Avaluació de la compatibilitat de soldadura i tecnologia de selecció de consumibles de soldadura per a carrils estàndard estrangers
Quins són els indicadors bàsics per avaluar la compatibilitat de la soldadura dels carrils estàndard internacionals i com afecten la selecció dels processos de soldadura?
Els indicadors bàsics per avaluar la compatibilitat de soldadura dels carrils estàndard internacionals sóncarboni equivalent (Ceq)iíndex de sensibilitat a les esquerdes (Pcm), que reflecteixen directament la tendència d'esquerdes de soldadura del rail. Com més gran sigui l'equivalent de carboni, més òbvia serà la tendència d'enduriment del rail, més propens a les esquerdes fredes durant la soldadura i pitjor serà la compatibilitat de la soldadura; quan l'equivalent de carboni és inferior o igual al 0,45%, la soldabilitat és bona i es pot adoptar el procés de soldadura per flaix convencional. L'índex de sensibilitat a les esquerdes se centra a avaluar la influència dels elements d'aliatge sobre les esquerdes. Com més gran sigui el valor de Pcm, més gran serà el risc d'esquerdes retardades a la unió soldada. L'equivalent de carboni del carril UIC60 és d'uns 0,42%, que té una bona compatibilitat amb la soldadura i es pot adaptar al procés de soldadura per flaix principal a la Xina; l'equivalent de carboni del carril ASTM136 Grade4 és del 0,50%, que té una compatibilitat de soldadura deficient i requereix un procés de soldadura de preescalfament. Per tant, l'avaluació d'aquests dos indicadors és la premissa per determinar la temperatura de preescalfament de la soldadura, el temps de retenció i el procés de tractament tèrmic post{11}}soldadura.
Quins defectes de la junta de soldadura seran causats pel desajust entre els rails estàndard internacionals i els materials de soldadura estàndards nacionals?
El desajust entre els rails estàndard internacionals i els materials de soldadura estàndard nacionals provocarà primer una resistència inferior a la norma de la junta soldada. Si la resistència del material de soldadura és inferior a la del metall base del rail, l'articulació és propensa a la deformació plàstica sota la càrrega del tren, formant un defecte d'articulació baix; si la resistència del material de soldadura és massa alta, la duresa de la junta és insuficient i la fractura fràgil és propensa a produir-se. En segon lloc, provocarà esquerdes de soldadura. El desajust entre la composició de l'aliatge del material de soldadura i el rail conduirà a una gran diferència en el coeficient d'expansió entre el metall de soldadura i el metall base, generant una gran tensió de soldadura durant el procés de refrigeració i formant esquerdes calentes o esquerdes fredes. A més, provocarà porositat de soldadura i inclusió d'escòries. La capacitat de desoxidació del material de soldadura no pot coincidir amb el material del carril, i el gas i les impureses de la piscina fosa no es poden eliminar eficaçment durant la soldadura, donant lloc a una mala compacitat de la soldadura. Aquests defectes reduiran significativament la vida a fatiga de la junta soldada i afectaran la seguretat de l'operació de la línia.
Per què es prefereix un material de soldadura especial amb alt contingut de manganès quan es solden rails UIC?
Els carrils UIC (com ara UIC900A/B) es caracteritzen per un alt contingut de manganès (1,0%-1,5%). El manganès pot millorar la força i la duresa del rail i millorar la soldabilitat. Prioritzar la selecció de materials de soldadura especials amb alt contingut en manganès pot mantenir la composició d'aliatge del metall de soldadura coherent amb la del metall base del carril UIC, garantir la sincronització de les propietats mecàniques i els coeficients d'expansió entre la soldadura i el metall base i reduir l'estrès de soldadura. El manganès també té bons efectes de desoxidació i desulfuració, que poden reduir eficaçment la probabilitat de porositat de soldadura, inclusió d'escòries i esquerdes calentes, i millorar la compacitat de la soldadura. Si s'utilitzen materials de soldadura habituals amb baix contingut de manganès, el contingut de manganès del metall de soldadura és insuficient, cosa que farà que la resistència i la duresa de la soldadura siguin inferiors a les del metall base, i la junta soldada sigui propensa a danys per fatiga. Per tant, s'han de seleccionar materials especials de soldadura per flaix amb un contingut de manganès superior o igual a l'1,2% per a la soldadura de ferrocarril UIC per aconseguir un rendiment equivalent de la junta.
Quan soldeu rails estàndard internacionals localment, com ajustar la temperatura de preescalfament de pre{0}}soldadura segons el material?
La temperatura de preescalfament de pre-soldadura per a la soldadura local de carrils estàndard internacionals es basa principalment en l'equivalent de carboni i el contingut d'elements d'aliatge del carril. Com més gran sigui l'equivalent de carboni, més alta serà la temperatura de preescalfament necessària. Per als carrils JIS SKZ3 amb un equivalent de carboni inferior o igual al 0,40%, la soldabilitat és bona i no es requereix cap preescalfament o només un preescalfament a baixa -temperatura (50-80 graus) per evitar esquerdes per fred. Per als carrils UIC900B amb un equivalent de carboni del 0,40% al 0,48%, la temperatura de preescalfament s'ha de controlar a 100-150 graus per reduir la velocitat de refredament de la zona de soldadura i reduir la formació d'estructures endurides. Per als carrils ASTM136 Grade4 amb un equivalent de carboni > 0,48%, la temperatura de preescalfament s'ha d'augmentar a 180-220 graus. El preescalfament a alta temperatura alenteix la velocitat de refrigeració, allibera l'estrès de soldadura i evita esquerdes retardades. La temperatura de preescalfament hauria de cobrir uniformement el rang de 100 mm de l'extrem de soldadura del carril per evitar les irregularitats de tensió causades per un preescalfament local insuficient.
Quins problemes soluciona principalment el tractament tèrmic posterior a la-soldadura de les juntes soldades per ferrocarril estàndard internacional?
L'objectiu principal del tractament tèrmic posterior a la-soldadura de les juntes soldades de ferrocarril estàndard internacional és eliminar l'esforç residual de la soldadura, ajustar l'estructura de la junta i millorar la duresa de la junta, solucionant principalment tres problemes clau. En primer lloc, elimineu l'estrès residual de la soldadura. La tensió de tracció generada durant la soldadura pot provocar que la junta s'esquerde fàcilment. Mitjançant un temperat a alta-temperatura a 600-650 graus , l'estrès residual es pot reduir en un 30%-50%. En segon lloc, refinar els grans. Els grans de la zona afectada-la calor de la soldadura s'engruixiran a causa de l'alta temperatura, la qual cosa comportarà una disminució de la duresa. El tractament tèrmic post-soldadura pot refinar els grans gruixuts i restaurar la duresa de la junta. En tercer lloc, eliminar les estructures endurides. Per als carrils estàndard internacionals amb un alt contingut d'elements d'aliatge, les estructures de martensita dures i trencadisses es formen fàcilment a la zona afectada per la calor de la soldadura-. El tremp posterior a la soldadura pot transformar-los en sorbita temperada amb bona duresa. A més, el tractament tèrmic posterior a la soldadura pot uniformitzar la duresa de la junta, controlar la desviació de la duresa entre la junta i el metall base dins de HB ± 20 i evitar la concentració d'estrès causada per canvis sobtats de duresa.