車輛焊接裂紋失效分析試驗

渠志強

摘 要：在鐵路車輛構件實際生產過程中，如果出現了焊接裂紋現象，那么將直接影響到車輛安全，在一定程度上還會帶來非常嚴重的后果。因此，就必須要針對焊接裂紋產生的原因進行有效科學地分析，找出實際原因，針對原因解決焊接裂紋問題。基于此，本篇文章將針對車輛在焊接施工過程中出現的裂紋現象進行綜合性分析探究，并提出車輛焊接裂紋的有效預防措施，對于完全解決焊接裂紋問題來說具有非常重要的現實意義以及應用價值。

關鍵詞：車輛 焊接裂紋 分析試驗 實驗方法

中圖分類號：V448.15+1文獻標識碼：A文章編號：1003-9082（2020）06-0-01

前言

相關車輛在焊接的施工過程中會出現縱向裂紋現象以及橫向裂紋現象，根據實際研究車輛焊接裂紋的產生原因能夠得出，力的因素以及焊接工藝因素等等都導致了焊接裂紋問題的發生，而焊接裂紋的存在對于車輛的威脅非常大，針對焊接裂紋現象產生原因提出焊接裂紋有效預防措施，才能夠真正保證車輛運行安全。因此，本文將從車輛焊接裂紋實效分析的實驗角度出發，探索車輛焊接裂紋產生原因，提出車輛焊接裂紋預防措施。

一、實驗方法以及實驗結果與討論

1.實驗方法

在確定實驗方法的過程中首先應深入到生產現場中，對實際情況作出充分的了解，通常情況下車輛焊接裂紋都會運用到以下實驗方法進行實效分析試驗[1]。

其一，運用化學方法針對于母材以及焊材開展成分分析實驗，同時進行對比。

其二，針對母材的微觀金相進行觀察記錄。

其三，將車輛上存在的縱向裂紋試件以及橫向裂紋試件取出，開展宏觀組織觀察以及微觀組織觀察。

其四，針對焊接裂紋的種類以及產生原因進行分析探究。

2.出現裂紋原因的綜合分析討論

其一，裂紋的定向分析。通過針對相關試件的宏觀組織觀察以及微觀組織觀察能夠得出，所有的焊接裂紋都是由于沿焊縫中存在的樹枝狀晶的交界處產生以及發展的，最為常見的就是沿焊縫的中心產生縱向開裂的現象以及在焊縫中產生橫向開裂的現象，所有的裂紋都是屬于沿晶開裂的結晶裂紋。

其二，結晶裂紋的產生原因分析。首先，力的因素。在實際焊接施工現場中，在焊接的過程中所有的焊縫都是在固定之后再進行焊接施工，不可避免的是焊接接頭都會存在焊接殘余應力。在這個過程中，T型連接雙面焊或者是交叉焊縫在實際焊接施工過程中焊縫的縱向收縮受到了一定的限制，那么這就意味著一定會產生橫向拉伸應力，這種現象就是指結晶裂紋力的影響。其次，焊接工藝的影響。焊接工藝是導致結晶裂紋產生的一個關鍵性因素，焊接工藝的影響主要體現在較高的能量線以及不合理的焊縫形狀系數。較高的能量線在一定程度上非常容易導致焊接接頭過熱的情況，還會導致焊縫組織變得更粗更大，形成較為嚴重的成分偏析，進而形成結晶裂紋現象。在此過程中可以運用較小的能量線進行生產作業，這樣就會在很大程度上降低結晶裂紋現象的發生，但是還是會存在少量的結晶裂紋現象。另外，焊接工藝在一定程度上還嚴重地影響著焊縫成形。焊縫形狀系數存在不合理以及不均勻的情況下也是導致結晶裂紋產生的重要原因。一般情況下熔化焊的焊接焊縫形狀系數要求在1.3到2.0之間，如果焊縫寬以及深存在過大的現象，那么就非常容易導致在第一到焊縫表面周圍的區域中的晶粒長大方向以及焊縫表面處于垂直的狀態，進而使得凝固區域偏析嚴重。最后，在實際焊接施工過程中，焊接工作人員的焊接水平以及結構件局部不容易操作等等，在一定程度上會導致焊縫形狀以及焊道形狀出現不穩定的狀況，這種情況下就導致局部焊縫中的成分出現不均勻的現象，進而增加了發生結晶裂紋的概率[2]。

二、車輛焊接裂紋預防措施

其一，嚴格進行焊接材料成分以及質量控制。焊接材料是決定是否出現焊接裂紋現象產生的關鍵性因素，焊接材料符合國家相應的規則要求以及達到施工標準那么能夠在很大程度上預防車輛焊接裂紋現象發生。如果在焊接施工過程中運用實心焊絲進行施工，筆者建議在實心焊絲符合國家相應標準的同時，合理地將Si、Ni以及C、S元素的含量降低，值得注意的是實心焊絲更加適用于拘束度較小的區域中，如果在拘束度較大的區域中開展焊接工作，那么可以運用藥芯焊絲進行焊接

施工[3]。

其二，促使熱輸入減少。在焊接施工過程中合理適當地將焊接線能量輸入降低，能夠有效避免焊縫中的柱狀組織產生粗大的現象，合理地減少熔合比，能夠使得母材中C、P的熔入有效降低，進而有效避免雜質聚集在焊縫中心柱狀晶對生處。

其三，優化焊接結構設計。在進行焊接結構設計的過程中，應將設計為較為容易的焊接結構，這樣焊接施工工作人員就能夠更好地進行焊接操作，進而保證焊接過程中的穩定性以及連續性，確保焊接質量。在進行交叉焊接縫設計過程中，可以合理地運用過焊縫設計。另外，還要將焊接順序優化改善，進而使得焊接結構的整體殘余應力有效降低。

結語

綜上所述，在車輛焊接施工過程中導致焊接裂紋現象發生的因素多種多樣。只有通過合理有效的實驗方式針對車輛焊接裂紋現象的產生原因進行分析探究，才能夠探索到科學有效的車輛焊接裂紋預防措施，進而保證車輛運行安全，同時還能夠促進車輛焊接技術獲得更好的發展。

參考文獻

[1]王濱鹽.鐵道車輛的焊接技術現狀與前景[J].國外機車車輛工藝，2018，

（01）：1-5.

[2]何靜，劉成東，趙冬冬.某系列特種車輛的焊接裂紋研究[J].包頭職業技術學院學報，2017，18（04）：1-4+17.

[3]張建鋒，周友龍，張志昌，姬生星，楊鳴.車輛焊接裂紋失效分析試驗[J].電焊機，2014，44（11）：99-102.