现代有轨电车用耐磨合金钢道岔焊接技术的研究

发布时间：2020-09-19 19:47

　　 现代有轨电车这种交通方式始于19世纪80年代的欧美,在经历了一系列兴衰起伏之后,凭借其特有的优势,目前在我国又迎来了新的发展机遇。耐磨合金钢焊接道岔是构成现代有轨电车线路的重要部件,其技术先进性体现在多个方面,其中优质耐磨钢的焊接道岔技术是现代有轨电车道岔的一项关键技术。传统道岔采用高锰钢整铸辙叉,使用闪光对焊或者是铝热焊来完成辙叉与钢轨的对接。高锰钢的辙叉虽然稳定性比较好,又便于维修。但是由于其较重且横截面复杂,致使其在铸造以及热处理之后产生大量的缺陷,例如:缩孔、疏松、晶粒粗大等。这些缺陷导致裂纹的产生而使道岔失效。加之铝热焊与闪光对焊线能量集中,且高锰钢本身焊接性较差。故而本文采用焊接性能较好的NM400合金钢辙叉与钢轨焊接在一起,焊接方法采用二氧化碳气体保护焊与手工电弧焊相结合的方式。本文首先通过调研选择了所使用的耐磨合金钢以及配套的焊材,接着设计了NM400系列预热/回火试验,主要通过研究NM400力学性能随着预热/回火温度改变的变化规律,优化NM400的预热/回火温度。同时利用Gleeble焊接热模拟试验绘制了NM400钢的SHCCT曲线,研究了不同热输入对NM400钢气体保护焊热影响区性能影响,通过对微观组织、布氏硬度分析,以及热影响区粗晶HAZ冲击韧性的影响规律,得出最了佳焊接工艺,以揭示NM400钢在焊接过程中组织与性能变化规律。随后进行了现代有轨电车道岔典型接头的焊接工艺评定试验,完成了焊接的检验工作,并结合力学性能试验结果对典型接头冲击断口以及组织进行了研究,进一步解释了试验的规律。综合焊评试验的结果,编制现代有轨电车道岔焊接的实际工艺。本文的一大创新点在于利用SYSWELD焊接有限元模拟方法对道岔的焊接温度场以及应力场进行了模拟,对比不同刚性拘束下模型的应力场,从而优化了刚性拘束的方法,指导生产了现代有轨电车专用焊接工装卡具,制定了道岔焊接变形控制的方案。
【学位单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U482.1

【参考文献】

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本文编号：2822921