SMA490BW钢板火焰调修工艺研究
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摘要：火焰调修是轨道车辆焊接构架调修中常用的工艺，以往火焰调修工艺的制定都是依靠经验，没有详实的理论数据，不能灵活的运用。本文在sma490bw材料研究的基础上，通过实验手段对各温度及不同冷却方式条件下调修试板的力学性能研究，制定火焰调修工艺，给火焰调修提供理论支撑。
关键词：火焰调修、轨道车辆、焊接构架、SMA490BW
1.引言
轨道车辆焊接构架尺寸精度要求很高，一般构架划线公差不超过2.5mm，对于一个复杂的焊接构件要控制尺寸精度，一方面通过优化焊接工艺来控制，另一方面需要通过最终的调修来保证。火焰调修是焊接构架调修最常用的手段，火焰调修的工艺参数直接影响到焊接构架的性能，而以往火焰调修工艺的都是靠经验，没有详实的理论数据。本文通过实验来研究调修温度参数对材料性能的影响，为现场火焰调修工艺提供依据。
2.试件制作
按照标准试板350mm×300mm×16mm尺寸准备试件，根据现场经验及材料相变点确定调修温度为750℃、850℃及900℃（实际温度在以上各温度±20℃范围浮动即可）。在试板中心线沿350mm长度方向进行加热， 采用线状加热操作方法，火焰加热区域宽度根据实际情况确定为30mm。为保证加热区宽度，采用环形（螺旋形）加热方式，要求保证沿着板的厚度方向加热烤透。最后在风冷、水冷条件下冷却。
3. 实验数据分析
以上每组试验状态两块试板，然后按标准测试试件的基本力学性能，为分析方便，测试数据均为多次试验下的平均值。
3.1. 拉伸
按照《焊接接头拉伸试验方法》（GB/T2651）规定的程序对拉伸试样进行抗拉强度试验，试验数据可以得出：
3.1.1.制定的调修温度下风冷、水冷调修下与SMA490BW母材相比（ReL≥365 MPa、Rm490～610 MPa、延伸率≥15%），其屈服强度、抗拉强度和延伸率都满足要求；
3.1.2.风冷、水冷调修状态下屈服强度、拉伸强度没有明显的变化，水冷状态下屈服强度、抗拉强度略高于风冷状态下；
3.1.3.不论风冷、水冷，随着加热温度的增加延伸率呈下降趋势。
3.2. 弯曲
参照《焊接接头弯曲及压扁试验方法》（GB/T2653）规定的程序对弯曲试样进行弯曲试验。试验时，应注意将火焰加热区的中心轴线对准弯轴轴线，使加热区和热影响区都在试验的受弯的部分。背弯时，使火焰加热区的背部受拉弯曲，正弯时，使加热区正面受拉弯曲。
从实验结果看到，无论是火焰加热区的正面还是背面为受拉面，试件经过180°弯曲后均完好，没有出现裂纹等宏观损伤现象
3.3. 冲击
在本试验中，冲击试验用于评定火焰加热区及其热影响区的韧性和缺口敏感性。试样为V型缺口，缺口开在火焰加热区中心及加热区与热影响区交汇位置。缺口加工应采用成型刀具、以获得真实的冲击值。冲击试样尺寸、形式及试验方法参照GB/T2650《焊接接头冲击试验方法》中规定的程序对冲击试样进行冲击试验，实验数据见表1.
表1 各调修参数下冲击功
冷却
方式 状态 影响区域 20（J） 0（J） -40（J）
母材 191 168 161
风冷 750 加热区 233 231 213
热影响区 260 252 240
850 加热区 176 151 89
热影响区 238 236 206
900 加热区 156 149 91
热影响区 223 213 146
水冷 750 加热区 231 224 194
热影响区 230 229 215
850 加热区 130 124 144
热影响区 226 227 220
900 加热区 60 46 25
热影响区 224 221 203
从表1数据可以分析：
3.3.1.随着调修温度的升高，风冷、水冷状态下加热区及热影响前冲击功均下降；
3.3.2.0℃以上相同冲击温度下加热区冲击功相差不大，-40℃时水冷条件下冲击功急剧减小加热区最小冲击功才25J；热影响区相同冲击温度下冲击功变化不明显；
3.3.3.加热区及热影响区无论风冷或水冷状态冲击功在850℃时出现明显的拐点，调修时应避免调修温度高于850℃；
3.4. 硬度
硬度检测标准参照GB/T2654《焊接接头及堆焊金属硬度试验方法》。对硬度检测方法按照GB/T4340.1-99进行，本试验中检测材料的维氏硬度。
4.结论
4.1.750℃、850℃、900℃调修温度下试件屈服强度、抗拉强度、弯曲及硬度均符合标准要求；
4.2.850℃为冲击功比较明显的拐点，在现场制定调修工艺时应避免调修温度高于850℃；
4.3.900℃调修温度下水冷，-40℃下冲击功急剧下降，现场不建议进行水冷冷却。
参考文献：
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