解析伤损辙叉焊接修复工艺

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1、学兔兔www.xuetutu.com。生产应用t蜉掳伤损辙叉焊接修复工艺莱芜钢铁集团有限公司(271104)蔡开云蔡玉萍赵玲摘要辙叉在重载车轮的冲击和碾压下，经常会出现各种磨损、裂纹和压溃等现象，因此寻找一种经济合理的焊接修复技术成为当务之急。为提高高锰钢辙叉的焊接修复质量，通过对辙又母材的化学成分及力学性能进行分析，确定辙叉伤损产生的原因和趋势，并制定一套合理的焊接工艺，提高了焊接的质量和寿命。关键词：辙叉焊接修复工艺中图分类号：TG457．19织为奥氏体，具有很好的韧性和强度，是承受磨损、冲0前言击的良好材料。目

2、前，莱钢冶金铁路线路的道岔已近年来，随着莱钢钢产量的大幅增加，铁路周转量全部使用高锰钢整铸辙叉。及货运量明显增多，对铁路设备的磨损显著加剧，尤其是高锰钢辙叉，在车辆的交变载荷下，经常会出现磨损、裂纹等现象，以致使高锰钢辙叉报废。因此其受铸一一造质量和材料特性影响，高锰钢辙叉的焊接性较差，故寻求一种经济合理的焊接修复技术已成为工务部门待解决的关键问题之一。莱钢运输部工务段几年来经过不断地学习与实践，对伤损较重的辙又实施了线下焊图1辙叉示意图接修复，并制定了一套合理的焊接工艺。1高锰钢辙叉辙又是使车轮由一股钢轨通过另一股

3、钢轨的平面交叉设备，如图1所示，主要由翼轨、心轨及联结零件组成。图2高锰钢整铸辙叉高锰钢整铸辙叉的翼轨和心轨被铸成一个整体，表1高锰钢辙叉化学成分(质量分数，％)如图2所示。它是以碱性电炉冶炼的高锰钢整体铸造的，制造辙叉用高锰钢的化学成分及力学性能分别见表1和表2。辙叉经过约1050℃的水韧处理，金相组表2高锰钢的力学性能的疲劳强度比钢轨要低，在使用过程中，出现疲劳裂纹2高锰钢辙叉的焊接性的概率要高。(2)高锰钢的线膨胀系数为一般低碳钢的1．3(1)高锰钢辙叉本身是铸造组织，碳和锰含量较倍，导热性比低碳钢小很多，收缩

4、率大1～2倍，因此在高，因此母材缺陷较多，例如疏松和裂纹等。高锰钢焊接工艺不恰当时，容易使热量集中而产生裂纹J。收稿日期：2012—03—19(3)高锰钢辙叉的碳含量高、传热慢，受堆焊的高2012年第9期63学兔兔www.xuetutu.com俘掳生产应用温影响，在晶界容易析出碳化物，降低高锰钢的韧性。表3KD一286焊条化学成分(质量分数，％)高锰钢辙叉的磷、硅含量高，焊接时易形成低熔点共晶体分布在晶界上，使焊缝区域的力学性能变差，焊缝中及热影响区域中裂纹的倾向增加。(4)当高锰钢辙叉加热到300℃以上时，金属中3

5、．2堆焊表面的打磨的碳就会从奥氏体晶粒内向晶界析出，并聚集在晶界堆焊的高锰钢辙叉，在堆焊的表面必须是清洁的，形成碳化物，使得高锰钢的力学性能大幅度下降，补焊无油污、铁锈及其它污物，以避免产生焊接缺陷，出现可以直接导致高锰钢热影响区产生裂纹。高锰钢一旦表面裂纹。出现碳化物析出或裂纹，只能通过挖补的方法，将缺陷在清除裂纹时，一般使用碳弧气刨，刨掉开裂处的清除后再进行补焊。因此高锰钢在补焊过程中，周围金属。但是碳弧气刨加热情况下，裂纹极易扩展，挖补母材温度不宜超过300qC。中经常会越挖裂纹越大。遇到这种情况，可以在离裂纹

6、端部一段距离就停止气刨，改用砂轮打磨。3高锰钢辙叉的焊接工艺现场焊修试验表明，硬化层的存在将使母材的强高锰钢辙叉焊接工艺总的原则是：采用与母材金度提高，塑性和韧性下降，疲劳裂纹扩展的抗力下降，属组织相近的焊接材料(奥氏体)，小热输入、多层多所以应当将硬化层清除之后再进行修复。硬化层的厚道补焊。高锰钢辙叉在焊接过程中，周围母材温度不度不大，一般磨去0．5—1mm就可以进行焊接修复了。超过300℃。根据以上原则，制定了辙叉的焊接工3．3焊接工艺参数艺。为避免焊接时产生热裂纹以及保持奥氏体组织不3．1焊条回火，焊接时，焊条

7、直径以西3．2mm或为64．0mm为焊条的种类繁多，每一种焊条均有一定的特性和宜，焊接电流选择见表4。电流过大，补焊层的金属组用途。即使同一类别的焊条，由于不同的药皮类型，所织粗大，影响其力学性能；采用较小的焊接电流、窄焊反映出的使用特性也是不同的。因此，焊条的选择是道施焊，可减小辙叉补焊热影响区的宽度并改善焊缝、影响高锰钢辙叉焊接质量的一个重要因素。热影响区的组织及性能；但焊接电流过小，成形较为困根据高锰钢辙叉的化学成分、力学性能及组织要难，影响表面质量。在补焊过程中，电弧均不宜过长求，曾分别选用KD一286，TY

8、D296和TD286焊条进行(电弧电压不宜过高)，并力求使用短电弧操作，这样可堆焊试验，测其堆焊层表面硬度及力学性能，最终选定减少金属飞溅，避免产生咬边以及气孔。在施焊时，采KD一286焊条，该焊条的化学成分见表3，此焊条堆焊用直流电焊机，电源采用直流反接，如图3所示，可有层的组织性能比较接近高锰钢辙叉本体。利于电弧的稳定。表4焊接工艺参数3．