耐候鋼SMA490BW激光-MAG電弧復(fù)合焊接工藝研究.pdf

1、當(dāng)前我國鐵路運(yùn)輸行業(yè)的飛速發(fā)展，其發(fā)展的戰(zhàn)略方向主要是高速化和重載化。轉(zhuǎn)向架的研發(fā)已經(jīng)成為高速列車安全可靠并高速運(yùn)行的關(guān)鍵技術(shù)之一。由于轉(zhuǎn)向架的服役環(huán)境復(fù)雜，易受到大氣腐蝕，因此通常使用耐候鋼作為轉(zhuǎn)向架材料。SMA490BW耐候鋼以普通碳素鋼為基礎(chǔ)，添加了耐大氣腐蝕的Cu、P、Cr、Ni等元素，既能滿足轉(zhuǎn)向架的力學(xué)性能要求，同時也具備較好的耐腐蝕性。SMA490BW耐候鋼常采用熔化極氣體保護(hù)焊(MAG Welding)，這種焊接方法會導(dǎo)

2、致接頭存在較大的焊接變形，同時可能出現(xiàn)熔合不良的缺陷，引起應(yīng)力集中。在此基礎(chǔ)上，我們開展激光-MAG復(fù)合焊SMA490BW耐候鋼工藝研究，以期提高焊接生產(chǎn)效率與質(zhì)量，解決常規(guī)MAG焊中存在的上述問題。
　　本文采用常規(guī)MAG和激光-MAG復(fù)合焊，對12mm的SMA490BW耐候鋼進(jìn)行對接30°、40°、60°和35°、45°、55°角接及雙坡口30-40°的焊接試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向架典型焊接接頭坡口結(jié)構(gòu)和焊接參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計。采用金相顯微

3、鏡、維氏硬度儀、電子萬能試驗(yàn)機(jī)等對接頭進(jìn)行顯微組織和力學(xué)性能分析，闡釋了不同工藝參數(shù)下微觀組織和力學(xué)性能的演變規(guī)律，并對兩種焊接方法進(jìn)行比較分析。
　　與常規(guī)MAG焊接接頭相比，激光-MAG復(fù)合焊接接頭呈現(xiàn)明顯的“高腳杯”形狀，焊接熔深較大，可以采用較小的坡口、較大的鈍邊尺寸，能夠有效減少焊接層道數(shù)，減小總熱輸入量。接頭變形量和殘余應(yīng)力測試結(jié)果表明:復(fù)合焊可以減小焊接變形，減小接頭焊接殘余應(yīng)力，能夠保證后期的組裝精度，并提高轉(zhuǎn)向架

4、的安全可靠性;同時，復(fù)合焊可以采用較大的焊接速度，提高焊接效率。
　　接頭金相顯微組織觀察發(fā)現(xiàn)，復(fù)合焊與MAG焊的接頭金相組織比較相近，兩者在晶粒度上存在一定的差異，復(fù)合焊的金相組織更加細(xì)小。接頭硬度結(jié)果分析表明，過熱區(qū)的硬度值較高，而母材的硬度較低，復(fù)合焊的熱影響區(qū)寬度相對MAG焊較窄。
　　在拉伸試驗(yàn)中，所有的斷裂均發(fā)生在母材，抗拉強(qiáng)度值滿足標(biāo)準(zhǔn)，復(fù)合焊的抗拉強(qiáng)度與MAG焊相比提高了5MPa;彎曲試驗(yàn)結(jié)果表明，激光-MA