Ray Kaynaklı Birleşimlerinde Artık Gerilme Kontrolü

Ray Kaynağında Artık Gerilimin Geldiği Yer

Kaynak, çeliği eritip-yeniden katılaştırarak rayı birleştirir ve süreç,-gerilmeye bağlı kalır. Kaynak merkezi 1500 santigrat derecenin üzerine çıkarken ana metal ortam sıcaklığında kalır; Erimiş metal katılaşıp büzüldüğünde, sert ana metal serbest büzülmeyi önler, böylece çekme gerilimi bağlantının içinde donar. Bu stres trafikten kaynaklanan servis stresini artırdığından, yüksek artık gerilime sahip bir kaynak, yorulma ömrü azalan bir kaynaktır ve çatlama için tercih edilen bir yerdir. Bu nedenle artık gerilimin kontrol edilmesi, kaynak dayanıklılığı mühendisliğinin temel bir parçasıdır, bitirme inceliği değil.

Kaynak Bölgesi Boyunca Gerilim Dağılımı

Ray kaynağındaki artık gerilim oldukça homojen değildir. Boyuna yönde, kaynak merkezindeki en yüksek çekme gerilimi, malzemenin akma dayanımının yüzde 80-90'ına ulaşır ve ana metale doğru azalır, kaynaktan yaklaşık 50 mm'nin ötesinde esasen sıfıra döner. Enine yönde, tepe, akmanın yüzde 60-70'idir ve ısıdan etkilenen bölgede kaynağın her iki yanında 10-20 mm yoğunlaşır. Aynı zamanda baştan ayağa bir fark da vardır: ray başlığı daha hızlı soğur ve daha yüksek bir gerilim zirvesi taşır; bu nedenle kaynak kusurları kafada toplanır ve kafa tarafı denetimi neden önemlidir.

Artık Gerilimi Sınırlandırmak için Kaynak Prosesi Kontrolü

Proses kontrolü, kaynak sırasında sıcaklık eğimini düzleştirerek çalışır. Standart sıra, ön ısıtma artı çok-katmanlı çok-geçişli kaynak artı bölümlü kaynaktan oluşur.

Ön ısıtma: kaynaktan önce bağlantının 200-250 santigrat dereceye yükseltilmesi, kaynak ile ana metal arasındaki sıcaklık farkını keserek soğutma sırasındaki kısıtlama gerilimini azaltır. Çok düşük bir ön ısıtmanın hiçbir etkisi yoktur; çok yüksek bir ön ısıtma tahılın irileşmesine neden olur.

Çok-katmanlı çok-geçişli: kaynak 3-5 katmandan oluşur ve her katman, bir sonraki biriktirilmeden önce 150-200 santigrat dereceye kadar soğur. Bu, tek bir kalın geçişin ısı konsantrasyonunu önler ve ardışık katmanların geriliminin birbirini dengelemesine olanak tanır.

Parçalı kaynak: Kaynak, kaynak merkezinden dışarıya doğru simetrik olarak ilerler, böylece ısı eşit şekilde dağıtılır ve tek taraflı ısı konsantrasyonu gerilim alanını dengesizleştirmez.

Doğru uygulandığında, bu önlemler artık gerilim zirvesini yüzde 30-40 oranında azaltır ve bu da doğrudan trafik altında daha uzun kaynak ömrü anlamına gelir.

Kaynak Sonrası{0}Isıl İşlem ve Yüzey İyileştirme

Kaynak sonrası ısıl işlem, kilitli gerilimin çoğunu- ortadan kaldırır. Gerilim giderme tavlaması, bağlantı yerinin tamamını 550-600 santigrat dereceye kadar ısıtır, 2-3 saat tutar, ardından saatte 50 santigrat dereceyi geçmeyecek şekilde fırınla ​​yavaşça soğutur. Meydana gelen toparlanma ve yeniden kristalleşme, artık gerilimi serbest bırakarak uzunlamasına zirveyi verimin yüzde 30'unun altına getirir. Daha sonra yerel tavlama, ray başlığının ısıdan etkilenen bölgesini hedef alır: başlığın bir saat boyunca 400-450 santigrat dereceye kadar ısıtılması, başlıktaki stres zirvesini daha da azaltır ve yorulma direncini artırır. Yüksek hızlı demiryolu kaynakları için ultrasonik darbe işlemi eklenir: mekanik etki kaynak yüzeyini plastik olarak deforme eder, çekme geriliminin bir kısmını dengeler ve faydalı bir sıkıştırma katmanı bırakır.

Kaynak Yöntemleri Nasıl Karşılaştırılır ve Stres Nasıl Kabul Edilir?

Kaynak yöntemi, temel gerilim seviyesini belirler çünkü ısı kaynağı enerji yoğunluğu sıcaklık gradyanını yönlendirir.

Kabul ölçümle değerlendirilir. Kör delik yöntemi standart-saha tekniğidir: 1-2 mm'lik bir delik açılır, gerinim değişimi kaydedilir ve gerilim, gerilim-gerinim ilişkisinden yaklaşık artı veya eksi 10 MPa doğrulukla hesaplanır. X-ışını kırınımı, kristal kafes yer değiştirmesini ölçerek laboratuvar düzeyinde doğruluk sağlar ve ultrasonik yöntemler, geniş alanları temas etmeden tarar. TB/T 1632-2014 uyarınca, kaynaktaki uzunlamasına artık çekme gerilimi, tekdüze bir dağılımla ve belirgin bir gerilim konsantrasyonu olmadan, yüksek hızlı demiryolları için 150 MPa'yı, ağır yük demiryolları için 200 MPa'yı ve normal hızlı demiryolları için 250 MPa'yı aşmamalıdır. Örnekleme 100'de üç eklemdir; Bir tanesi arızalanırsa bunu çift örnekleme takip eder ve ikinci bir arıza, proses parametreleri gözden geçirilinceye kadar kaynağı askıya alır.

Sıkça Sorulan Sorular

Kaynak merkezi neden en yüksek çekme gerilimini taşıyor?

Çünkü en sıcak noktadır ve bu nedenle soğuma sırasında en fazla büzülür, her iki taraftaki soğuk ana metal ise büzülmeyi engeller. Sıcaklık gradyanı ne kadar hızlı olursa, kilitli-tepe noktası da o kadar yüksek olur.

Artık stres tamamen ortadan kaldırılabilir mi?

Hayır. Gerilim giderme tavlaması, boylamsal tepe noktasını verimin yüzde 30'unun altına düşürür, ancak bir miktar gerilim her zaman kalır. Mühendislik hedefi, kaynağın servis yükleri altında yorulma marjını koruyabilmesi için onu kabul tavanının altına getirmektir.

Yüksek-hızlı raylara hangi kaynak yöntemi uygundur?

Gaz basınçlı kaynak, istikrarlı kaliteyle yüzde 40-50 verimle en düşük boylamsal tepe noktasını üretir, bu nedenle yüksek-hızlı hatlar için tercih edilir. Flaş alın kaynağı, ağır ve sıradan hatlar için en önemli iş gücü olmaya devam ediyor.

Proses optimizasyonu artık stresi ne kadar azaltabilir?

Ön ısıtma ve çok-katmanlı çok-geçişli bölümlü kaynak genellikle tepe noktasını yüzde 30-40 oranında keser ve kaynak sonrası ısıl işlemle birleştirildiğinde kalan uzunlamasına gerilim, akmanın yüzde 30'unun altına düşer.

Artık gerilimin kabul sınırları nelerdir?

TB/T 1632-2014 örnekleme kurallarıyla doğrulanan, tekdüze dağılımlı ve gerilim konsantrasyonu olmayan, yüksek-hız için 150 MPa, ağır taşıma için 200 MPa ve sıradan-hızlı demiryolları için 250 MPa'nın üzerinde olmayan uzunlamasına çekme zirvesi.

Artık stres sahada nasıl ölçülür?

Kör delik yöntemi, yaklaşık artı veya eksi 10 MPa doğrulukla standart saha tekniğidir. Daha yüksek doğruluğun veya geniş-alan taramasının gerekli olduğu yerlerde X-ışını kırınımı ve ultrasonik yöntemler kullanılır.