Вплив залишкової напруги від правки рейок на якість зварного з'єднання
Де в рейках зосереджена залишкова напруга при рихтуванні і що її викликає?
Залишкова напруга при випрямленні в основному зосереджена на обох сторонах головки рейки, на краях основи рейки та в перехідній зоні між полотном рейки та головкою. Гарячекатані рейки мають природний згин, а холодне випрямлення змушує їх вирівнюватися через зовнішній тиск, створюючи залишкову напругу розтягування в стиснутих зонах і залишкову напругу стиску в розтягнутих областях. Головка та основа рейки під час правки зазнають найбільшої деформації, що призводить до найбільшої концентрації напруг. Ці напруги зберігаються всередині і стають потенційними тригерами тріщин.
До яких фатальних наслідків призводить суперпозиція залишкової напруги та термічної напруги зварювання?
Зварювання створює інтенсивне теплове навантаження, при цьому метал поблизу зварного шва зазнає сильного теплового розширення та звуження. Коли термічне напруження при зварюванні накладається на залишкове напруження розтягування при випрямленні, локальне напруження перевищує межу текучості сталі та навіть міцність на розтяг. Цей надмірний{2}}напружений стан ініціює тріщини в зоні зварювання або термічного-впливу, особливо холодні тріщини, які з’являються через кілька годин або днів після зварювання. Тріщини сильно послаблюють міцність з'єднання і легко спричиняють поломку рейок під час руху поїзда, що загрожує безпеці руху.
Чим відрізняються китайські та міжнародні стандарти щодо контролю залишкової напруги при рихтуванні?
Китайські стандарти вимагають рівномірного розподілу залишкової напруги після випрямлення, при цьому поверхнева залишкова напруга розтягування на головці рейки не перевищує встановлених меж, що відповідає внутрішнім потребам у зварюванні. Міжнародні стандарти, такі як UIC 60 та EN 13674, встановлюють суворіший контроль над високо-швидкісними рейками, обмежуючи не лише значення напруги, але й вимагаючи визначення розподілу напруги за допомогою ультразвукових методів або методів глухих отворів. Деякі міжнародні рейки проходять онлайн-гартування для активного усунення залишкової напруги, забезпечуючи стабільність напруги під час зварювання. Ця відмінність пояснюється високими вимогами до надійності високошвидкісних зварних з’єднань.
Які методи зазвичай використовуються для усунення залишкового напруження випрямлення перед доставкою рейки?
Найпоширенішим методом є низькотемпературний-відпуск онлайн, який використовує контрольоване нагрівання для розслаблення внутрішньої металевої структури та зняття залишкової напруги. Для високо-точних рейок прийнято природне старіння-зберігання рейок протягом певного періоду, щоб забезпечити повільну релаксацію напруги, хоча це-забирає багато часу. Крім того, оптимізація процесу правки за допомогою багато-поступової правки для зменшення одноразової деформації може мінімізувати залишкову напругу в джерелі.
Як зменшити ризики залишкової напруги в рейках під час-зварювання на місці?
Попередньо нагрійте кінці рейок до вказаної температури перед зварюванням, щоб зменшити різницю температур і знизити піки термічної напруги. Суворо дотримуйтесь процедур зварювання, щоб контролювати швидкість зварювання та температуру між проходами, уникаючи надмірного теплового навантаження. Проведіть -термічну обробку після зварювання (нормалізацію або відпустку) після зварювання, щоб усунути суперпозицію термічної напруги зварювання та залишкової напруги. Тим часом уникайте зварювання в місцях із сильною деформацією випрямлення, щоб уникнути ризику від джерела.