車輛焊接裂紋失效分析試驗

渠志強

摘 要：在鐵路車輛構(gòu)件實際生產(chǎn)過程中，如果出現(xiàn)了焊接裂紋現(xiàn)象，那么將直接影響到車輛安全，在一定程度上還會帶來非常嚴(yán)重的后果。因此，就必須要針對焊接裂紋產(chǎn)生的原因進(jìn)行有效科學(xué)地分析，找出實際原因，針對原因解決焊接裂紋問題?；诖?，本篇文章將針對車輛在焊接施工過程中出現(xiàn)的裂紋現(xiàn)象進(jìn)行綜合性分析探究，并提出車輛焊接裂紋的有效預(yù)防措施，對于完全解決焊接裂紋問題來說具有非常重要的現(xiàn)實意義以及應(yīng)用價值。

關(guān)鍵詞：車輛 焊接裂紋 分析試驗 實驗方法

中圖分類號：V448.15+1文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1003-9082（2020）06-0-01

前言

相關(guān)車輛在焊接的施工過程中會出現(xiàn)縱向裂紋現(xiàn)象以及橫向裂紋現(xiàn)象，根據(jù)實際研究車輛焊接裂紋的產(chǎn)生原因能夠得出，力的因素以及焊接工藝因素等等都導(dǎo)致了焊接裂紋問題的發(fā)生，而焊接裂紋的存在對于車輛的威脅非常大，針對焊接裂紋現(xiàn)象產(chǎn)生原因提出焊接裂紋有效預(yù)防措施，才能夠真正保證車輛運行安全。因此，本文將從車輛焊接裂紋實效分析的實驗角度出發(fā)，探索車輛焊接裂紋產(chǎn)生原因，提出車輛焊接裂紋預(yù)防措施。

一、實驗方法以及實驗結(jié)果與討論

1.實驗方法

在確定實驗方法的過程中首先應(yīng)深入到生產(chǎn)現(xiàn)場中，對實際情況作出充分的了解，通常情況下車輛焊接裂紋都會運用到以下實驗方法進(jìn)行實效分析試驗[1]。

其一，運用化學(xué)方法針對于母材以及焊材開展成分分析實驗，同時進(jìn)行對比。

其二，針對母材的微觀金相進(jìn)行觀察記錄。

其三，將車輛上存在的縱向裂紋試件以及橫向裂紋試件取出，開展宏觀組織觀察以及微觀組織觀察。

其四，針對焊接裂紋的種類以及產(chǎn)生原因進(jìn)行分析探究。

2.出現(xiàn)裂紋原因的綜合分析討論

其一，裂紋的定向分析。通過針對相關(guān)試件的宏觀組織觀察以及微觀組織觀察能夠得出，所有的焊接裂紋都是由于沿焊縫中存在的樹枝狀晶的交界處產(chǎn)生以及發(fā)展的，最為常見的就是沿焊縫的中心產(chǎn)生縱向開裂的現(xiàn)象以及在焊縫中產(chǎn)生橫向開裂的現(xiàn)象，所有的裂紋都是屬于沿晶開裂的結(jié)晶裂紋。

其二，結(jié)晶裂紋的產(chǎn)生原因分析。首先，力的因素。在實際焊接施工現(xiàn)場中，在焊接的過程中所有的焊縫都是在固定之后再進(jìn)行焊接施工，不可避免的是焊接接頭都會存在焊接殘余應(yīng)力。在這個過程中，T型連接雙面焊或者是交叉焊縫在實際焊接施工過程中焊縫的縱向收縮受到了一定的限制，那么這就意味著一定會產(chǎn)生橫向拉伸應(yīng)力，這種現(xiàn)象就是指結(jié)晶裂紋力的影響。其次，焊接工藝的影響。焊接工藝是導(dǎo)致結(jié)晶裂紋產(chǎn)生的一個關(guān)鍵性因素，焊接工藝的影響主要體現(xiàn)在較高的能量線以及不合理的焊縫形狀系數(shù)。較高的能量線在一定程度上非常容易導(dǎo)致焊接接頭過熱的情況，還會導(dǎo)致焊縫組織變得更粗更大，形成較為嚴(yán)重的成分偏析，進(jìn)而形成結(jié)晶裂紋現(xiàn)象。在此過程中可以運用較小的能量線進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)，這樣就會在很大程度上降低結(jié)晶裂紋現(xiàn)象的發(fā)生，但是還是會存在少量的結(jié)晶裂紋現(xiàn)象。另外，焊接工藝在一定程度上還嚴(yán)重地影響著焊縫成形。焊縫形狀系數(shù)存在不合理以及不均勻的情況下也是導(dǎo)致結(jié)晶裂紋產(chǎn)生的重要原因。一般情況下熔化焊的焊接焊縫形狀系數(shù)要求在1.3到2.0之間，如果焊縫寬以及深存在過大的現(xiàn)象，那么就非常容易導(dǎo)致在第一到焊縫表面周圍的區(qū)域中的晶粒長大方向以及焊縫表面處于垂直的狀態(tài)，進(jìn)而使得凝固區(qū)域偏析嚴(yán)重。最后，在實際焊接施工過程中，焊接工作人員的焊接水平以及結(jié)構(gòu)件局部不容易操作等等，在一定程度上會導(dǎo)致焊縫形狀以及焊道形狀出現(xiàn)不穩(wěn)定的狀況，這種情況下就導(dǎo)致局部焊縫中的成分出現(xiàn)不均勻的現(xiàn)象，進(jìn)而增加了發(fā)生結(jié)晶裂紋的概率[2]。

二、車輛焊接裂紋預(yù)防措施

其一，嚴(yán)格進(jìn)行焊接材料成分以及質(zhì)量控制。焊接材料是決定是否出現(xiàn)焊接裂紋現(xiàn)象產(chǎn)生的關(guān)鍵性因素，焊接材料符合國家相應(yīng)的規(guī)則要求以及達(dá)到施工標(biāo)準(zhǔn)那么能夠在很大程度上預(yù)防車輛焊接裂紋現(xiàn)象發(fā)生。如果在焊接施工過程中運用實心焊絲進(jìn)行施工，筆者建議在實心焊絲符合國家相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的同時，合理地將Si、Ni以及C、S元素的含量降低，值得注意的是實心焊絲更加適用于拘束度較小的區(qū)域中，如果在拘束度較大的區(qū)域中開展焊接工作，那么可以運用藥芯焊絲進(jìn)行焊接

施工[3]。

其二，促使熱輸入減少。在焊接施工過程中合理適當(dāng)?shù)貙⒑附泳€能量輸入降低，能夠有效避免焊縫中的柱狀組織產(chǎn)生粗大的現(xiàn)象，合理地減少熔合比，能夠使得母材中C、P的熔入有效降低，進(jìn)而有效避免雜質(zhì)聚集在焊縫中心柱狀晶對生處。

其三，優(yōu)化焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計。在進(jìn)行焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，應(yīng)將設(shè)計為較為容易的焊接結(jié)構(gòu)，這樣焊接施工工作人員就能夠更好地進(jìn)行焊接操作，進(jìn)而保證焊接過程中的穩(wěn)定性以及連續(xù)性，確保焊接質(zhì)量。在進(jìn)行交叉焊接縫設(shè)計過程中，可以合理地運用過焊縫設(shè)計。另外，還要將焊接順序優(yōu)化改善，進(jìn)而使得焊接結(jié)構(gòu)的整體殘余應(yīng)力有效降低。

結(jié)語

綜上所述，在車輛焊接施工過程中導(dǎo)致焊接裂紋現(xiàn)象發(fā)生的因素多種多樣。只有通過合理有效的實驗方式針對車輛焊接裂紋現(xiàn)象的產(chǎn)生原因進(jìn)行分析探究，才能夠探索到科學(xué)有效的車輛焊接裂紋預(yù)防措施，進(jìn)而保證車輛運行安全，同時還能夠促進(jìn)車輛焊接技術(shù)獲得更好的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]王濱鹽.鐵道車輛的焊接技術(shù)現(xiàn)狀與前景[J].國外機(jī)車車輛工藝，2018，

（01）：1-5.

[2]何靜，劉成東，趙冬冬.某系列特種車輛的焊接裂紋研究[J].包頭職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2017，18（04）：1-4+17.

[3]張建鋒，周友龍，張志昌，姬生星，楊鳴.車輛焊接裂紋失效分析試驗[J].電焊機(jī)，2014，44（11）：99-102.