Suvirinimo suderinamumo įvertinimas ir suvirinimo eksploatacinių medžiagų parinkimo technologija užsienio standartiniams bėgiams
Kokie yra pagrindiniai rodikliai vertinant tarptautinio standarto bėgių suvirinimo suderinamumą ir kaip jie veikia suvirinimo procesų pasirinkimą?
Pagrindiniai tarptautinių standartinių bėgių suvirinimo suderinamumo vertinimo rodikliai yraanglies ekvivalentas (Ceq)irįtrūkimų jautrumo indeksas (Pcm), kurios tiesiogiai atspindi bėgio suvirinimo įtrūkimų tendenciją. Kuo didesnis anglies ekvivalentas, tuo ryškesnė bėgio kietėjimo tendencija, tuo labiau linkę į šaltus įtrūkimus suvirinimo metu ir tuo blogesnis suvirinimo suderinamumas; kai anglies ekvivalentas yra mažesnis arba lygus 0,45%, suvirinamumas yra geras ir galima naudoti įprastą staigiojo suvirinimo procesą. Plyšių jautrumo indeksas skirtas įvertinti legiruojančių elementų įtaką įtrūkimams. Kuo didesnė Pcm reikšmė, tuo didesnė uždelsto plyšių rizika suvirintoje jungtyje. UIC60 bėgio anglies ekvivalentas yra apie 0,42%, kuris turi gerą suvirinimo suderinamumą ir gali būti pritaikytas pagrindiniam greitojo suvirinimo procesui Kinijoje; ASTM136 Grade4 bėgio anglies ekvivalentas yra 0,50%, todėl suvirinimas yra prastas ir reikalauja išankstinio pakaitinimo suvirinimo proceso. Todėl šių dviejų rodiklių įvertinimas yra prielaida nustatant suvirinimo išankstinio pašildymo temperatūrą, laikymo laiką ir po{11}}suvirinimo terminio apdorojimo procesą.
Kokius suvirinimo siūlių defektus sukels tarptautinio standarto bėgių ir nacionalinio standarto suvirinimo medžiagų neatitikimas?
Tarptautinio standarto bėgių ir nacionalinių standartinių suvirinimo medžiagų neatitikimas pirmiausia lems standarto neatitinkantį suvirinto jungties stiprumą. Jei suvirinimo medžiagos stiprumas yra mažesnis nei netauriojo bėgio metalo, jungtis yra linkusi plastiškai deformuotis veikiant traukinio apkrovai, todėl susidaro mažas jungties defektas; jei suvirinimo medžiagos stiprumas yra per didelis, jungties tvirtumas yra nepakankamas ir gali atsirasti trapus lūžių. Antra, tai sukels suvirinimo įtrūkimus. Suvirinimo medžiagos ir bėgio lydinio sudėties neatitikimas lems didelį suvirinimo metalo ir netauriojo metalo plėtimosi koeficiento skirtumą, todėl aušinimo metu susidaro didžiulis suvirinimo įtempis ir susidaro karšti arba šalti įtrūkimai. Be to, tai sukels suvirinimo akytumą ir šlako įtraukimą. Suvirinimo medžiagos deoksidacijos pajėgumas negali prilygti bėgių medžiagai, o dujos ir priemaišos iš išlydyto baseino negali būti veiksmingai pašalintos suvirinimo metu, todėl suvirinimo siūlės kompaktiškumas yra prastas. Šie defektai žymiai sumažins suvirintos jungties nuovargio tarnavimo laiką ir turės įtakos linijos eksploatavimo saugumui.
Kodėl suvirinant UIC bėgius pirmenybė teikiama specialioms suvirinimo medžiagoms, kuriose yra daug mangano?
UIC bėgiai (pvz., UIC900A/B) pasižymi dideliu mangano kiekiu (1,0 %-1,5 %). Manganas gali pagerinti bėgio stiprumą ir kietumą bei pagerinti suvirinamumą. Pirmenybė teikiama specialių suvirinimo medžiagų, turinčių didelį mangano kiekį, parinkimui, galima išlaikyti suvirinimo metalo lydinio sudėtį, atitinkančią UIC bėgių netauriojo metalo sudėtį, užtikrinti mechaninių savybių ir plėtimosi koeficientų sinchronizavimą tarp siūlės ir netauriojo metalo bei sumažinti suvirinimo įtempį. Manganas taip pat turi gerą deoksidacinį ir desulfuravimo poveikį, kuris gali veiksmingai sumažinti suvirinimo akytumo, šlako įsiskverbimo ir karštų įtrūkimų tikimybę bei pagerinti suvirinimo kompaktiškumą. Jei naudojamos paprastos mažai mangano turinčios suvirinimo medžiagos, suvirinimo metalo mangano kiekis yra nepakankamas, todėl suvirinimo stiprumas ir kietumas bus mažesni nei netauriojo metalo, o suvirintoji jungtis gali būti pažeista nuovargio. Todėl UIC bėgių suvirinimui turėtų būti pasirinktos specialios staigiojo suvirinimo medžiagos, kurių mangano kiekis yra didesnis nei 1,2 %, kad būtų pasiektas lygiavertis jungties veikimas.
Kaip suvirinant tarptautinio standarto bėgelius vietoje, kaip reguliuoti išankstinio suvirinimo -kaitinimo temperatūrą pagal medžiagą?
Išankstinio suvirinimo suvirinimo temperatūra vietiniam tarptautinių standartinių bėgių suvirinimui- daugiausia priklauso nuo anglies ekvivalento ir lydinio elementų kiekio bėgiuose. Kuo didesnis anglies ekvivalentas, tuo reikia aukštesnės pakaitinimo temperatūros. JIS SKZ3 bėgiams, kurių anglies ekvivalentas yra mažesnis arba lygus 0,40 %, suvirinamumas yra geras, o norint išvengti šaltų įtrūkimų, nereikia pašildyti arba pašildyti tik žemoje-temperatūros (50-80 laipsnių). UIC900B bėgiams, kurių anglies ekvivalentas yra 0,40–0,48%, išankstinio pašildymo temperatūra turi būti kontroliuojama 100–150 laipsnių, kad sumažėtų suvirinimo zonos aušinimo greitis ir sumažėtų sukietėjusių konstrukcijų susidarymas. ASTM136 Grade4 bėgiams, kurių anglies ekvivalentas ＞0,48%, pakaitinimo temperatūrą reikia padidinti iki 180–220 laipsnių. Pakaitinimas aukštoje temperatūroje sulėtina aušinimo greitį, sumažina suvirinimo įtampą ir apsaugo nuo vėluojančių įtrūkimų. Išankstinio pašildymo temperatūra turi tolygiai apimti 100 mm bėgio suvirinimo galo diapazoną, kad būtų išvengta įtempių netolygų, atsirandančių dėl nepakankamo vietinio išankstinio pašildymo.
Kokias problemas daugiausia išsprendžia po{0}}suvirinimo tarptautinių standartinių bėgių suvirintų jungčių terminis apdorojimas?
Pagrindinis tarptautinio standarto bėgių suvirintų jungčių po-suvirinimo terminio apdorojimo tikslas yra pašalinti liekamąjį suvirinimo įtempį, sureguliuoti jungties struktūrą ir pagerinti jungties tvirtumą, daugiausia sprendžiant tris pagrindines problemas. Pirmiausia pašalinkite suvirinimo liekamąjį įtempį. Dėl suvirinimo metu susidarančio tempimo įtempio jungtis gali lengvai įtrūkti. Temperatūra aukštoje-600-650 laipsnių temperatūroje, liekamasis įtempis gali būti sumažintas 30 %-50 %. Antra, rafinuokite grūdus. Suvirinimo karščio paveiktoje zonoje esantys grūdeliai{15}}susirupės dėl aukštos temperatūros, todėl sumažės kietumas. Po-suvirinimo siūlės terminis apdorojimas gali patobulinti stambius grūdelius ir atkurti jungties tvirtumą. Trečia, pašalinkite sukietėjusias struktūras. Tarptautinio standarto bėgiams, kuriuose yra daug legiruotų elementų, suvirinimo karščio paveiktoje zonoje lengvai susidaro kietos ir trapios martensito struktūros. Grūdinimas po suvirinimo gali paversti grūdintu, gero kietumo sorbitu. Be to, terminis apdorojimas po suvirinimo gali suvienodinti jungties kietumą, kontroliuoti kietumo nuokrypį tarp jungties ir netauriojo metalo HB±20 ribose ir išvengti įtempių koncentracijos, kurią sukelia staigūs kietumo pokyčiai.