Hitsauksen yhteensopivuuden arviointi ja hitsaustarvikkeiden valintatekniikka ulkomaisille vakiokiskoille
Mitkä ovat keskeisimmät tunnusluvut kansainvälisten standardikiskojen hitsausyhteensopivuuden arvioinnissa ja miten ne vaikuttavat hitsausprosessien valintaan?
Kansainvälisten standardikiskojen hitsausyhteensopivuuden arvioinnin ydinindikaattorit ovathiiliekvivalentti (Ceq)jahalkeaman herkkyysindeksi (Pcm), jotka heijastavat suoraan kiskon hitsaushalkeamistaipumusta. Mitä suurempi hiiliekvivalentti, sitä selvempi kiskon kovettumistaipumus on, sitä alttiimpia kylmähalkeamille hitsauksen aikana ja sitä huonompi hitsauksen yhteensopivuus; kun hiiliekvivalentti on pienempi tai yhtä suuri kuin 0,45 %, hitsattavuus on hyvä ja tavanomainen flash-hitsausprosessi voidaan ottaa käyttöön. Halkeamien herkkyysindeksi keskittyy arvioimaan seosaineiden vaikutusta halkeamiin. Mitä suurempi Pcm-arvo on, sitä suurempi on riski hitsausliitoksen viivästyneistä halkeamista. UIC60-kiskon hiiliekvivalentti on noin 0,42%, jolla on hyvä hitsausyhteensopivuus ja se voidaan mukauttaa yleiseen flash-hitsausprosessiin Kiinassa; ASTM136 Grade4 -kiskon hiiliekvivalentti on 0,50 %, mikä on huono hitsausyhteensopivuus ja vaatii esilämmityshitsausprosessin. Siksi näiden kahden indikaattorin arvioiminen on lähtökohta hitsauksen esilämmityslämpötilan, pitoajan ja hitsin jälkeisen lämpökäsittelyprosessin määrittämiselle.
Mitä hitsausliitosvirheitä aiheuttaa kansainvälisten standardikiskojen ja kansallisten standardien hitsausmateriaalien välinen ristiriita?
Kansainvälisten standardikiskojen ja kansallisten standardien hitsausmateriaalien välinen ristiriita johtaa ensin hitsausliitoksen lujuuteen. Jos hitsausmateriaalin lujuus on pienempi kuin kiskon perusmetallin lujuus, liitos on alttiina plastisille muodonmuutoksille junan kuormituksessa, mikä muodostaa pienen liitosvian; jos hitsausmateriaalin lujuus on liian korkea, liitoksen sitkeys on riittämätön ja hauraita murtumia voi esiintyä. Toiseksi se aiheuttaa hitsaushalkeamia. Epäsopivuus hitsausmateriaalin ja kiskon seoskoostumuksen välillä johtaa suureen eroon hitsimetallin ja perusmetallin välisessä laajenemiskertoimessa, jolloin syntyy valtava hitsausjännitys jäähdytysprosessin aikana ja muodostuu kuumahalkeamia tai kylmähalkeamia. Lisäksi se aiheuttaa hitsin huokoisuutta ja kuonaa. Hitsausmateriaalin hapettumisenestokyky ei voi vastata kiskon materiaalia, eikä sulassa olevaa kaasua ja epäpuhtauksia voida tehokkaasti poistaa hitsauksen aikana, mikä johtaa huonoon hitsin tiiviyteen. Nämä viat vähentävät merkittävästi hitsausliitoksen väsymisikää ja vaikuttavat linjan käytön turvallisuuteen.
Miksi korkean mangaanipitoisuuden omaavaa erikoishitsausmateriaalia suositellaan UIC-kiskoja hitsattaessa?
UIC-kiskoille (kuten UIC900A/B) on ominaista korkea mangaanipitoisuus (1,0 %{7}}1,5 %). Mangaani voi parantaa kiskon lujuutta ja sitkeyttä ja parantaa hitsattavuutta. Korkean mangaanipitoisuuden omaavien erikoishitsausmateriaalien valinnan priorisointi voi pitää hitsimetallin seoskoostumuksen yhdenmukaisena UIC-kiskon perusmetallin kanssa, varmistaa hitsin ja perusmetallin mekaanisten ominaisuuksien ja laajenemiskertoimien synkronoinnin ja vähentää hitsausjännitystä. Mangaanilla on myös hyvät hapettumis- ja rikinpoistovaikutukset, jotka voivat tehokkaasti vähentää hitsin huokoisuuden, kuonan muodostumisen ja kuumahalkeamien todennäköisyyttä ja parantaa hitsin tiiviyttä. Jos käytetään tavallisia vähämangaanipitoisia hitsausmateriaaleja, hitsimetallin mangaanipitoisuus on riittämätön, mikä johtaa siihen, että hitsin lujuus ja sitkeys ovat perusmetallia alhaisemmat ja hitsausliitos on altis väsymisvaurioille. Siksi UIC-kiskojen hitsaukseen tulisi valita erityiset pikahitsausmateriaalit, joiden mangaanipitoisuus on suurempi tai yhtä suuri kuin 1,2 %, jotta saavutetaan vastaava liitoksen suorituskyky.
Kun hitsaat kansainvälisen standardin kiskoja paikallisesti, kuinka säätää esi{0}}hitsauksen esilämmityslämpötilaa materiaalin mukaan?
Kansainvälisten standardikiskojen paikallishitsauksen esi-esilämmityslämpötila perustuu pääasiassa kiskon hiiliekvivalentti- ja seosainepitoisuuteen. Mitä korkeampi hiiliekvivalentti, sitä korkeampi esilämmityslämpötila on. JIS SKZ3 -kiskoilla, joiden hiiliekvivalentti on pienempi tai yhtä suuri kuin 0,40 %, hitsattavuus on hyvä, eikä esilämmitystä tai esilämmitystä vain alhaisessa-lämpötilassa (50-80 astetta) vaadita kylmähalkeamien välttämiseksi. UIC900B-kiskoilla, joiden hiiliekvivalentti on 0,40–0,48 %, esilämmityslämpötilaa on säädettävä 100–150 asteeseen hitsausalueen jäähtymisnopeuden vähentämiseksi ja karkaistujen rakenteiden muodostumisen vähentämiseksi. ASTM136 Grade4 -kiskoilla, joiden hiiliekvivalentti on ＞0,48 %, esilämmityslämpötila on nostettava 180-220 asteeseen. Korkean lämpötilan esilämmitys hidastaa jäähtymistä, vapauttaa hitsausjännitystä ja estää viivästyneiden halkeamia. Esilämmityslämpötilan tulee kattaa tasaisesti kiskon hitsauspään 100 mm:n alue, jotta vältetään riittämättömästä paikallisesta esilämmityksestä johtuva jännitysepätasaisuus.
Mitä ongelmia kansainvälisten standardien kiskon hitsausliitosten{0}}jälkeinen lämpökäsittely pääasiassa ratkaisee?
Kansainvälisten standardikiskohitsattujen liitosten{0}}jälkilämpökäsittelyn ydintarkoitus on poistaa hitsauksen jäännösjännitys, säätää liitoksen rakennetta ja parantaa liitoksen sitkeyttä, mikä ratkaisee pääasiassa kolme keskeistä ongelmaa. Poista ensin hitsauksen jäännösjännitys. Hitsauksen aikana syntyvä vetojännitys voi saada liitoksen halkeilemaan helposti. Lämpöistämällä korkea-600-650 astetta, jäännösjännitystä voidaan vähentää 30 %-50 %. Toiseksi jalosta jyviä. Hitsauksen lämmön{15}}vaikutusvyöhykkeen rakeet karkeutuvat korkean lämpötilan vuoksi, mikä heikentää sitkeyttä. Jälki-hitsauksen lämpökäsittely voi jalostaa karkeita rakeita ja palauttaa liitoksen sitkeyden. Kolmanneksi poista kovettuneet rakenteet. Kansainvälisten standardien kiskoissa, joissa on korkea seosainepitoisuus, kovia ja hauraita martensiittirakenteita muodostuu helposti hitsin lämmön{19}}vaikutusalueelle. Hitsauksen jälkeinen karkaisu voi muuttaa ne karkaistuksi sorbiitiksi, jolla on hyvä sitkeys. Lisäksi hitsauksen jälkeinen lämpökäsittely voi yhtenäistää liitoksen kovuuden, säädellä liitoksen ja perusmetallin välistä kovuuspoikkeamaa HB±20:n sisällä ja välttää äkillisten kovuusmuutosten aiheuttaman jännityksen keskittymisen.