耐候鋼SMA490BW激光-MAG電弧復合焊接工藝研究.pdf

1、當前我國鐵路運輸行業(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。轉向架的研發(fā)已經(jīng)成為高速列車安全可靠并高速運行的關鍵技術之一。由于轉向架的服役環(huán)境復雜，易受到大氣腐蝕，因此通常使用耐候鋼作為轉向架材料。SMA490BW耐候鋼以普通碳素鋼為基礎，添加了耐大氣腐蝕的Cu、P、Cr、Ni等元素，既能滿足轉向架的力學性能要求，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焊(MAG Welding)，這種焊接方法會導

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，引起應力集中。在此基礎上，我們開展激光-MAG復合焊SMA490BW耐候鋼工藝研究，以期提高焊接生產(chǎn)效率與質量，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復合焊，對12mm的SMA490BW耐候鋼進行對接30°、40°、60°和35°、45°、55°角接及雙坡口30-40°的焊接試驗，實現(xiàn)轉向架典型焊接接頭坡口結構和焊接參數(shù)的優(yōu)化設計。采用金相顯微

3、鏡、維氏硬度儀、電子萬能試驗機等對接頭進行顯微組織和力學性能分析，闡釋了不同工藝參數(shù)下微觀組織和力學性能的演變規(guī)律，并對兩種焊接方法進行比較分析。
　　與常規(guī)MAG焊接接頭相比，激光-MAG復合焊接接頭呈現(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力測試結果表明:復合焊可以減小焊接變形，減小接頭焊接殘余應力，能夠保證后期的組裝精度，并提高轉向架

4、的安全可靠性;同時，復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，復合焊的金相組織更加細小。接頭硬度結果分析表明，過熱區(qū)的硬度值較高，而母材的硬度較低，復合焊的熱影響區(qū)寬度相對MAG焊較窄。
　　在拉伸試驗中，所有的斷裂均發(fā)生在母材，抗拉強度值滿足標準，復合焊的抗拉強度與MAG焊相比提高了5MPa;彎曲試驗結果表明，激光-MA