| 标题 | 返修对S355J2W+N耐候结构钢焊接接头性能的影响 |
| 范文 | 王瑞卓 徐芳 杨集友 摘 要：本文以S355J2W+N耐候结构钢不同返修次数的焊接接头为研究对象，通过不同的试验方法，测试其全熔透对接接头的组织性能。主要对S355J2W+N耐候结构钢对接接头的拉伸性能、弯曲性能、冲击性能、硬度等方面进行研究。试验结果表明，S355J2W+N耐候结构钢焊接接头多次返修之后，接头的拉伸性能优于母材，折弯性能满足标准要求，冲击功最低值79J（-40℃）高于标准要求，硬度值也较合理。 关键词：S355J2W+N耐候结构钢；返修焊接；组织性能 中图分类号：TG455 文献标识码：A 0.前言 S355J2W+N耐候结构钢具有较高的屈服强度和疲劳强度、焊接性能良好、耐腐蚀优良等特性，广泛应用于国内外高速列车转向架构架的焊接。构架是轨道车辆转向架上最重要的部件之一，它不仅直接承载来自车体的重量，同时保证了车辆在直线和曲线上顺利运行。由此可以见，构架结构的焊接要求是十分严格的。构架实际生产时，在特殊情况下S355J2W+N耐候结构钢不能一次焊接合格，考虑原材料成本的因素，会采取返修焊接的方法进行调修，保证构架符合使用要求。 1.试验材料 试验材料为S355J2W+N 改良型耐候结构钢，化学成分见表1。试验焊丝为BOEHLER NiCu 1-IG【EN 440 G42 4 M（C）G0】，直径φ1.2。 2.试验方法及内容 试验采用MAG 焊，混合气体为Ar：CO2=82：18，焊接参数为：电流250A～270A，电压26V～31V，速度1.8 mm/s ～2.9mm/s，进行3道焊接。试验用焊接试板尺寸为16mm×150mm×600mm，焊接采用全熔透对接焊。 焊后進行去应力退火处理，热处理曲线如图1所示。 按照试验方法及焊接工艺参数制备4个试样，分别编号为A0、A2、A4、A6。取A2试样，进行2次返修焊接，取A4 试样，进行4次返修焊接。取A6 试样，进行6次返修焊接。按照表2所示，对上述试样进行相关试验。返修时按图2所示对“模拟缺陷”进行清除。 3.试验结果分析 3.1 拉伸性能 通过对图3拉伸性能的比较可以发现，拉伸试样抗拉强度最小为495MPa，明显高于母材抗拉强度下限470MPa，试验均断裂于母材处，并且试验的抗拉强度随返修次数的增加呈升高趋势，焊接接头强度符合标准要求。 3.2弯曲性能 通过弯曲试验结果可以发现，返修6次的试样在试验中出现微小裂纹，长度均不大于3mm，并且裂纹出现的位置基本都在熔合线处，通过金相显微组织分析可以知道，裂纹是由于焊缝区域出现未熔合导致的缺陷，符合试验要求。 3.3 冲击性能 通过冲击试验结果可以明显的看出，热影响区的冲击功大于试样焊缝区域的冲击功，不同的试样焊缝的冲击功变化的差异性很小，趋势性和规律性不强，变化的离散性较大，但是随着返修次数的增多热影响区的冲击功呈现出明显的下降趋势。返修次数最多的A6编号试样与其他试样相比呈现出比较明显的下降，于焊缝区域出现了冲击功最低值79J，热影响区的冲击功也出现最低值123J，即使冲击功出现降低的趋势，但仍高于S355J2W+N 材料-40℃冲击功的最低值27J。 3.4 硬度性能 通过对图4硬度性能分析可以发现，不同试样的焊接接头硬度都满足常规的分布规律，即马鞍形分布，不同试样的硬度试验结果没有明显的变化趋势性，但是热影响区出现了硬度的最大值约为225HV，仍然符合标准小于320HV的要求。 结论 通过分析得出以下结论： （1）母材为拉伸试验中试样的均断敏感区，试样接头的拉伸性能满足结构的性能要求，同时在一定的返修次数范围内增加返修次数会促使焊接接头拉伸性能的提升。 （2）返修次数增加会影响试样的弯曲性能，在弯曲试验中存在出现微裂纹的倾向。 （3）焊缝区域冲击功对返修次数并不敏感，但是由于多次返修焊接热影响区的冲击性能会出现降低的现象。 （4）试样焊接接头硬度为常见的“马鞍形分布”规律，热影响区出现了最大硬度225HV，不同试样之间的硬度趋势性较小。 参考文献 [1]严隽耄，傅茂海.车辆工程[M].北京：中国铁道出版社，2012. [2]EN10025-5-2004.热轧产品钢结构，第5部分：改良耐候结构钢交货技术条件[S]. [3]EN895-1995，金属材料焊接破坏试验，横向抗拉试验[S]. |
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