解析傷損轍叉焊接修復(fù)工藝

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1、學(xué)兔兔www.xuetutu.com。生產(chǎn)應(yīng)用t蜉擄傷損轍叉焊接修復(fù)工藝萊蕪鋼鐵集團(tuán)有限公司(271104)蔡開云蔡玉萍趙玲摘要轍叉在重載車輪的沖擊和碾壓下，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)各種磨損、裂紋和壓潰等現(xiàn)象，因此尋找一種經(jīng)濟(jì)合理的焊接修復(fù)技術(shù)成為當(dāng)務(wù)之急。為提高高錳鋼轍叉的焊接修復(fù)質(zhì)量，通過對(duì)轍又母材的化學(xué)成分及力學(xué)性能進(jìn)行分析，確定轍叉?zhèn)麚p產(chǎn)生的原因和趨勢，并制定一套合理的焊接工藝，提高了焊接的質(zhì)量和壽命。關(guān)鍵詞：轍叉焊接修復(fù)工藝中圖分類號(hào)：TG457．19織為奧氏體，具有很好的韌性和強(qiáng)度，是承受磨損、沖0前言擊的良好材料。目

2、前，萊鋼冶金鐵路線路的道岔已近年來，隨著萊鋼鋼產(chǎn)量的大幅增加，鐵路周轉(zhuǎn)量全部使用高錳鋼整鑄轍叉。及貨運(yùn)量明顯增多，對(duì)鐵路設(shè)備的磨損顯著加劇，尤其是高錳鋼轍叉，在車輛的交變載荷下，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)磨損、裂紋等現(xiàn)象，以致使高錳鋼轍叉報(bào)廢。因此其受鑄一一造質(zhì)量和材料特性影響，高錳鋼轍叉的焊接性較差，故尋求一種經(jīng)濟(jì)合理的焊接修復(fù)技術(shù)已成為工務(wù)部門待解決的關(guān)鍵問題之一。萊鋼運(yùn)輸部工務(wù)段幾年來經(jīng)過不斷地學(xué)習(xí)與實(shí)踐，對(duì)傷損較重的轍又實(shí)施了線下焊圖1轍叉示意圖接修復(fù)，并制定了一套合理的焊接工藝。1高錳鋼轍叉轍又是使車輪由一股鋼軌通過另一股

3、鋼軌的平面交叉設(shè)備，如圖1所示，主要由翼軌、心軌及聯(lián)結(jié)零件組成。圖2高錳鋼整鑄轍叉高錳鋼整鑄轍叉的翼軌和心軌被鑄成一個(gè)整體，表1高錳鋼轍叉化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，％)如圖2所示。它是以堿性電爐冶煉的高錳鋼整體鑄造的，制造轍叉用高錳鋼的化學(xué)成分及力學(xué)性能分別見表1和表2。轍叉經(jīng)過約1050℃的水韌處理，金相組表2高錳鋼的力學(xué)性能的疲勞強(qiáng)度比鋼軌要低，在使用過程中，出現(xiàn)疲勞裂紋2高錳鋼轍叉的焊接性的概率要高。(2)高錳鋼的線膨脹系數(shù)為一般低碳鋼的1．3(1)高錳鋼轍叉本身是鑄造組織，碳和錳含量較倍，導(dǎo)熱性比低碳鋼小很多，收縮

4、率大1～2倍，因此在高，因此母材缺陷較多，例如疏松和裂紋等。高錳鋼焊接工藝不恰當(dāng)時(shí)，容易使熱量集中而產(chǎn)生裂紋J。收稿日期：2012—03—19(3)高錳鋼轍叉的碳含量高、傳熱慢，受堆焊的高2012年第9期63學(xué)兔兔www.xuetutu.com俘擄生產(chǎn)應(yīng)用溫影響，在晶界容易析出碳化物，降低高錳鋼的韌性。表3KD一286焊條化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，％)高錳鋼轍叉的磷、硅含量高，焊接時(shí)易形成低熔點(diǎn)共晶體分布在晶界上，使焊縫區(qū)域的力學(xué)性能變差，焊縫中及熱影響區(qū)域中裂紋的傾向增加。(4)當(dāng)高錳鋼轍叉加熱到300℃以上時(shí)，金屬中3

5、．2堆焊表面的打磨的碳就會(huì)從奧氏體晶粒內(nèi)向晶界析出，并聚集在晶界堆焊的高錳鋼轍叉，在堆焊的表面必須是清潔的，形成碳化物，使得高錳鋼的力學(xué)性能大幅度下降，補(bǔ)焊無油污、鐵銹及其它污物，以避免產(chǎn)生焊接缺陷，出現(xiàn)可以直接導(dǎo)致高錳鋼熱影響區(qū)產(chǎn)生裂紋。高錳鋼一旦表面裂紋。出現(xiàn)碳化物析出或裂紋，只能通過挖補(bǔ)的方法，將缺陷在清除裂紋時(shí)，一般使用碳弧氣刨，刨掉開裂處的清除后再進(jìn)行補(bǔ)焊。因此高錳鋼在補(bǔ)焊過程中，周圍金屬。但是碳弧氣刨加熱情況下，裂紋極易擴(kuò)展，挖補(bǔ)母材溫度不宜超過300qC。中經(jīng)常會(huì)越挖裂紋越大。遇到這種情況，可以在離裂紋

6、端部一段距離就停止氣刨，改用砂輪打磨。3高錳鋼轍叉的焊接工藝現(xiàn)場焊修試驗(yàn)表明，硬化層的存在將使母材的強(qiáng)高錳鋼轍叉焊接工藝總的原則是：采用與母材金度提高，塑性和韌性下降，疲勞裂紋擴(kuò)展的抗力下降，屬組織相近的焊接材料(奧氏體)，小熱輸入、多層多所以應(yīng)當(dāng)將硬化層清除之后再進(jìn)行修復(fù)。硬化層的厚道補(bǔ)焊。高錳鋼轍叉在焊接過程中，周圍母材溫度不度不大，一般磨去0．5—1mm就可以進(jìn)行焊接修復(fù)了。超過300℃。根據(jù)以上原則，制定了轍叉的焊接工3．3焊接工藝參數(shù)藝。為避免焊接時(shí)產(chǎn)生熱裂紋以及保持奧氏體組織不3．1焊條回火，焊接時(shí)，焊條

7、直徑以西3．2mm或?yàn)?4．0mm為焊條的種類繁多，每一種焊條均有一定的特性和宜，焊接電流選擇見表4。電流過大，補(bǔ)焊層的金屬組用途。即使同一類別的焊條，由于不同的藥皮類型，所織粗大，影響其力學(xué)性能；采用較小的焊接電流、窄焊反映出的使用特性也是不同的。因此，焊條的選擇是道施焊，可減小轍叉補(bǔ)焊熱影響區(qū)的寬度并改善焊縫、影響高錳鋼轍叉焊接質(zhì)量的一個(gè)重要因素。熱影響區(qū)的組織及性能；但焊接電流過小，成形較為困根據(jù)高錳鋼轍叉的化學(xué)成分、力學(xué)性能及組織要難，影響表面質(zhì)量。在補(bǔ)焊過程中，電弧均不宜過長求，曾分別選用KD一286，TY

8、D296和TD286焊條進(jìn)行(電弧電壓不宜過高)，并力求使用短電弧操作，這樣可堆焊試驗(yàn)，測其堆焊層表面硬度及力學(xué)性能，最終選定減少金屬飛濺，避免產(chǎn)生咬邊以及氣孔。在施焊時(shí)，采KD一286焊條，該焊條的化學(xué)成分見表3，此焊條堆焊用直流電焊機(jī)，電源采用直流反接，如圖3所示，可有層的組織性能比較接近高錳鋼轍叉本體。利于電弧的穩(wěn)定。表4焊接工藝參數(shù)3．