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成分和力學性能差異懸殊的異種材料焊接,其焊接接頭的質量直接影響到鐵路貨車的運行安全,在鐵路六次大提速的形勢下,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)實意義。
　　本文以貨車車體底架構件中梁與上心盤所用重要材料 Q450NQR1鋼及B級鋼之間的焊接接頭作為研究對象,在現(xiàn)行底架焊接工藝的基礎上展開的。

2、
　　本文首先焊接接頭的機械性能進行了測試,結果表明上心盤 B級鑄鋼與中梁 Q450NQR1焊接接頭室溫拉伸的斷口出現(xiàn)準解離形貌,屬于脆性準解離斷裂。焊接接頭的拉伸試件斷裂部位在B級鑄鋼熱影響區(qū),其脆性斷口的主要原因是由于 B級鑄鋼粗大的晶粒而引起。上心盤 B級鑄鋼與中梁Q450NQR1焊接接頭的彎曲性能很好,四個試件側彎的彎曲角均為180°,達到評定標準。上心盤 B級鑄鋼與中梁 Q450NQR1耐候鋼焊接接頭的室溫沖擊試驗結果表

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,為典型的準解離斷裂,其沖擊韌性較差。
　　其次進行了對上心盤 B級鑄鋼與中梁 Q450NQR1焊接接頭的組織,上心盤 B級鑄鋼與中梁 Q450NQR1焊接接頭中存在兩側焊縫柱狀晶組織生長在此交匯在一起的狀況,焊縫中心部位為均勻細小的鐵素體與珠光體的機械混合物。
　　通過三點彎曲疲勞試驗,研究了B級鋼/

4、Q450NQR1鋼搭接接頭的疲勞性能。研究結果表明,焊態(tài)的上心盤B級鑄鋼與中梁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,經表面打磨處理的疲勞極限為254.1MPa,經表面噴丸強化的疲勞極限為266.9MPa。上心盤B級鑄鋼與中梁Q450NQR1耐候鋼搭接接頭表面經打磨處理,可提高接頭的疲勞極限7.6％;經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,本文對上心盤 B級鑄鋼與中梁 Q450NQR1鋼搭接接頭的三點彎曲的疲勞斷口進行了電子掃描。結果表明,其疲勞源為線源,且由一點開始呈放射狀擴展的形態(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,造成嚴重的應力集中。在交變應力的作用下,在焊根處產生疲勞裂紋。通過對疲勞擴展區(qū)進行觀察與分析表明,在裂紋擴展的后期產生了疲勞條帶、二次裂紋、疲勞臺階,使得疲勞裂紋得以繼續(xù)擴展,直至斷