Teknologi Kawalan Tegasan Sisa dan Penambahbaikan Ketahanan Kimpalan Sambungan Kimpalan Rel
Apakah ciri taburan tegasan baki dalam sambungan kimpalan rel?
Ciri-ciri taburan tegasan baki dalam sambungan kimpalan rel ialahketakhomogenan yang jelas, dengan puncak tegasan tegangan dua arah dalam zon kimpalan dan-zon terjejas haba. Semasa mengimpal, logam dalam zon kimpalan mengalami lebur dan pemejalan yang cepat dengan kecerunan suhu yang sangat besar: suhu di pusat kimpalan boleh mencapai melebihi 1500 darjah, manakala suhu logam asas hanya pada suhu bilik. Perbezaan suhu ini menyebabkan logam dalam zon kimpalan dikekang oleh logam asas apabila ia mengecut semasa penyejukan, menghasilkan tegasan tegangan. Dalam arah membujur (arah panjang) rel, tegasan tegangan sisa membujur puncak di pusat kimpalan boleh mencapai 80%-90% daripada kekuatan hasil bahan, secara beransur-ansur melemahkan kedua-dua belah logam asas, dan pada dasarnya kembali kepada keadaan tegasan sifar melebihi 50mm. Dalam arah melintang (arah lebar), tegasan tegangan melintang puncak dalam zon-haba yang terjejas ialah kira-kira 60%-70% daripada kekuatan hasil, terutamanya tertumpu di kawasan 10-20mm pada kedua-dua belah kimpalan. Di samping itu, terdapat perbezaan dalam pengagihan tegasan sisa antara kepala rel dan bahagian bawah rel: kepala rel mempunyai puncak tegasan sisa yang lebih tinggi disebabkan oleh kelajuan penyejukan yang lebih cepat, yang merupakan kawasan insiden tinggi untuk keretakan sendi.
Apakah langkah pengoptimuman proses kimpalan teras untuk kawalan tegasan baki sambungan kimpalan rel?
Langkah-langkah pengoptimuman proses kimpalan teras untuk kawalan tegasan sisa sambungan kimpalan rel menggunakan prosesprapemanasan + kimpalan berbilang-berbilang lapisan-laluan + kimpalan bersegmenuntuk mengurangkan kecerunan suhu semasa mengimpal. Prapemanasan ialah langkah utama: panaskan sambungan rel kepada 200-250 darjah sebelum mengimpal untuk mengurangkan perbezaan suhu antara kimpalan dan logam asas, dan mengurangkan tegasan kekangan semasa pengecutan penyejukan. Suhu prapemanasan yang terlalu rendah tidak mempunyai kesan yang jelas, manakala suhu yang terlalu tinggi akan membawa kepada butiran kasar. Proses kimpalan berbilang-berbilang lapisan-membahagikan kimpalan kepada 3-5 lapisan untuk kimpalan. Selepas setiap lapisan dikimpal, ia perlu disejukkan hingga 150-200 darjah sebelum mengimpal lapisan seterusnya, mengelakkan kepekatan haba yang berlebihan dalam kimpalan satu lapisan, mengurangkan kecerunan suhu. Pada masa yang sama, tegasan kimpalan berbilang lapisan boleh mengimbangi satu sama lain, mengurangkan puncak tegasan sisa. Proses kimpalan bersegmen menggunakan kaedah bersegmen simetri, seperti kimpalan bersegmen dari pusat kimpalan ke kedua-dua belah, untuk mengagihkan haba secara sama rata dan mengelakkan ketidakseimbangan tegasan yang disebabkan oleh kepekatan haba unilateral. Proses kimpalan yang dioptimumkan boleh mengurangkan puncak tegasan sisa sebanyak 30%-40%, meningkatkan kestabilan sendi.
Apakah titik utama-pasca proses rawatan haba kimpalan untuk kawalan tegasan baki sambungan dikimpal rel?
Pos utama-titik proses rawatan haba kimpalan untuk kawalan tegasan baki sambungan dikimpal rel menggunakan proses rawatan kompositpenyepuhlindapan melegakan tekanan + pembajaan tempatanuntuk menghapuskan atau mengurangkan tekanan sisa. Penyepuhlindapan pelepasan tekanan ialah langkah teras: panaskan keseluruhan sambungan yang dikimpal kepada 550-600 darjah , pastikan ia hangat selama 2-3 jam, kemudian sejukkannya perlahan-lahan ke suhu bilik dengan relau dan kawal kadar penyejukan dalam 50 darjah /j. Proses ini boleh menjadikan struktur mikro di dalam sendi mengalami pemulihan dan penghabluran semula, melepaskan tekanan sisa, dan mengurangkan tegasan tegangan sisa membujur puncak kepada di bawah 30% daripada kekuatan hasil. Proses pembajaan tempatan ditujukan kepada zon yang terjejas oleh haba kepala rel: panaskan kepala rel kepada 400-450 darjah , pastikan ia hangat selama 1 jam, seterusnya mengurangkan puncak tekanan kepala rel, dan meningkatkan rintangan keletihan. Semasa rawatan haba, kadar pemanasan dan kadar penyejukan mesti dikawal dengan ketat untuk mengelakkan tekanan baru yang disebabkan oleh perubahan suhu yang berlebihan. Untuk sambungan rel yang digunakan dalam kereta api berkelajuan tinggi, rawatan hentaman ultrasonik juga diperlukan: hentaman mekanikal digunakan untuk menghasilkan ubah bentuk plastik pada permukaan kimpal, mengimbangi bahagian tegasan tegangan, dan membentuk lapisan tegasan mampatan yang bermanfaat.
Apakah pengaruh kaedah kimpalan yang berbeza terhadap tegasan baki sambungan rel?
Pengaruh kaedah kimpalan yang berbeza pada tegasan sisa sambungan rel adalah berbeza dengan ketara, terutamanya bergantung kepadaketumpatan tenaga dan kadar pemanasan sumber haba kimpalan. Kimpalan punggung kilat ialah kaedah yang biasa digunakan untuk-kimpalan rel tapak. Sumber habanya mempunyai ketumpatan tenaga yang tinggi dan kadar pemanasan yang cepat, menghasilkan kecerunan suhu yang besar dalam zon kimpalan dan puncak tegasan baki yang tinggi: tegasan tegangan membujur puncak boleh mencapai kira-kira 85% daripada kekuatan hasil. Walau bagaimanapun, ia mempunyai kecekapan kimpalan yang tinggi dan sesuai untuk-kimpalan di tapak bagi-kereta api laju biasa dan-kereta api angkut berat. Kimpalan termit mempunyai ketumpatan tenaga sumber haba yang rendah dan kadar pemanasan yang perlahan, dengan kecerunan suhu yang agak kecil dan puncak tegasan sisa yang rendah: tegasan tegangan membujur puncak adalah kira-kira 60% daripada kekuatan hasil. Walau bagaimanapun, kekuatan kimpalan adalah rendah, yang sesuai untuk pembaikan kecemasan dan{11}}bahagian lengkung jejari kecil. Kimpalan tekanan gas menggunakan nyalaan gas sebagai sumber haba, dengan pemanasan seragam dan kecerunan suhu yang kecil, menghasilkan puncak tegasan sisa yang paling rendah: tegasan tegangan membujur puncak hanya 40%-50% daripada kekuatan hasil, dan kualiti kimpalan adalah stabil, sesuai untuk kimpalan rel kereta api-tinggi. Kimpalan laser mempunyai ketumpatan tenaga yang sangat tinggi, julat pemanasan yang kecil dan zon terjejas haba yang sempit, dengan pengagihan tegasan sisa yang lebih seragam. Walau bagaimanapun, kos peralatan adalah tinggi, dan pada masa ini digunakan terutamanya untuk kimpalan rel kilang.
Apakah kaedah pengesanan dan piawaian penerimaan bagi tegasan baki sambungan kimpalan rel?
Kaedah pengesanan bagi tegasan baki sambungan dikimpal rel terutamanya termasukkaedah lubang buta, kaedah pembelauan sinar-X dan kaedah ultrasonik. Kaedah lubang buta ialah kaedah pengesanan tapak yang biasa digunakan pada-dan piawaian penerimaan mesti mematuhi piawaian kimpalan rel TB/T 1632-2014. Langkah-langkah pengesanan kaedah lubang buta ialah: gerudi lubang buta berdiameter 1-2mm pada permukaan sambungan, ukur perubahan terikan sebelum dan selepas penggerudian, kira nilai tegasan baki melalui formula terikan-tegasan, dengan ketepatan pengesanan ±10MPa, sesuai untuk pengesanan pantas di-tapak. Kaedah pembelauan-sinar X ialah kaedah pengesanan-bukan musnah, yang mengira tegasan baki dengan mengukur sesaran puncak pembelauan hablur. Ia mempunyai ketepatan pengesanan yang tinggi dan sesuai untuk pengesanan makmal yang tepat, tetapi ia dihadkan oleh peralatan pengesanan dan sukar untuk digunakan di-tapak. Kaedah ultrasonik mengesan tekanan sisa dengan menggunakan perubahan halaju gelombang gelombang ultrasonik di bawah tegasan, yang boleh merealisasikan-pengesanan tanpa sentuhan dan sesuai untuk pengimbasan pantas kawasan besar-. Piawaian penerimaan menetapkan bahawa tegasan tegangan sisa membujur puncak sambungan dikimpal rel untuk-kereta api berkelajuan tinggi Kurang daripada atau sama dengan 150MPa, untuk kereta api jarak jauh Kurang daripada atau sama dengan 200MPa, dan untuk kereta api kelajuan biasa Kurang daripada atau sama dengan 250MPa; taburan tegasan sisa mestilah seragam tanpa kepekatan tegasan yang jelas. Nisbah pensampelan ialah 3 sambungan setiap 100 sambungan. Jika seseorang tidak layak, pensampelan berganda hendaklah dijalankan; jika ia masih tidak layak, operasi kimpalan hendaklah digantung dan parameter proses hendaklah diperiksa.