Τεχνολογία ελέγχου υπολειπόμενης τάσης και βελτίωση της αντοχής συγκόλλησης των συγκολλημένων αρμών σε ράγες
Ποια είναι τα χαρακτηριστικά κατανομής της υπολειπόμενης τάσης σε συγκολλημένους αρμούς ράγας;
Τα χαρακτηριστικά κατανομής της υπολειπόμενης τάσης σε συγκολλημένους αρμούς σιδηροτροχιάς είναιεμφανής ανομοιογένεια, με αμφίδρομες κορυφές εφελκυστικής τάσης στη ζώνη συγκόλλησης και ζώνη που επηρεάζεται από τη θερμότητα-. Κατά τη συγκόλληση, το μέταλλο στη ζώνη συγκόλλησης υφίσταται ταχεία τήξη και στερεοποίηση με εξαιρετικά μεγάλη διαβάθμιση θερμοκρασίας: η θερμοκρασία στο κέντρο συγκόλλησης μπορεί να φτάσει πάνω από 1500 βαθμούς, ενώ η θερμοκρασία του βασικού μετάλλου είναι μόνο θερμοκρασία δωματίου. Αυτή η διαφορά θερμοκρασίας αναγκάζει το μέταλλο στη ζώνη συγκόλλησης να περιορίζεται από το βασικό μέταλλο όταν συρρικνώνεται κατά την ψύξη, δημιουργώντας τάση εφελκυσμού. Στη διαμήκη διεύθυνση (κατεύθυνση μήκους) της σιδηροτροχιάς, η κορυφαία διαμήκης υπολειμματική τάση εφελκυσμού στο κέντρο συγκόλλησης μπορεί να φτάσει το 80%-90% της αντοχής διαρροής του υλικού, εξασθενεί σταδιακά και στις δύο πλευρές του βασικού μετάλλου και βασικά επιστρέφει σε κατάσταση μηδενικής τάσης πέραν των 50 mm. Στην εγκάρσια διεύθυνση (κατεύθυνση πλάτους), η μέγιστη εγκάρσια τάση εφελκυσμού στη ζώνη που επηρεάζεται από τη θερμότητα{13}}είναι περίπου το 60%-70% της αντοχής διαρροής, κυρίως συγκεντρωμένη στην περιοχή 10-20 mm και στις δύο πλευρές της συγκόλλησης. Επιπλέον, υπάρχουν διαφορές στην κατανομή της υπολειπόμενης τάσης μεταξύ της κεφαλής της ράγας και του πυθμένα της σιδηροτροχιάς: η κεφαλή της σιδηροτροχιάς έχει υψηλότερη κορυφή υπολειπόμενης τάσης λόγω της μεγαλύτερης ταχύτητας ψύξης, η οποία είναι μια περιοχή υψηλής πρόσπτωσης για ρωγμές αρμών.
Ποια είναι τα μέτρα βελτιστοποίησης της διαδικασίας συγκόλλησης πυρήνα για τον έλεγχο της υπολειπόμενης τάσης των συγκολλημένων αρμών σε ράγες;
Τα μέτρα βελτιστοποίησης της διαδικασίας συγκόλλησης πυρήνα για τον έλεγχο της υπολειπόμενης τάσης των συγκολλημένων αρμών σε ράγα υιοθετούν τη διαδικασίαπροθέρμανση + πολλαπλή-συγκόλληση πολλαπλών στρωμάτων-συγκόλληση διέλευσης + συγκόλληση κατά τμήματαγια μείωση της διαβάθμισης θερμοκρασίας κατά τη συγκόλληση. Η προθέρμανση είναι το βασικό βήμα: προθερμάνετε τον σύνδεσμο της ράγας στους 200-250 βαθμούς πριν από τη συγκόλληση για να μειώσετε τη διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ της συγκόλλησης και του βασικού μετάλλου και να μειώσετε την πίεση περιορισμού κατά τη συρρίκνωση ψύξης. Η υπερβολικά χαμηλή θερμοκρασία προθέρμανσης δεν έχει εμφανές αποτέλεσμα, ενώ η υπερβολικά υψηλή θερμοκρασία θα οδηγήσει σε χονδρόκοκκο. Η διαδικασία συγκόλλησης πολλαπλών-πολυεπίπεδων-πολυπερασμάτων χωρίζει τη συγκόλληση σε 3-5 στρώσεις για συγκόλληση. Αφού συγκολληθεί κάθε στρώμα, πρέπει να κρυώσει στους 150-200 βαθμούς πριν από τη συγκόλληση του επόμενου στρώματος, αποφεύγοντας την υπερβολική συγκέντρωση θερμότητας στη συγκόλληση μονής στρώσης, μειώνοντας την κλίση θερμοκρασίας. Ταυτόχρονα, η τάση των συγκολλήσεων πολλαπλών στρωμάτων μπορεί να αντισταθμίσει η μία την άλλη, μειώνοντας την κορυφή της υπολειπόμενης τάσης. Η διαδικασία τμηματικής συγκόλλησης υιοθετεί μια συμμετρική τμηματοποιημένη μέθοδο, όπως η τμηματοποιημένη συγκόλληση από το κέντρο συγκόλλησης και στις δύο πλευρές, για την ομοιόμορφη κατανομή της θερμότητας και την αποφυγή ανισορροπίας τάσης που προκαλείται από μονόπλευρη συγκέντρωση θερμότητας. Η βελτιστοποιημένη διαδικασία συγκόλλησης μπορεί να μειώσει την κορυφή της υπολειπόμενης τάσης κατά 30%-40%, βελτιώνοντας σημαντικά τη σταθερότητα της άρθρωσης.
Ποια είναι τα βασικά σημεία της διαδικασίας θερμικής επεξεργασίας μετά{0}}συγκόλλησης για τον έλεγχο της υπολειπόμενης τάσης των συγκολλημένων αρμών σε ράγες;
Τα βασικά σημεία της διαδικασίας θερμικής επεξεργασίας μετά τη συγκόλληση-για τον έλεγχο της υπολειπόμενης τάσης των συγκολλημένων αρμών σιδηροτροχιάς είναι η υιοθέτηση της διαδικασίας σύνθετης επεξεργασίας τουανακούφιση από το στρες ανόπτηση + τοπικό σκλήρυνσηγια την εξάλειψη ή τη μείωση του υπολειπόμενου στρες. Η ανόπτηση ανακούφισης από την πίεση είναι το βασικό βήμα: θερμάνετε ολόκληρο τον συγκολλημένο σύνδεσμο στους 550-600 βαθμούς , κρατήστε τον ζεστό για 2-3 ώρες, μετά ψύξτε τον αργά σε θερμοκρασία δωματίου με τον κλίβανο και ελέγξτε τον ρυθμό ψύξης εντός 50 μοιρών /ώρα. Αυτή η διαδικασία μπορεί να κάνει τη μικροδομή μέσα στην άρθρωση να υποστεί ανάκτηση και ανακρυστάλλωση, να απελευθερώσει την υπολειπόμενη τάση και να μειώσει τη μέγιστη διαμήκη υπολειπόμενη εφελκυστική τάση κάτω από το 30% της αντοχής διαρροής. Η τοπική διαδικασία σκλήρυνσης στοχεύει στη ζώνη που επηρεάζεται από τη θερμότητα της κεφαλής της ράγας: θερμαίνετε την κεφαλή ράγας στους 400-450 βαθμούς, διατηρήστε τη ζεστή για 1 ώρα, μειώστε περαιτέρω την αιχμή της πίεσης της κεφαλής ράγας και βελτιώστε την αντοχή στην κόπωση. Κατά τη θερμική επεξεργασία, ο ρυθμός θέρμανσης και ο ρυθμός ψύξης πρέπει να ελέγχονται αυστηρά για να αποφευχθούν νέες καταπονήσεις που προκαλούνται από υπερβολικές αλλαγές θερμοκρασίας. Για τους αρμούς σιδηροτροχιών που χρησιμοποιούνται σε σιδηροδρόμους υψηλής ταχύτητας, απαιτείται επίσης επεξεργασία κρούσης με υπερήχους: η μηχανική κρούση χρησιμοποιείται για την παραγωγή πλαστικής παραμόρφωσης στην επιφάνεια συγκόλλησης, αντιστάθμιση μέρους της εφελκυστικής τάσης και σχηματισμού ευεργετικού στρώματος θλιπτικής τάσης.
Ποια είναι η επίδραση των διαφορετικών μεθόδων συγκόλλησης στην υπολειπόμενη τάση των αρμών σιδηροτροχιάς;
Η επίδραση των διαφορετικών μεθόδων συγκόλλησης στην υπολειπόμενη τάση των αρμών σιδηροτροχιάς είναι σημαντικά διαφορετική, κυρίως ανάλογα μετην ενεργειακή πυκνότητα και το ρυθμό θέρμανσης της πηγής θερμότητας συγκόλλησης. Η συγκόλληση με φλας είναι μια ευρέως χρησιμοποιούμενη μέθοδος για-συγκόλληση σιδηροτροχιών επί τόπου. Η πηγή θερμότητάς του έχει υψηλή ενεργειακή πυκνότητα και γρήγορο ρυθμό θέρμανσης, με αποτέλεσμα μεγάλη διαβάθμιση θερμοκρασίας στη ζώνη συγκόλλησης και υψηλή αιχμή παραμένουσας τάσης: η μέγιστη διαμήκης τάση εφελκυσμού μπορεί να φτάσει περίπου το 85% της αντοχής διαρροής. Ωστόσο, έχει υψηλή απόδοση συγκόλλησης και είναι κατάλληλο για-επιτόπια συγκόλληση συνηθισμένων-σιδηροδρομικών γραμμών ταχύτητας και βαρέων-σιδηροδρομικών μεταφορών. Η συγκόλληση με θερμίτη έχει χαμηλή πυκνότητα ενέργειας πηγής θερμότητας και αργό ρυθμό θέρμανσης, με σχετικά μικρή κλίση θερμοκρασίας και χαμηλή κορυφή υπολειπόμενης τάσης: η μέγιστη διαμήκης τάση εφελκυσμού είναι περίπου το 60% της αντοχής διαρροής. Ωστόσο, η αντοχή συγκόλλησης είναι χαμηλή, η οποία είναι κατάλληλη για επισκευή έκτακτης ανάγκης και μικρές{11}}τομές καμπύλης ακτίνας. Η συγκόλληση υπό πίεση αερίου χρησιμοποιεί φλόγα αερίου ως πηγή θερμότητας, με ομοιόμορφη θέρμανση και μικρή κλίση θερμοκρασίας, με αποτέλεσμα τη χαμηλότερη αιχμή υπολειπόμενης τάσης: η μέγιστη διαμήκης τάση εφελκυσμού είναι μόνο 40%-50% της αντοχής διαρροής και η ποιότητα συγκόλλησης είναι σταθερή, κατάλληλη για συγκόλληση σιδηροτροχιών υψηλής ταχύτητας{17}. Η συγκόλληση με λέιζερ έχει εξαιρετικά υψηλή ενεργειακή πυκνότητα, μικρό εύρος θέρμανσης και στενή ζώνη που επηρεάζεται από τη θερμότητα, με πιο ομοιόμορφη κατανομή υπολειπόμενης τάσης. Ωστόσο, το κόστος εξοπλισμού είναι υψηλό και επί του παρόντος χρησιμοποιείται κυρίως για εργοστασιακή συγκόλληση σιδηροτροχιών.
Ποιες είναι οι μέθοδοι ανίχνευσης και τα πρότυπα αποδοχής για την υπολειπόμενη τάση των συγκολλημένων αρμών σε ράγες;
Οι μέθοδοι ανίχνευσης για την υπολειπόμενη τάση των συγκολλημένων αρμών σε ράγα περιλαμβάνουν κυρίωςμέθοδος τυφλών οπών, μέθοδος περίθλασης ακτίνων Χ-και μέθοδος υπερήχων. Η μέθοδος τυφλής οπής είναι μια ευρέως χρησιμοποιούμενη-μέθοδος ανίχνευσης τοποθεσίας και τα πρότυπα αποδοχής πρέπει να συμμορφώνονται με τα πρότυπα συγκόλλησης σιδηροτροχιών TB/T 1632-2014. Τα βήματα ανίχνευσης της μεθόδου τυφλής οπής είναι: ανοίξτε μια τυφλή οπή με διάμετρο 1-2 mm στην επιφάνεια της άρθρωσης, μετρήστε την αλλαγή τάσης πριν και μετά τη διάτρηση, υπολογίστε την τιμή υπολειπόμενης τάσης μέσω του τύπου τάσεων-με ακρίβεια ανίχνευσης ±10MPa, κατάλληλη για ταχεία επιτόπια ανίχνευση{10}. Η μέθοδος περίθλασης ακτίνων Χ-είναι μια μη-μέθοδος ανίχνευσης που δεν καταστρέφει, η οποία υπολογίζει την υπολειπόμενη τάση μετρώντας τη μετατόπιση των κορυφών περίθλασης κρυστάλλων. Έχει υψηλή ακρίβεια ανίχνευσης και είναι κατάλληλο για ακριβή εργαστηριακή ανίχνευση, αλλά περιορίζεται από εξοπλισμό ανίχνευσης και είναι δύσκολο να χρησιμοποιηθεί στον ιστότοπο{15}. Η μέθοδος υπερήχων ανιχνεύει την υπολειπόμενη τάση χρησιμοποιώντας την αλλαγή της ταχύτητας κύματος των κυμάτων υπερήχων υπό πίεση, η οποία μπορεί να πραγματοποιήσει ανίχνευση χωρίς επαφή και είναι κατάλληλη για ταχεία σάρωση μεγάλης-περιοχής. Το πρότυπο αποδοχής ορίζει ότι η μέγιστη διαμήκης υπολειμματική τάση εφελκυσμού των συγκολλημένων αρμών σε σιδηροτροχιές για σιδηροδρόμους υψηλής-ταχύτητας μικρότερη από ή ίση με 150 MPa, για σιδηροδρόμους βαρέων αποστάσεων μικρότερη ή ίση με 200 MPa και για σιδηροδρόμους κανονικής ταχύτητας ίση με 0 ή MPa 2 με Les. η κατανομή της υπολειπόμενης τάσης πρέπει να είναι ομοιόμορφη χωρίς εμφανή συγκέντρωση τάσεων. Η αναλογία δειγματοληψίας είναι 3 αρθρώσεις ανά 100 αρθρώσεις. Εάν κάποιος δεν πληροί τις προϋποθέσεις, διενεργείται διπλή δειγματοληψία. Εάν εξακολουθεί να μην πληροί τις προϋποθέσεις, η λειτουργία συγκόλλησης θα ανασταλεί και οι παράμετροι της διαδικασίας θα ελέγχονται.