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1、冷热工艺机车车辆工艺第2期2006年4月文章编号:100726034(2006)0220010202Q450NQR1高强度耐候钢材料可焊性分析曾波,李生(中国北车集团北京二七机车厂,北京100072)摘要:对青藏线用的东风7型机车的车架和构架材料(Q450NQR1钢)进行了焊接工艺评定试验。阐述了Q450NQR1钢的焊接工艺特点、焊接材料的选择以及相应的焊接工艺参数的确定;介绍了耐候钢在焊接生产时的注意事项。关键词:可焊性;工艺参数;低温冲击中图分类号:TG457.11,U260.32文献标识码:B青藏铁路线位于具有独特干
2、燥、寒冷气候特征极易发生低应力破坏。对于焊缝这种特殊部位,尤的青藏高原上,全段年平均气温-7.8℃～+5.2℃,其应确保其有足够的疲劳强度和低温冲击性能。为极端最高气温23.2℃～35℃,极端最低气温此,对Q450NQR1高强度耐大气腐蚀钢做了焊接工-1615℃～-45℃。运用于该线路的机车车架、构艺评定试验,并且对它的可焊性进行研究与分析。架部分必须具有足够的疲劳强度和低温冲击性能。1Q450NQR1高强度耐候钢的化学成分及机由于低合金高强钢随着温度的下降,钢材逐步脆化,械性能达到韧性转变温度时,冲击功极不稳定,而超过这
3、一温度后,钢材将失去韧性,变为脆性材料,这时钢材化学成分见表1,机械性能见表2。表1Q450NQR1高强度耐候钢的化学成分%w(C)w(Si)w(Mn)w(P)w(S)w(Cu)w(Cr)w(Ni)≤0.12≤0.75≤1.50≤0.025≤0.0080.20～0.550.30～1.250.12～0.65表2Q450NQR1高强度耐候钢的机械性能(MAG)。焊接材料为铁道部运输局指定的牌号。抗拉强度下屈服强度伸长率冲击功Akv180°弯曲试验手工电弧焊。焊条型号:E5516-G;牌号:PMPaPMPaP%(-40℃)PJ(
4、b≥20mm)J556NiCrCu;焊条直径:«3.2,«4.0。≥550≥450≥19≥60合格熔化极富氩气体保护焊。焊丝型号:ER55-G;牌号:TH550-NQ-Ⅱ;焊丝直径为«1.2;保护气体:2焊接方法及焊接材料80%Ar+20%CO2。TH550-NQ-Ⅱ焊丝的保护气在机车的生产实际中,涉及的焊接方法有2种:体为富氩气,而不能用二氧化碳气体。手工电弧焊(SMAW)和熔化极富氩气体保护焊焊接材料的化学成分见表3。表3焊材化学成分%焊条型号w(C)w(Si)w(Mn)w(P)w(S)w(Cu)w(Cr)w(Ni)E
5、5516-G≤0.10≤0.6≤1.6≤0.025≤0.020.2～0.40.3～0.90.2～0.6ER55-G≤0.10≤0.61.2～1.6≤0.025≤0.020.2～0.50.3～0.90.2～0.6的耐候钢板,采用双面焊接,根据耐候钢焊接的特殊3焊接工艺参数的选择性,采用机械加工的方法开焊接坡口,坡口角度要比焊接试样母材选用材料为Q450NQR1,厚为12mm一般碳钢和低合金钢坡口角度大一些,为70°坡口,收稿日期:2005212223钝边为2mm,对接间隙为2mm。作者简介:曾波(19762),女,辽宁大连人
6、,工程师,2000年毕业于抚焊接工艺参数对耐候钢接头的低温冲击性能影顺石油学院焊接工艺及设备专业,工学学士,现主要从事铁路机车焊响较大,集中体现在焊接热输入量对低温冲击性能接工艺开发工作。的影响,热输入量过大,会导致热影响区的低温冲击10Q450NQR1高强度耐候钢材料可焊性分析值明显下降,所以耐候钢的焊接要严格控制焊接热焊接工艺参数见表4。输入量,其线能量应控制在25kJPcm以下。具体的表4焊接工艺参数焊接电流焊接电压气体流量焊接速度焊接方法焊材牌号层焊后热处理PAPV-1-1PL·minPcm·minJ556NiCr
7、Cu1100～14020～24P15～20SMAW不热处理«3.2,«4.02,3150～17024～26P15～20TH550-NQ-Ⅱ1200～21024～2618～2030～50MAG620℃下保温2h«1.22,3210～26026～2818～20254～5TH550-NQ-Ⅱ1200～21024～2618～2030～50MAG不热处理«1.22,3210～26026～2818～2025～45塑断于母材,为合格。焊缝区和熔合线附近的平均4焊接试样机械性能试验低温冲击吸收功大于60J,满足相关技术要求,为合依据GB3
8、323-87标准对焊缝进行X射线探格。耐候钢应用在青藏机车上,焊接效果良好。由伤。焊缝等级为Ⅰ级,焊缝质量优,焊接接头的机械焊接工艺评定试验和生产实践两方面均可说明性能试验结果见表5。表中试件编号为:①号是手Q450NQR1高强度耐大气腐蚀钢可焊性良好。工电弧焊,焊后不热处理;②号是熔化极富氩气体保5.
