فناوری کنترل کیفیت برای اتصالات جوشی ریلی

چرا کنترل کیفیت اتصالات جوشی اهمیت دارد؟

ریل جوش داده شده پیوسته اتصالات ماهی را جدا می کند، اما هر جوشکاری یک ناپیوستگی متالورژیکی ایجاد می کند: یک ناحیه تحت تأثیر حرارت{0}}، یک ساختار فلزی جوشکاری ریخته شده یا آهنگری، و یک میدان تنش پسماند. اگر جوش معیوب باشد، اولین علامت قابل مشاهده معمولاً یک ترک کوچک در انگشت جوش است که در زیر ترافیک رشد می کند و به شکستگی کامل ریل تبدیل می شود. بنابراین کنترل کیفیت باید قبل از جوشکاری، با آماده‌سازی انتهای ریل و کالیبراسیون تجهیزات شروع شود، در طول جوشکاری از طریق کنترل پارامترهای فرآیند ادامه یابد و با آزمایش‌های غیرمخرب، عملیات حرارتی و مستندسازی هر اتصال پایان یابد. فناوری صحیح بر اساس فرآیند متفاوت است، و این راهنما نقاط کنترلی را برای سه فرآیندی که بیشتر در خطوط اصلی و یاردها استفاده می شود، مشخص می کند.

جوش لب به لب فلاش: پارامترهای اصلی و تأثیر آنها

جوش لب به لب فلاش ریل ها را با گرم کردن انتهای گیره دار با قوس چشمک زن و سپس به هم ریختن آنها به هم متصل می کند. چهار پارامتر بر نتیجه حاکم است. جریان فلاش دمای گرمایش انتهای ریل را تعیین می کند: جریان بسیار زیاد انتهای ریل را بیش از حد گرم می کند، دانه را درشت می کند و چقرمگی مفصل را کاهش می دهد. جریان بسیار کم باعث می شود انتها به اندازه کافی گرم نشده و استحکام مفصل ناکافی باشد. زمان فلاش معمولاً بین 30 تا 60 ثانیه است. زمان طولانی تری فلز را در انتها هدر می دهد و مقطع اتصال را کاهش می دهد، در حالی که زمان کوتاه تر به طور ناهموار گرم می شود و نفوذ ناقص ایجاد می کند. فشار برهم زننده در 150 تا 200 مگاپاسکال کنترل می شود: فشار بیش از حد باعث تغییر شکل اتصال می شود و سطح مسیر را مختل می کند، در حالی که فشار ناکافی اکسیدها را دفع نمی کند و باعث ایجاد تخلخل و ورود سرباره می شود. سرعت برهم زننده 50 تا 80 میلی متر بر ثانیه جریان فلز جوش را در مقابل خنک شدن متعادل می کند. خیلی سریع باعث ایجاد ترک می شود، خیلی کند فلز را زودتر سرد می کند و خواص مکانیکی را کاهش می دهد.

جوشکاری آلومینوترمیک: نقاط کنترل و پیشگیری از نقص

جوشکاری آلومینوگرمیک روش استاندارد برای جوش های بسته در میدان، برگردان ها و تعمیرات است. نقاط کنترل تعیین کننده نسبت شار، دمای پیش گرمایش و آب بندی قالب هستند. نسبت پودر آلومینیوم به اکسید آهن در شار در حدود 1:3 جرم نگه داشته می شود. نسبت نادرست دمای واکنش را کاهش می دهد و خواص فلز جوش را کاهش می دهد. پیش گرمایش در 300 تا 400 درجه نگه داشته می شود: پیش گرمایش ناکافی فلز جوش را خیلی سریع خنک می کند و خطر ترک های سرد را به همراه دارد، در حالی که پیش گرم شدن بیش از حد به شار اجازه می دهد زودتر از موعد واکنش نشان دهد تا حفره نتواند پر شود. برای جلوگیری از خروج هوا و جلوگیری از تخلخل، قالب باید محکم بسته شود. سه عیب رایج عبارتند از تخلخل، ورود سرباره و نفوذ ناقص. پیشگیری از آنها خاص است: رطوبت شار را با خشک کردن در سطح یا کمتر از 0.5٪ نگه دارید، تمام رسوبات اکسید و ناخالصی ها را از انتهای ریل تمیز کنید تا جوش تمیز شود، و پیش گرمایش و نسبت شار را تنظیم کنید تا انتهای ریل کاملاً فیوز شود.

جوشکاری فشار گاز و آزمایش غیر مخرب-

جوشکاری فشار گاز انتهای ریل را با یک شعله اکسیژن{0}}استیلن به حالت پلاستیکی گرم می کند و سپس فشار ناراحت کننده ای را اعمال می کند تا انتهای ریل به هم متصل شود. این در خطوط{2}}سرعت بالا و سنگین-که در آن استحکام و چقرمگی اتصال باید لرزش با فرکانس بالا و بارهای محور سنگین را جذب کند استفاده می‌شود. تأیید کیفیت ترکیبی از ظاهر و بازرسی داخلی است. بررسی‌های ظاهری، هندسه و وضعیت سطح را پوشش می‌دهند، با انحراف صافی اتصال محدود به 0.2 میلی‌متر بر متر و بدون ترک یا تخلخل قابل مشاهده است. بازرسی داخلی از تشخیص نقص اولتراسونیک با پروب 2.5 مگاهرتز استفاده می کند که اطراف مفصل را اسکن می کند. عیوب بزرگتر از 5 میلی متر مربع پذیرفته نمی شود. پس از بازرسی، مفصل تحت عملیات حرارتی قرار می گیرد تا تنش باقیمانده حذف شود و عملکرد بازیابی شود.

گرما درمانی و کاهش استرس

اتصالات جوش داده شده در دو مرحله عملیات حرارتی می شوند و نرمال می شوند و سپس تمپر می شوند. نرمال کردن در دمای 900 تا 920 درجه به مدت 20 تا 30 دقیقه، ساختار جوش را به یک پرلیت یکنواخت تبدیل می کند، دانه را تصفیه می کند و استحکام و چقرمگی را بهبود می بخشد. حرارت دادن در دمای 550 تا 580 درجه به مدت 60 تا 90 دقیقه، تنش پسماند جوشکاری را از بین می برد و به نرخ کاهش تنش بالای 80 درصد دست می یابد. اثر عملی بزرگ است: اتصالات درمان نشده می توانند تنش پسماند بالای 300 مگاپاسکال را تحمل کنند، که باعث ایجاد ترک های سرویس می شود، در حالی که اتصالات درمان شده تنش پسماند را در 50 مگاپاسکال یا کمتر از آن نشان می دهند و مقاومت خستگی قابل توجهی بهتری دارند. در نهایت، سختی اتصال در برابر ماتریس ریل بررسی می شود. انحراف باید در 2 نقطه در مقیاس HRC باقی بماند تا جوش به همان سرعت ریل اصلی سایش شود.

حفاظت آب و هوایی از اتصالات جوش داده شده

در مناطق آلپ، هدف کاهش تغییر دما در محل جوش است. در مناطق مرطوب جداسازی رطوبت است. در مناطق{0}}سالین، یک لایه گالوانیزه قربانی از جوش محافظت می‌کند در حالی که خمیر از انتقال یون جلوگیری می‌کند. طرح باید در مرحله طراحی انتخاب شود، نه اینکه پس از ظاهر شدن خوردگی اضافه شود.

سوالات متداول

Q1: کدام فرآیند جوشکاری برای خطوط اصلی-سرعت بالا ترجیح داده می شود؟

جوشکاری لب به لب کارخانه و متحرک برای جوش های طولانی ترجیح داده می شود زیرا سریع، قابل تکرار و کنترل شده با ماشین- است. جوشکاری آلومینوگرمیک برای بسته‌های میدانی و جوش‌های تعمیری که دستگاه جوشکاری نمی‌تواند به آنها برسد، استاندارد باقی می‌ماند.

Q2: چرا پیش گرم کردن در جوشکاری آلومینوترمیک حیاتی است؟

پیش گرم کردن باعث می شود فلز جوش پس از ریختن خیلی سریع سرد نشود. بدون پیش گرمایش 300 تا 400 درجه، جوش به یک ساختار سخت و شکننده سرد می شود و مستعد ترک های سرد است.

Q3: آزمایش اولتراسونیک چه عیوب را می تواند در جوش ریلی پیدا کند؟

در فرکانس پروب 2.5 مگاهرتز، آزمایش اولتراسونیک تخلخل داخلی، گنجاندن سرباره، عدم همجوشی و ترک‌هایی را با ناحیه بازتابی معادل بالای حدود 5 میلی‌متر مربع تشخیص می‌دهد.

Q4: چرا اتصالات جوش داده شده باید نرمال و تمپر شوند؟

عادی سازی ساختار دانه ناحیه جوش را اصلاح می کند و تلطیف باعث کاهش تنش پسماند می شود. آنها با هم تنش پسماند مفصل را از بیش از 300 مگاپاسکال به 50 مگاپاسکال یا کمتر کاهش می دهند، که از ترک خوردگی سرویس جلوگیری می کند و عمر خستگی را بهبود می بخشد.

Q5: سختی جوش چگونه با ماتریس ریل مطابقت دارد؟

سختی پس از عملیات حرارتی در سراسر ناحیه جوش اندازه گیری می شود و با ریل اصلی مقایسه می شود. انحراف در 2 نقطه HRC به این معنی است که جوش و ریل به طور یکنواخت سایش می‌شوند و چرخ به سمت نرم‌تر اتصال ضربه نمی‌زند.