊接材料工藝分析

紀(jì)正 任文勇 崔傳學(xué) 莊建鵬

摘 要：本文首先闡述了焊接材料的選擇，接著對(duì)動(dòng)車(chē)組轉(zhuǎn)向架構(gòu)架焊接材料工藝進(jìn)行了探討，最后通過(guò)疲勞試驗(yàn)的方式證明了焊絲的選擇滿足既定標(biāo)準(zhǔn)，旨在全面提高動(dòng)車(chē)組轉(zhuǎn)向架構(gòu)架焊接水平。

關(guān)鍵詞：動(dòng)車(chē)組;轉(zhuǎn)向架構(gòu)架;焊接材料;工藝

引言

如果想要從根本上提高動(dòng)車(chē)組轉(zhuǎn)向架構(gòu)架焊接水平，那么就要對(duì)其焊接工藝進(jìn)行深入研究。對(duì)此，本文從以下幾個(gè)方面就圍繞著動(dòng)車(chē)組轉(zhuǎn)向架構(gòu)架焊接材料工藝展開(kāi)論述，希望可以起到一定的借鑒作用。

1焊接材料的選擇

站在客觀的立場(chǎng)來(lái)講，動(dòng)車(chē)組轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的主結(jié)構(gòu)材料往往以SMA790BW為主，且該材料質(zhì)量滿足既定標(biāo)準(zhǔn)。所以在對(duì)焊接材料進(jìn)行選擇的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)對(duì)以下幾點(diǎn)進(jìn)行充分考慮：一是化學(xué)成分;二是碳當(dāng)量CEV;三是耐腐蝕性指數(shù)I;四是力學(xué)性能等，經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)與研究發(fā)現(xiàn)，CHW-55CNH焊絲和母材SMA490BW有著較強(qiáng)的適應(yīng)性，因此最終確定使用CHW-55CNH焊絲。

2動(dòng)車(chē)組轉(zhuǎn)向架構(gòu)架焊接材料工藝內(nèi)容

2.1工藝內(nèi)容

2.1.1Y形裂紋試驗(yàn)

在充分結(jié)合GB4675.1一1984要求的基礎(chǔ)上，對(duì)直Y與斜Y開(kāi)展裂紋試驗(yàn)工作，其表面情況滿足相關(guān)缺陷要求。當(dāng)解剖以后需要對(duì)其斷面情況進(jìn)行詳細(xì)檢查，從中可以看到焊接區(qū)的表面裂紋率以及熱影響區(qū)的斷面裂紋率等方面都是零。顯而易見(jiàn)的是，基于本焊接工藝條件之下，SMA490BW鋼存在著較多的優(yōu)點(diǎn)，如工藝可焊性能良好，所挑選的焊絲也有著較強(qiáng)的抗裂性能。

2.1.2T型角焊縫折斷面缺陷評(píng)定

對(duì)型角焊縫試樣彎折情況進(jìn)行詳細(xì)檢查以后，可以從中看到在切口根部并沒(méi)有發(fā)生裂紋的情況，而是順著熔合界面慢慢裂開(kāi)，且無(wú)形成氣孔等相關(guān)缺陷，顯然這從側(cè)面反映出了焊縫質(zhì)量良好。

2.1.3焊接接頭力學(xué)性能

對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析以后，可以看到，使用CHW一SSCNH這一焊絲種類(lèi)所焊接出來(lái)的焊頭有著顯著的效果，不管是屈服強(qiáng)度還是延伸率均滿足既定標(biāo)準(zhǔn)。相關(guān)人員將其彎曲180度以后，拉伸面也沒(méi)有形成裂紋。在指定的范圍當(dāng)中，接頭的沖擊功遠(yuǎn)遠(yuǎn)要大于母材相關(guān)要求，這也從側(cè)面反映出了接頭品質(zhì)良好，符合既定標(biāo)準(zhǔn)。

2.1.4焊接接頭硬度試驗(yàn)

試驗(yàn)結(jié)果顯示，接頭硬度分布十分均衡，無(wú)論是焊縫還是HAZ的硬度均保持在既定范圍內(nèi)，且最高硬度均停留在HAZ之中。不僅如此，HAZ最高硬度值是HV225，顯然這些現(xiàn)象從側(cè)面反映出了接頭各區(qū)并沒(méi)有發(fā)生硬脆組織。

2.1.5焊接接頭金相組織

對(duì)焊縫截面進(jìn)行詳細(xì)觀察以后，可以發(fā)現(xiàn)：焊縫處于完全熔透的狀態(tài)，不會(huì)存在氣孔、夾渣等相關(guān)缺陷。不僅如此，在對(duì)其進(jìn)行微觀檢驗(yàn)期間，可以從中看到焊縫組織由以下幾個(gè)部分一起組成：一是柱狀結(jié)晶的鐵素體;二是針狀鐵素體;三是少量珠光體;四是少量貝氏體;就融合區(qū)與HAZ過(guò)熱區(qū)組織來(lái)說(shuō)，其主要由以下幾個(gè)部分共同組成：一是沿晶析出的塊狀先共析鐵素體;二是晶內(nèi)細(xì)條狀鐵素體;三是少量貝氏體;四是少量珠光體。

2.2工藝結(jié)論

第一，對(duì)斜Y型坡口焊接裂紋試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行深入分析以后，可以看到：SMA490BW鋼有著較多的優(yōu)點(diǎn)，如抗焊接冷裂紋能力強(qiáng)等;對(duì)直Y型坡口焊接裂紋試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行研究以后，可以發(fā)現(xiàn)：挑選的CHW-55CNH焊絲有著顯著的優(yōu)越性，如抗裂性能強(qiáng)等，匹配是可行的。

第二，針對(duì)SMA490B接頭而言，無(wú)論是針對(duì)其強(qiáng)度來(lái)說(shuō)，還是就沖擊韌性而言，不但滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值，而且還符合轉(zhuǎn)向架焊接構(gòu)建的基本要求。

第三，對(duì)典型焊接件接頭微觀組織進(jìn)行深度剖析以后，可以發(fā)現(xiàn)：不管是針對(duì)焊縫融合區(qū)的晶粒尺寸適度來(lái)說(shuō)，還是就熱影響區(qū)的晶粒尺寸適度而言，焊縫組織均處于正常狀態(tài)，也沒(méi)有出現(xiàn)硬脆相，所以這也從側(cè)面反映出了本焊接工藝試驗(yàn)所挑選的材料、參數(shù)均適用。

3疲勞試驗(yàn)

針對(duì)疲勞試驗(yàn)來(lái)說(shuō)，其主要以單點(diǎn)法為主，實(shí)際上是把3個(gè)應(yīng)力循環(huán)107周次而不失去作用的應(yīng)力環(huán)節(jié)中的最大應(yīng)力當(dāng)作疲勞極限。為了進(jìn)一步對(duì)焊絲焊接以后所產(chǎn)生的疲勞強(qiáng)度以及母材自身疲勞強(qiáng)度進(jìn)行深度剖析，這個(gè)時(shí)候就要求相關(guān)人員要對(duì)以下試件做好疲勞試驗(yàn)工作：一是母材試件;二是焊接試件。就疲勞試樣型式而言，其應(yīng)當(dāng)將JIS2273一1978這一標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)作參考依據(jù)，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)以后不但可以得到與之相匹配的疲勞試驗(yàn)參數(shù)，而且還能得到疲勞強(qiáng)度與循環(huán)壽命關(guān)系（s一H曲線），具體內(nèi)容請(qǐng)圖2所示。

對(duì)圖2進(jìn)行深入分析以后，可以發(fā)現(xiàn)：焊接接頭的疲勞強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出“光滑焊縫”疲勞極限要求大于110MPa的要求，換句話來(lái)說(shuō)是就CHW-55CNH焊絲焊件而言，在疲勞許可應(yīng)力范圍當(dāng)中均沒(méi)有發(fā)生斷裂的情況，這也從側(cè)面反映出了我國(guó)生產(chǎn)出來(lái)的焊絲焊件的疲勞性能可以迎合各種設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

結(jié)語(yǔ)

對(duì)動(dòng)車(chē)組轉(zhuǎn)向架構(gòu)架焊接材料工藝以及疲勞試驗(yàn)論證進(jìn)行深入分析以后，可以看到：動(dòng)車(chē)組轉(zhuǎn)向架的焊絲的選擇滿足既定標(biāo)準(zhǔn)，不但充分保障了動(dòng)車(chē)組轉(zhuǎn)向架構(gòu)架焊接水平，而且還為重要部位焊接材料的選擇指明了方向。

參考文獻(xiàn)

[1] 宮平，常力. 動(dòng)車(chē)組轉(zhuǎn)向架構(gòu)架焊接工藝評(píng)定分析與討論[J]. 電焊機(jī)，2017，47（1）：86-91.

[2] 趙克儉. 動(dòng)車(chē)組轉(zhuǎn)向架構(gòu)架焊接材料工藝分析[J]. 探索科學(xué)，2019，（1）：87，90.

[3] 張林儒，孫志鵬，李凱，李業(yè)雄. 動(dòng)車(chē)組轉(zhuǎn)向架構(gòu)架焊接收縮變形有限元分析[J]. 鐵道技術(shù)監(jiān)督，2017，45（4）：44-46.

[4] 劉大明，李萬(wàn)君，王善更. 高速動(dòng)車(chē)組轉(zhuǎn)向架構(gòu)架焊接工藝與變形關(guān)系分析[J]. 中國(guó)化工貿(mào)易，2018，10（9）：208