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    DHH高碳钢道轨焊接工艺研究

    2018-10-18   来源:   点击数:95次 选择视力保护色: 杏仁黄 秋叶褐 胭脂红 芥末绿 天蓝 雪青 灰 银河白(默认色)   合适字体大小:
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       中国钢管信息港发布消息称:随着列车的高速化、重载化以及桥式起重机的不断大型化,使得钢道轨的应用环境越来苛刻,对钢道轨的耐磨性、耐疲劳破坏性、机械强度等方面的要求越来越高,因而使高碳高强度钢道轨的应用也随之多。 其中日本的DHH钢道轨就是近年来新开发的高碳高强度钢道轨。道轨钢使用要求提高的同时,也对其连接接头的性能要求随之高。
      
      由于接头质量直接关系到运行车辆的稳定性、噪音程度、振动幅度、对道基的冲击力等诸多因素,因此在开发高强度钢道轨的同时,也应配套其相应的连接工艺技术才能使其真正起到应有的作用。手工电弧焊是一种设备要求简单,易于道轨敷设现场作业的道轨连接手段,在道轨敷设施工中有大量应用。
      
      几种高碳钢道轨的化学成分及力学性能化学成分(%)硬度HB 1高碳道轨钢手工电弧焊的问题1.1高碳道轨钢焊接性分析DHH系列高碳高强钢道轨与普通道轨钢相比,除化学成分的差异外,其头部的热处理工艺不同使其在表面硬度值和硬度层深度上都有不同。但从碳当量看,所有道轨钢的碳当量都较高(Ceq>0.7%)。
      
      主要研宄焊接工艺及焊接材料,(0431)5955991―因此,道轨钢在手工电弧焊时所表现出的问题具有共性。总体而言,焊接时的主要问题是焊接裂纹、焊接变形的控制、头部接头表面硬度的保证等问题。DHH系列道轨钢由于其碳当量更高,因此有些问题可能更突出些。
      
      1.2钢道轨的手工电弧焊工艺钢道轨常用的手工电弧焊工艺如下图所示。为防止裂纹,焊前应对接头及附近区域进行300~400°C的预热。进行焊接时先在钢轨足部堆焊几道在底部施焊,焊至腹部后在两侧装配通有冷却水的铜冷却夹块,在夹块与工件间留有一定的间隙以便流渣;最后在头部焊接高硬耐磨层(约15mm厚),焊接时注意层间温度的控制。焊后加热至600~800°C,然后对腹部和底部进行保温缓冷,头部进行调质处理。最后焊缝两侧及表面用砂轮磨平。每个接头焊接时间大约在2小时左右。
      
      焊条采用Mmm的低碳一低合金焊条,也可按如所示焊条进行焊接。焊条在350C烘干后在保温筒内取用。具体焊接规范参数因道轨型号而异。
      
      1.3DNN高碳钢道轨手工电弧焊的主要问题上述焊接工艺原封不动应用于DHH系列钢道轨焊接时,除原有问题外,表现比较突出的问题主要是高温液化裂纹比较严重(参见照片1所示),并会产生由高温液化裂纹所引发,在疲劳载荷作用下裂纹扩展而使接头断裂的现象;同时,接头的耐磨性与母材相比有明显的降低,由于接头耐磨损性的下降,使道轨在使用中引起的振动与噪声随之加大。
      
      中国钢管信息港发布消息称:照片1HAZ高温液化裂纹2高碳焊条的应用分析2.1高温液化裂纹问题的解决HAZ高温液化裂纹的产生,一般来讲都是认为是由于HAZ内S、P所导致的低熔点物质,在焊接线能量作用下重熔所致。但是,通过研宄我们发现,在利用低碳一低合金焊条焊接高碳钢道轨时,造成HAZ出现高温液化裂纹的冶金因素主要是高碳钢轨母材与低碳焊缝金属间的含碳量差异而导致的两者凝固温度点的不同(FeC平衡状态图上约100C)可见,为了防止高温液化裂纹的产生,使焊缝金属高碳化是有效地解决措施。
      
      反映了DHH钢道轨焊缝金属组成对HAZ高温液化裂纹与结晶裂纹产生倾向的影响,取样接头形式为槽型坡口内的多层焊接接头。从中可见,当焊缝金属含碳量在较低范围内时,其组织呈现贝氏体为主,并会产生液化裂纹;当含碳量在0.5%以上时,液化裂纹可以得到完全控制。但如果含碳量过高,结晶裂纹及冷裂纹倾向会随之加大。
      
      2.2焊接接头硬度及耐磨性能的提高照片2焊缝金属金相组织为了解决上述两个突出问题,我们在保持原有的强制成型焊接方式及接头装配形式的基础上,尝试利用高碳焊条来替代低碳一低合金焊条,利用焊缝碳含量的提高来改变焊缝金属的组织状态和其力学性能,取得了较满意的结果。
      
      照片2是高碳与低碳两种焊条焊接DHH370的焊缝金相组织对比照片。相对于在低碳一低合金焊条焊后所得到的有粗大析出物的贝氏体组织,高碳焊条所得到的焊缝呈现出细小均匀的珠光体组织。照片中的组织是焊后立即所得,如果在焊后进行调质处理,照片中的珠光体中渗碳体层片间距会更小,硬度与耐磨性可与母材相等。
      
      到目前为止,对道轨钢的研究都认为在同一硬度下,珠光体钢的耐磨性要优于贝氏体钢。因此,为了提高焊接金属的耐磨性,应考虑使焊缝金属形成珠光体组织,对其焊缝组织进行高碳化处理不失为一种方法。
      
      是使用圆筒形切片在焊缝取样,进行磨檫试验(西原试验)后的试样表面状态精密测量后的比较图片。在使用低碳一低合金系列焊条试样中,在焊接接头处可明显地观察到磨檫所形成的凹陷。当使用高碳焊条时,凹陷处已不存在。因此可以确认其耐磨性得到了明显地提高。
      
      3高碳焊条的焊接工艺性及配套焊接工艺3.1碳在焊条中的位置及数量对焊条工艺及冶金性能的影响应用于高碳钢道轨焊接的高碳焊条,要考虑解决高碳钢焊接对冷裂纹较敏感的问题,所以其焊条药皮应以低氢药皮(aO种新高碳焊条是以原有的低碳一低合金钢焊芯,而通过向药皮中增添石墨以使溶敷金属高碳化,那么就会产生由于焊接熔渣对电弧的干涉作用而导致的电弧不稳定现象。
      
      是为了对电弧的不稳定现象进行定量的分析而采用激光纹影法观测电弧所得到的研究结果。从图中可见,适当的减少药皮中的石墨含量而增加钢焊芯中的碳含量可以使电弧的稳定性得到明显改善。同时,从改善焊接熔渣的重熔性和流动性等方面考虑,通过焊芯过渡碳可以有效地提高焊条的工艺性能。
      
      另一方面,钢焊芯的高碳化(碳>0.5%)使单层枝晶晶间的S、P显微偏析程度加剧,其结果是使结晶裂纹的敏感性增加,这是高碳焊条的缺点之一,但可通过调整焊接工艺使其得到解决。
      
      薄珐这合a中的去雄*焊芯含碳量对电弧稳定性的影响钢轨接头与母材一样,随着其各部位要求不同其接头各部位的力学性能也应有所不同。也就是说,头部耐磨性要求较高,底部的强度和塑性要求较高,而腹部对焊接的工艺性要求较高。因此,选择不同含碳量的焊条来适应不同部位接头的要求就显得十分必要。DHH370钢道轨焊接时,其头部焊缝含碳量可达0.72~0.75%,而足部则应控制在0.62%左右,中部可在0.42%;同时保证焊缝的含锰量在0.8%以上。
      
      高碳焊条配套焊接工艺从前面也可以看到,随着含碳量的增加,焊缝金属结晶裂纹的危险性也在随之加大。因而,要防止裂纹的产生,使高碳焊条焊接技术实用化,必须辅助以相应的焊接工艺。
      
      中国钢管信息港发布消息称:在适当的焊接速度内(层焊道大约消耗2/3根Mmm焊条),利用焊条的横向摆动可以控制熔池的形状为椭圆形,这时结晶裂纹倾向最小。
      
      支管挠度计算灌溉时,为静止状态,假定无附加动载荷。用行走轮将支管托起后,支管内充满水,其受力状态如管子的外径为Dl内径为dL两行走轮之间距离为L(管子长为6m)铝的弹性模充满水的管子挠度按下式计算|1:3.移管机牵引力的计算当作业结束时,立即排泄系统内的水。但由于每根管子产生挠曲,系统内会残留部分水。据实测,残留水量为系统充满水量的1/3.则,移管机曳引时的重量为:为光管的数量和重量,n2、W2分别为带承插接口的三通管的数量和重量(N)Wd系统上安装喷头的总重量,Wd=nsW,nyW分别为喷头的数量和重量(N)Ws系统上安装竖管的总重量,Ws=n4WS,n4、Ws分别为竖管的数量和重量(N)Wx移管机的行走轮的总重量Wx二n5Wa+n6Wb n5、Wa分别为A型行走轮的数量和重量,n6、Wb为B型行走轮的数量和重量(N)Wc排泄水后的系统内残留水的重量,可按系统内充水量的1/3计(N)则移管机对地面的正压力N=Wy.曳引移管机时,每个行走轮的受力情况如所示。
      
      8kN/m3,则一节管子内水的重量为:单个行走轮受力简图根据| 2,行走轮的滚动阻力矩按下式计算:Kx行走轮的滚动阻力臂(mm)F1作用在行走轮质心上的力(N)Rx行走轮半径(mm)。
      
      行走轮由静止状态至拖移速度为V.的过程中质心加速度为故需外加F的力。若行走轮每分钟转数为nx由静止状态达到Vx的时间为tx,贝则操作者施加在手柄上的力Fa为:外加力Ff计算公式推导如下:行走轮的转动惯量(N*m2)行走轮的角加速度(md/s2)Ff滑动摩擦力(N)Rx行走轮的半径(m)行走轮上的牵引力Fx应为外加力F>P行走摩擦力之和,则:移管机所需的牵引力Fq为:人力绞盘所需输入扭矩为:公式(14)计算的扭矩即为被动直齿圆锥齿轮的扭矩,主动直齿圆锥齿轮的所需扭矩按下式计算:笔者研制的移管机在河北省肥乡县城关镇进行了田间试验,在夏种25天的使用中,由三人操作,安装移管机的时间为27min移管、折卸时间为28min移管时不需进入泥泞的田间,验证了移管机技术方案的正确性。仅使用购买的一套半固定管道式喷灌系统,其余二套系统可利用扩大喷灌面积,也可认为节省了二套系统。经实验,使用移管机省工、省力,改善了劳动条件,减轻了劳动强度。
      
      5结论人力端拖式半固定管道式喷灌系统移管机的选题符合生产实际需要,通过严密的分析与计算,其技术方案的确定具有科学依据,通过田间实验验证了其正确性。
      
      该机成本低(价格约为3 000元左右),适应农民购买力;使用时省工、操作简单、可靠,易于掌握使用方法,解决了进入泥泞农田中移管问题,具有广阔的推广前景。
      
      移管机的规格型号应进一步扩大范围,以增大适应性;行走轮的直径、宽度的最佳尺寸应进一步探讨;尽快进行大批量生产,发挥其效力。中国钢管信息港发布消息称
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