由此可见，氢在低碳钢中的扩散速度很快；而在中碳钢、高碳钢、低、中合金钢中，其扩散速度小，溶解度也小，极易在局部地区聚集而产生延迟裂纹。但在适当的预热温度、层间温度和后热温度的控制下，会较明显地缓解这种现象。所以选择合适的预热温度，后热温度，控制层间温度是至关重要的。 5 i+ h3 O- @. H* k! m8 @/ m L (3)选择合理的预热温度 + l6 t4 g: Q% i4 n: s. ~ 在焊接过程中采用焊前预热，焊后后热缓冷的措施来适当的延长冷却时间，就能降低冷裂倾向。# K1 L. Z% h( d, @) z* k
预热温度按式(1)计算：3 e y& ?) [& p. w# G% c
代入各数值，其中h值取所补焊厚度20mm(缺陷深度)；H值取2.22ml/100g。 % X2 J$ ~) {2 W3 H3 r$ |" [ 计算得出：PC=0.50845 N9 J: P0 _. V4 g" B. G. ?
代入(1)式得：TP=340℃3 R5 T. W% J0 F& A9 S" p
通过计算得出，焊补过程中的预热温度在340～350℃之间。但钢轨道叉是在自由状态下焊补，其拘束度不太大，故采用小规范，小电流，小的线能量时，其预热温度可适当调整至300～350℃之间。
2 工艺方案( v. [$ v6 x9 `2 O# x; w: O
(1)选择焊材6 a) o1 C. ^+ I- T* X% n4 }1 b
根据以上各方面的分析，按照母材力学性能，应选择结107焊条或结107Cr焊条，但该类焊条购不到，根据现场条件及实际情况，我们选用自贡焊条厂生产的CHE857(结857)焊条。 + `2 D5 d: F( D" @ CHE857焊条熔敷金属化学成分和力学性能见表2和表3。2 v) Y! p: k8 b/ w' k; M, _" |: y
表2 熔敷金属化学成分 %
元素
C
Mn
Si
S
P
Mo
含量
0.15 j7 a, ]3 t7 m t4 i3 @. b≤0.10
≥1.0 , c Y0 F' v: W( h' g& i( p+ Z3 Q1.60
0.40～. S6 ~8 C1 H/ u! |0 L0 |
0.80
≤0.035 4 A- c' r+ q% s# u9 l1 d4 ~0.010
≤0.035' d2 M" L z, K/ o4 v& X4 u
0.020
0.60～ ' Y. q' W9 X' t+ ^. I1.20
表3 熔敷金属力学性能(620℃×1h回火)
σbMPa
σ0.2MPa
δ5%
AKVJ
≥830～900
≥740～780
≥12～18
80
(2)确定工艺参数$ a- _8 G$ n4 f5 J
考虑到减少热输入，规定用4mm直径的焊条，采用小规范焊接。同时考虑到避免延迟裂纹的产生，对焊补前坡口的清理、保持焊接过程中的层间温度、焊条的烘干及焊条运条方式等均做了明确的规定： 3 P( c; R J1 z! l7 x 1)焊前须清理干净缺陷，采用砂轮打磨，打磨时温度不能过高，以防止裂纹缺陷继续延伸； $ e. D9 {) e! u# K! ?. C7 i) Y 2)打磨前的缺陷长度约50mm，打磨时加宽加深。为防止打磨时缺陷延伸，先将缺陷两端打磨出一条垂直于缺陷走向的断隔槽，然后仔细打磨缺陷，直至肉眼检查看不见为止；7 M" d0 s; F- j" F
3)采用PT进行检验，确认无缺陷时，即可以开始用氧乙炔焊炬在缺陷清理后焊补区周围100mm范围内均匀预热； 0 w' O, H( o* s) j: `) w* K 4)采用测温笔检测温度达到350℃时开始施焊。 8 A$ K- l I9 N# a* W 5)焊条施焊前需经350～400℃烘烤1h后才能使用，随烘随用。" v& ^* ~# W) J3 W3 C# a1 r% l0 M3 \
焊接电流140～160A，焊接电压21～23V，焊条直径4mm； 6 i% B) r6 V9 f) a% A7 d5 P5 P9 ~ 6)采用窄道焊，焊条不允许横向摆动，收弧时注意填满弧坑，每焊完一层要用圆锥形手锤进行锤击，以减少焊接应力； 5 C3 {5 {& `% E2 u4 V 7)第二层焊道起弧时要与前一层焊道的方向相反； ' j: {& i4 c" J7 M) Y- ~ 8)层间温度要控制在280～320℃之间； : H8 \# `* ^5 }& y: l/ M, V 9)焊后立即进行后热，温度控制在300～350℃之间，保持2h后缓冷，打磨后进行PT探伤检查。
3 焊补结果. l# d/ Y3 G5 K* f. `% t$ h* X `
对奥贝钢的焊补工作，是在地处京广线上的主干道上。道叉不能卸下来，只能在火车运行间隙中进行清理和焊补工作。列车每2～3min一列，时速为150～170km/h，这样给清理缺陷和焊补工作带来了种种不便。但也正由于这样，恰好达到了小的线能量和小的热输入要求。同时因列车经过时产生的震动，无疑是对焊缝最好的锤击。所以整个焊接过程较为顺利，PT探伤合格，一次补焊成功，用户对此深表满意。若是选用结107或结107Cr焊条，焊后强度会更好，延伸率、冲击值和硬度都比结857焊条高，综合性能更接近母材力学性能。# M, V0 I% b! q' P
发表于 2007-4-29 12:47:06
发表于 2007-5-7 12:36:39
发表于 2007-5-7 22:23:01