1. 母材與焊接材料的選用
雙(shuang)相不銹鋼由于其有良好的抗點蝕、應力腐蝕性能,和較好的力學性能、焊接性能,在鐵路運鹽敞車的設計制造中,為防止氯化物對車體的腐蝕,車體與鹽接觸部分采用了雙(shuang)相不銹(xiu)鋼2205熱軋鋼板。其化學成分及力學性能見表4-39,母材組織為奧氏體+鐵素體,鐵素體含量為45%(體積分數)。
選用ER2209焊(han)絲,焊(han)絲直徑為1.2mm。其(qi)化(hua)學成分(fen)和(he)熔(rong)敷金(jin)屬(shu)的力學性(xing)能見表4-40。表中Ni和(he)N偏(pian)高,有利于(yu)焊(han)后(hou)金(jin)屬(shu)達到最(zui)佳的鐵素體和(he)奧氏(shi)體含量比(bi)例。
2. 焊接工藝評(ping)定
a. 考慮到機車車輛制造的特點,采用熔化極氣體保護焊,選用ER2209焊絲,其化學成分及其熔敷金屬的力學性能見表4-40,保護氣體為Ar+2%O2(體積分數),保護氣體流量為18L/min。
b. 焊(han)(han)接(jie)(jie)參(can)數(shu)的(de)(de)選用對雙(shuang)相(xiang)不銹鋼的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)尤為重要,它直(zhi)接(jie)(jie)影響(xiang)到焊(han)(han)縫金屬中鐵(tie)素(su)(su)體(ti)的(de)(de)比(bi)例。如(ru)果(guo)焊(han)(han)接(jie)(jie)熱輸(shu)入過(guo)小,可(ke)能生成過(guo)量的(de)(de)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)組織;若熱輸(shu)入過(guo)大(da),盡(jin)管(guan)可(ke)以獲得足(zu)夠的(de)(de)奧(ao)氏體(ti),但同時也(ye)會造成熱影響(xiang)區(qu)的(de)(de)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)晶粒(li)長大(da),使焊(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭力(li)學性能下降。經過(guo)多次試驗,選用了(le)(le)表4-41所列焊(han)(han)接(jie)(jie)參(can)數(shu)為焊(han)(han)接(jie)(jie)工藝評定的(de)(de)參(can)數(shu),一共(gong)焊(han)(han)接(jie)(jie)了(le)(le)八道(dao)。
焊(han)接(jie)坡口形式和(he)焊(han)接(jie)順序如圖4-17和(he)圖4-18所(suo)示。
c. 為(wei)了考(kao)查(cha)其(qi)焊(han)(han)(han)接性,采(cai)用(yong)剛(gang)性對接裂紋試驗。事先用(yong)角焊(han)(han)(han)將厚為(wei)18mm對接焊(han)(han)(han)接試板固(gu)定(ding)在厚大的(de)底板,使試驗焊(han)(han)(han)縫完全處(chu)于(yu)剛(gang)性拘(ju)束狀態。焊(han)(han)(han)后經過(guo)48h,沿焊(han)(han)(han)縫橫斷面方(fang)向截取試樣進行磨(mo)片(pian)檢(jian)查(cha),未發(fa)現(xian)裂紋。
3. 焊接(jie)工藝評定的試板檢測(ce)
將焊(han)接試板切(qie)制(zhi)成各種檢(jian)測(ce)標準時(shi)所需(xu)的試樣,進行(xing)下(xia)列檢(jian)測(ce):
a. 焊接接頭(tou)拉伸(shen)檢測
共(gong)進(jin)行4組拉伸試樣,拉伸試驗時未(wei)出現(xian)明(ming)顯屈(qu)服(fu)現(xian)象,斷裂位(wei)置均在母(mu)材,說明(ming)焊接接抗(kang)拉強度優于母(mu)材,具體數據見表4-42。
b. 硬度檢測(ce)
對全焊縫截面試樣(yang)上(shang)、中、下層(ceng)進(jin)行(xing)了維氏硬(ying)度(du)測試。各層(ceng)硬(ying)度(du)較為均勻,上(shang)、中、下層(ceng)的(de)硬(ying)度(du)平均值(zhi)在256~276HV之間,其(qi)中上(shang)部焊道硬(ying)度(du)偏(pian)低。
c. 沖擊檢測
在試件的焊縫和熱影響區開(kai)缺口(kou),試驗溫度為室(shi)溫,測(ce)試結果(guo)見表4-43。從表中(zhong)可(ke)知,沖擊(ji)吸收能量較高,完全達到設(she)計圖樣(yang)的要求(qiu)。
4. 焊接(jie)接(jie)頭(tou)雙相比例測量
對焊接接頭的鐵素體(ti)和奧(ao)氏體(ti)含量進行了分析,結果見(jian)表(biao)4-44,基本(ben)符(fu)合設計圖樣的要求。
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