Ocena združljivosti pri varjenju in tehnologija izbire varilnega materiala za tuje standardne tirnice
Kateri so ključni indikatorji za ocenjevanje varilne združljivosti mednarodnih standardnih tirnic in kako vplivajo na izbiro varilnih postopkov?
Glavni kazalniki za ocenjevanje združljivosti mednarodnih standardov za varjenje soogljikov ekvivalent (Ceq)inindeks občutljivosti na razpoke (Pcm), ki neposredno odražajo nagnjenost varilne razpoke tirnice. Višji kot je ogljikov ekvivalent, bolj očitna je nagnjenost tirnice k utrjevanju, bolj je nagnjena k hladnim razpokam med varjenjem in slabša je združljivost pri varjenju; ko je ekvivalent ogljika manjši ali enak 0,45 %, je varivost dobra in se lahko uporabi običajen postopek bliskovnega varjenja. Indeks občutljivosti na razpoke se osredotoča na oceno vpliva legirnih elementov na razpoke. Večja kot je vrednost Pcm, večja je nevarnost zapoznelih razpok v zvarnem spoju. Ekvivalent ogljika tirnice UIC60 je približno 0,42 %, kar ima dobro združljivost pri varjenju in se lahko prilagodi glavnemu postopku bliskovnega varjenja na Kitajskem; ogljični ekvivalent tirnice ASTM136 Grade4 je 0,50 %, kar ima slabo združljivost z varjenjem in zahteva postopek varjenja s predgretjem. Zato je vrednotenje teh dveh indikatorjev predpostavka za določanje temperature predgretja varjenja, časa zadrževanja in postopka toplotne obdelave po varjenju.
Katere okvare varilnih spojev bo povzročilo neskladje med mednarodnimi standardnimi tirnicami in nacionalnimi standardnimi varilnimi materiali?
Neskladje med mednarodnimi standardnimi tirnicami in nacionalnimi standardnimi varilnimi materiali bo najprej povzročilo podstandardno trdnost zvarjenega spoja. Če je trdnost varilnega materiala nižja od trdnosti osnovne kovine tirnice, je spoj nagnjen k plastični deformaciji pod obremenitvijo vlaka, kar tvori majhno napako spoja; če je trdnost varilnega materiala previsoka, je žilavost spoja nezadostna in lahko pride do krhkega loma. Drugič, to bo povzročilo varilne razpoke. Neusklajenost med sestavo zlitine varilnega materiala in tirnice bo povzročila veliko razliko v koeficientu raztezanja med zvarom in osnovno kovino, kar bo povzročilo velik varilni stres med postopkom ohlajanja in nastanek vročih ali hladnih razpok. Poleg tega bo povzročilo poroznost zvara in vključevanje žlindre. Zmogljivost deoksidacije varilnega materiala se ne more ujemati z materialom tirnic, plina in nečistoč v bazenu staline pa med varjenjem ni mogoče učinkovito odstraniti, kar ima za posledico slabo kompaktnost zvara. Te napake bodo znatno zmanjšale življenjsko dobo zvarjenega spoja in vplivale na varnost delovanja linije.
Zakaj je pri varjenju tirnic UIC prednost poseben varilni material z visoko vsebnostjo mangana?
Za tirnice UIC (kot je UIC900A/B) je značilna visoka vsebnost mangana (1,0 %-1,5 %). Mangan lahko izboljša trdnost in žilavost tirnice ter izboljša varivost. Dajanje prednosti izbiri posebnih varilnih materialov z visoko vsebnostjo mangana lahko ohrani sestavo zlitine kovine zvara skladno s sestavo osnovne kovine tirnic UIC, zagotovi sinhronizacijo mehanskih lastnosti in razteznih koeficientov med zvarom in osnovno kovino ter zmanjša napetost pri varjenju. Mangan ima tudi dobre učinke deoksidacije in razžveplanja, kar lahko učinkovito zmanjša verjetnost poroznosti zvara, vključitve žlindre in vročih razpok ter izboljša kompaktnost zvara. Če se uporabljajo običajni varilni materiali z nizko vsebnostjo mangana, je vsebnost mangana v zvaru nezadostna, kar bo privedlo do tega, da bosta trdnost in žilavost zvara nižji od tistih pri osnovni kovini, zvarjeni spoj pa je nagnjen k poškodbam zaradi utrujenosti. Zato je treba za varjenje tirnic UIC izbrati posebne materiale za bliskovno varjenje z vsebnostjo mangana, večjo ali enako 1,2 %, da se doseže enakovredna zmogljivost spoja.
Kako pri lokalnem varjenju tirnic po mednarodnem standardu prilagoditi temperaturo pred-ogrevanja zvara glede na material?
Temperatura pred{0}}ogretja pred varjenjem za lokalno varjenje mednarodnih standardnih tirnic v glavnem temelji na ogljikovem ekvivalentu in vsebnosti legiranih elementov v tirnici. Višji kot je ogljikov ekvivalent, višja je potrebna temperatura predgretja. Za tirnice JIS SKZ3 z ekvivalentom ogljika, manjšim od ali enakim 0,40 %, je varivost dobra in za preprečitev hladnih razpok ni potrebno predgretje ali samo predgretje pri nizki-temperaturi (50-80 stopinj). Pri tirnicah UIC900B z ogljikovim ekvivalentom 0,40 %-0,48 % je treba temperaturo predgretja nadzorovati na 100–150 stopinj, da se zmanjša hitrost ohlajanja območja varjenja in zmanjša nastanek utrjenih struktur. Za tirnice ASTM136 Grade4 z ogljikovim ekvivalentom >0,48 % je treba temperaturo predgretja povečati na 180-220 stopinj. Visokotemperaturno predgrevanje upočasni hitrost ohlajanja, sprosti napetost pri varjenju in prepreči zapoznele razpoke. Temperatura predgretja mora enakomerno pokrivati območje 100 mm varjenega konca tirnice, da se prepreči neenakomernost napetosti, ki jo povzroča nezadostno lokalno predgretje.
Katere težave večinoma re-rešuje toplotna obdelava varjenih spojev tirnic po varjenju po mednarodnem standardu?
Glavni namen toplotne obdelave po varjenju zvarjenih spojev tirnic po mednarodnem standardu je odpraviti preostale napetosti pri varjenju, prilagoditi strukturo spoja in izboljšati žilavost spoja, predvsem rešiti tri ključne težave. Najprej odpravite preostalo napetost pri varjenju. Natezna napetost, ki nastane med varjenjem, lahko povzroči, da spoj zlahka poči. Z visoko-temperaturnim kaljenjem pri 600-650 stopinjah se lahko preostala napetost zmanjša za 30%-50%. Drugič, prečistite zrna. Zrna v območju,-prizadetem zaradi toplote varjenja, bodo zaradi visoke temperature groba, kar bo povzročilo zmanjšanje žilavosti. Toplotna obdelava-po varjenju lahko prečisti groba zrna in obnovi žilavost spoja. Tretjič, odstranite utrjene strukture. Pri mednarodnih standardnih tirnicah z visoko vsebnostjo legiranih elementov se trde in krhke martenzitne strukture zlahka oblikujejo v območju, ki ga -prizadene toplota varjenja. Kaljenje po varjenju jih lahko spremeni v kaljeni sorbit z dobro žilavostjo. Poleg tega lahko toplotna obdelava po varjenju izenači trdoto spoja, nadzoruje odstopanje trdote med spojem in osnovno kovino znotraj HB±20 in prepreči koncentracijo napetosti, ki jo povzročajo nenadne spremembe trdote.