Beoordeling van lascompatibiliteit en selectie van lastoevoegmaterialen voor buitenlandse standaardrails
Wat zijn de kernindicatoren voor het evalueren van de lascompatibiliteit van internationale standaardrails, en hoe beïnvloeden deze de selectie van lasprocessen?
De kernindicatoren voor het evalueren van de lascompatibiliteit van internationale standaardrails zijn:koolstofequivalent (Ceq)Enscheurgevoeligheidsindex (Pcm), die direct de neiging tot lasscheuren van de rail weerspiegelen. Hoe hoger het koolstofequivalent, hoe duidelijker de neiging tot verharding van de rail, hoe gevoeliger voor koude scheuren tijdens het lassen en hoe slechter de lascompatibiliteit; wanneer het koolstofequivalent minder dan of gelijk is aan 0,45%, is de lasbaarheid goed en kan het conventionele flash-lasproces worden toegepast. De scheurgevoeligheidsindex richt zich op het evalueren van de invloed van legeringselementen op scheuren. Hoe groter de Pcm-waarde, hoe groter de kans op vertraagde scheuren in de lasverbinding. Het koolstofequivalent van UIC60-rail is ongeveer 0,42%, wat een goede lascompatibiliteit heeft en kan worden aangepast aan het reguliere flitslasproces in China; het koolstofequivalent van ASTM136 Grade4-rail is 0,50%, wat een slechte lascompatibiliteit heeft en een voorverwarmingsproces vereist. Daarom is het evalueren van deze twee indicatoren het uitgangspunt voor het bepalen van de voorverwarmingstemperatuur van het lassen, de houdtijd en het warmtebehandelingsproces na het lassen.
Welke lasverbindingsdefecten zullen worden veroorzaakt door de discrepantie tussen internationale standaardrails en nationale standaardlasmaterialen?
De discrepantie tussen internationale standaardrails en nationale standaardlasmaterialen zal in de eerste plaats leiden tot een ondermaatse sterkte van de lasverbinding. Als de sterkte van het lasmateriaal lager is dan die van het railbasismetaal, is de verbinding vatbaar voor plastische vervorming onder treinbelasting, waardoor een laag verbindingsdefect ontstaat; als de sterkte van het lasmateriaal te hoog is, is de taaiheid van de verbinding onvoldoende en kan brosse breuk optreden. Ten tweede zal het lasscheuren veroorzaken. De discrepantie tussen de legeringssamenstelling van het lasmateriaal en de rail zal leiden tot een groot verschil in de uitzettingscoëfficiënt tussen het lasmetaal en het basismetaal, waardoor tijdens het koelproces enorme lasspanningen ontstaan en er warme of koude scheuren ontstaan. Bovendien zal het lasporositeit en slakinsluiting veroorzaken. Het deoxidatievermogen van het lasmateriaal kan niet tippen aan dat van het railmateriaal, en het gas en de onzuiverheden in het gesmolten bad kunnen tijdens het lassen niet effectief worden verwijderd, wat resulteert in een slechte lascompactheid. Deze defecten zullen de levensduur van de lasverbinding aanzienlijk verkorten en de veiligheid van de lijnoperatie beïnvloeden.
Waarom wordt bij het lassen van UIC-rails de voorkeur gegeven aan speciaal lasmateriaal met een hoog mangaangehalte?
UIC-rails (zoals UIC900A/B) worden gekenmerkt door een hoog mangaangehalte (1,0%-1,5%). Mangaan kan de sterkte en taaiheid van de rail verbeteren en de lasbaarheid verbeteren. Door prioriteit te geven aan de selectie van speciale lasmaterialen met een hoog mangaangehalte kan de legeringssamenstelling van het lasmetaal consistent blijven met die van het UIC-railbasismetaal, de synchronisatie van mechanische eigenschappen en uitzettingscoëfficiënten tussen de las en het basismetaal garanderen en de lasspanning verminderen. Mangaan heeft ook goede deoxidatie- en ontzwavelingseffecten, die de kans op lasporositeit, slakinsluiting en hete scheuren effectief kunnen verminderen en de lascompactheid kunnen verbeteren. Als gewone lasmaterialen met een laag mangaangehalte worden gebruikt, is het mangaangehalte van het lasmetaal onvoldoende, wat ertoe zal leiden dat de lassterkte en taaiheid lager zijn dan die van het basismetaal, en dat de lasverbinding gevoelig is voor vermoeidheidsschade. Daarom moeten speciale lasmaterialen met een mangaangehalte groter dan of gelijk aan 1,2% worden geselecteerd voor UIC-raillassen om gelijkwaardige verbindingsprestaties te bereiken.
Hoe kan ik bij het lokaal lassen van internationale standaardrails de voor-lasvoorverwarmingstemperatuur aanpassen aan het materiaal?
De voorverwarmtemperatuur voor-het lassen voor lokaal lassen van internationale standaardrails is voornamelijk gebaseerd op het koolstofequivalent en het gehalte aan legeringselementen van de rail. Hoe hoger het koolstofequivalent, hoe hoger de vereiste voorverwarmingstemperatuur. Voor JIS SKZ3-rails met een koolstofequivalent van minder dan of gelijk aan 0,40% is de lasbaarheid goed en is voorverwarmen niet of alleen voorverwarmen bij lage- temperatuur (50-80 graden ) vereist om koude scheuren te voorkomen. Voor UIC900B-rails met een koolstofequivalent van 0,40% -0,48% moet de voorverwarmingstemperatuur worden geregeld op 100-150 graden om de afkoelsnelheid van het lasgebied te verminderen en de vorming van geharde structuren te verminderen. Voor ASTM136 Grade4-rails met een koolstofequivalent >0,48% moet de voorverwarmingstemperatuur worden verhoogd tot 180-220 graden. Voorverwarmen bij hoge temperaturen vertraagt de afkoelsnelheid, verlicht de lasspanning en voorkomt vertraagde scheuren. De voorverwarmingstemperatuur moet gelijkmatig het bereik van 100 mm van het raillasuiteinde bestrijken om spanningsonevenwichtigheden veroorzaakt door onvoldoende lokale voorverwarming te voorkomen.
Welke problemen worden hoofdzakelijk opgelost door de warmtebehandeling na het lassen van internationale standaard raillasverbindingen?
Het kerndoel van de thermische behandeling na- het lassen van internationale standaard raillasverbindingen is het elimineren van restspanningen bij het lassen, het aanpassen van de verbindingsstructuur en het verbeteren van de taaiheid van de verbindingen, waarbij hoofdzakelijk drie belangrijke problemen worden opgelost. Elimineer eerst de restspanning bij het lassen. De trekspanning die tijdens het lassen ontstaat, kan ervoor zorgen dat de verbinding gemakkelijk barst. Door hoge-temperatuurtemperatie bij 600-650 graden kan de restspanning met 30%-50% worden verminderd. Ten tweede, verfijn granen. De korrels in de zone die door de laswarmte-wordt beïnvloed, worden door de hoge temperatuur grover, wat leidt tot een afname van de taaiheid. Warmtebehandeling na-het lassen kan de grove korrels verfijnen en de taaiheid van de verbinding herstellen. Ten derde: elimineer verharde structuren. Voor internationale standaardrails met een hoog gehalte aan legeringselementen worden gemakkelijk harde en brosse martensietstructuren gevormd in de door de laswarmte-beïnvloede zone. Door het temperen na het lassen kunnen ze worden omgezet in getemperd sorbiet met een goede taaiheid. Bovendien kan de warmtebehandeling na het lassen de hardheid van de verbinding uniformiseren, de hardheidsafwijking tussen de verbinding en het basismetaal binnen HB ± 20 controleren en spanningsconcentratie vermijden die wordt veroorzaakt door plotselinge veranderingen in de hardheid.