鐵路貨車中梁與上心盤焊接接頭組織和性能的研究.pdf

1、鐵路貨車中梁與上心盤焊接是屬于兩種化學(xué)成分和力學(xué)性能差異懸殊的異種材料焊接,其焊接接頭的質(zhì)量直接影響到鐵路貨車的運(yùn)行安全,在鐵路六次大提速的形勢(shì)下,作為貨車主要承載部件的中梁與上心盤焊接接頭的組織、性能顯得尤為重要。因此,對(duì)于中梁與上心盤典型焊接接頭組織和性能的研究,具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　本文以貨車車體底架構(gòu)件中梁與上心盤所用重要材料 Q450NQR1鋼及B級(jí)鋼之間的焊接接頭作為研究對(duì)象,在現(xiàn)行底架焊接工藝的基礎(chǔ)上展開的。

2、
　　本文首先焊接接頭的機(jī)械性能進(jìn)行了測(cè)試,結(jié)果表明上心盤 B級(jí)鑄鋼與中梁 Q450NQR1焊接接頭室溫拉伸的斷口出現(xiàn)準(zhǔn)解離形貌,屬于脆性準(zhǔn)解離斷裂。焊接接頭的拉伸試件斷裂部位在B級(jí)鑄鋼熱影響區(qū),其脆性斷口的主要原因是由于 B級(jí)鑄鋼粗大的晶粒而引起。上心盤 B級(jí)鑄鋼與中梁Q450NQR1焊接接頭的彎曲性能很好,四個(gè)試件側(cè)彎的彎曲角均為180°,達(dá)到評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)。上心盤 B級(jí)鑄鋼與中梁 Q450NQR1耐候鋼焊接接頭的室溫沖擊試驗(yàn)結(jié)果表

3、明,焊縫、Q450NQR1鋼的母材及其熱影響區(qū)的沖擊斷口為韌窩狀,故韌性較好。而 B級(jí)鑄鋼的母材及其熱影響區(qū)的斷口為河流花樣,為典型的準(zhǔn)解離斷裂,其沖擊韌性較差。
　　其次進(jìn)行了對(duì)上心盤 B級(jí)鑄鋼與中梁 Q450NQR1焊接接頭的組織,上心盤 B級(jí)鑄鋼與中梁 Q450NQR1焊接接頭中存在兩側(cè)焊縫柱狀晶組織生長(zhǎng)在此交匯在一起的狀況,焊縫中心部位為均勻細(xì)小的鐵素體與珠光體的機(jī)械混合物。
　　通過三點(diǎn)彎曲疲勞試驗(yàn),研究了B級(jí)鋼/

4、Q450NQR1鋼搭接接頭的疲勞性能。研究結(jié)果表明,焊態(tài)的上心盤B級(jí)鑄鋼與中梁Q450NQR1鋼搭接接頭的2×106次循環(huán)壽命條件下的疲勞極限焊接態(tài)為236.1MPa,經(jīng)表面打磨處理的疲勞極限為254.1MPa,經(jīng)表面噴丸強(qiáng)化的疲勞極限為266.9MPa。上心盤B級(jí)鑄鋼與中梁Q450NQR1耐候鋼搭接接頭表面經(jīng)打磨處理,可提高接頭的疲勞極限7.6％;經(jīng)噴丸處理可提高接頭的疲勞極限13%,噴丸處理比打磨處理對(duì)提高接頭的疲勞極限效果明顯,可

5、有效地保證該焊接接頭的可靠性。
　　最后,本文對(duì)上心盤 B級(jí)鑄鋼與中梁 Q450NQR1鋼搭接接頭的三點(diǎn)彎曲的疲勞斷口進(jìn)行了電子掃描。結(jié)果表明,其疲勞源為線源,且由一點(diǎn)開始呈放射狀擴(kuò)展的形態(tài)。疲勞試樣起裂的原因是由于焊根部的氧化物夾雜和顯微缺陷的存在,造成嚴(yán)重的應(yīng)力集中。在交變應(yīng)力的作用下,在焊根處產(chǎn)生疲勞裂紋。通過對(duì)疲勞擴(kuò)展區(qū)進(jìn)行觀察與分析表明,在裂紋擴(kuò)展的后期產(chǎn)生了疲勞條帶、二次裂紋、疲勞臺(tái)階,使得疲勞裂紋得以繼續(xù)擴(kuò)展,直至斷