На ОАО «Крюковский вагоностроительный завод» разработана железнодорожная платформа, предназначенная для перевозки морских контейнеров по транспортному коридору, который тянется от берегов Охотского моря в России до восточной границы Польши. Этот транспортный коридор проходит с низкими климатическими температурами (до -60 оС). Поэтому для изготовления платформ используют термомеханически упрочненную низколегированную сталь Х70 повышенной прочности.
Технология сварки и комплекс используемых сварочных материалов должны обеспечить механические свойства металла сварных швов на уровне свойств основного металла и одновременно не ухудшить эксплуатационные характеристики основного металла в зоне термического влияния.
Отдел главного сварщика Крюковского вагоностроительного завода (Кременчуг) с 2003 г плодотворно сотрудничает с производителем бесшовной порошковой проволоки семейства MEGAFIL – ООО «АРКСЭЛ» (Донецк). Бесшовную порошковую проволоку различного назначения ООО «АРКСЭЛ» производит в кооперации с известной немецкой фирмой “Drahtzug Stein wire& welding”, имеющей более чем 30-летний опыт её изготовления. Порошковая проволока семейства MEGAFIL при сварке низколегированных сталей повышенной прочности обеспечивает оптимальное легирование металла шва, супернизкое содержание диффузионного водорода в наплавленном металле, требуемые показатели прочности и ударной вязкости при температурах эксплуатации минус 60 оС и высокую эксплуатационную надежность сварных соединений в условиях воздействия динамических нагрузок.
Для оценки механических свойств сварных соединений, выполненных бесшовной порошковой проволокой в углекислом газе на стали Х70, в цехе ОАО «Крюковский вагоностроительных завод» были сварены стыковые соединения длиной 700 и шириной 300 мм из металла толщиной 8,0 и 22 мм. С учетом технических требований к механическим свойствам металла сварных швов платформы выбрали две марки порошковой проволоки: MEGAFIL 713R-A и MEGAFIL 821R-A. Сварку выполняли проволокой диаметром 1,2 и 1,6 мм (диаметром 1,2 мм выполняли корневой проход). Обе эти проволоки имеют флюсовый наполнитель рутилового типа, который в процессе сварки дает быстрозатвердевающий шлак, позволяющий выполнять сварку в различных пространственных положениях практически без изменения режимов. Технологические свойства шлака, образующегося при расплавлении флюсового сердечника, обеспечивают хорошее формирование швов. При этом не требуется высокая квалификация сварщиков.
Сварку стыкового соединения толщиной 8 мм без скоса кромок с зазором 1,5-2 мм (тип С7 по ГОСТ 14771) выполняли проволокой диаметром 1,6 мм с двух сторон в режиме IСВ=330…350 А; Uд=32 В; Vп/п=8,5 м/мин. После сварки первого валика пластину переворачивали и корень шва зачищали. Сварку стыкового соединения толщиной 22 мм со скосом двух кромок (тип С21 по ГОСТ 141771) выполняли порошковой проволокой диаметрами 1,2 и 1,6 мм. Для сварки корневого прохода использовали проволоку диаметром 1,2 мм, а процесс выполняли на режиме IСВ=180…200 А; Uд=26…27 IСВ=280…300 А; Uд=27…28 В; Vп/п=7,4 м/мин. После сварки облицовочного слоя шва со стороны V-образной разделки его корневую часть с обратной стороны соединения зачи
щали и подваривали.
Из сварных соединений были изготовлены поперечные образцы в соответствии с ГОСТ 6996 для испытания на статическое растяжение (тип ХІІІ) статический изгиб (тип ХХVII)ударную вязкость (тип VI и IX). Надрез на образцах для испытания ударной вязкости располагали таким образом, чтобы его вершина совпадала с линией сплавления. Из стыкового соединения толщиной 22 мм были изготовлены круглые образцы ( тип II) для испытания на продольное растяжение и определения прочностных и пластических свойств металла шва.
Исследования результатов определения механических свойств сварных соединений показали, что при сварке в углекислом газе достаточную прочность металла сварного шва может обеспечить только порошковая проволока MEGAFIL 821R-A. Показатели предела текучести ниже 500 Н/мм2 не позволяют использовать проволоку MEGAFIL 713R-A для сварки стали Х70 из-за недостаточной прочности металла швов, выполненных этой проволокой в углекислом газе.
Экспериментальные платформы, сваренные порошковой проволокой MEGAFIL 821R-A, прошли испытания в условиях реальной эксплуатации на железной дороге в течение 3 месяцев. После испытаний платформы были доставлены на завод и тщательно обследованы на наличие каких-либо изменений или повреждений сварных соединений. Не было обнаружено ни одного дефекта или усталостного повреждения как самих сварных швов, так и зоны термического влияния.
В настоящее время технологический процесс сварки низколегированной стали Х70 порошковой проволокой MEGAFIL 821R-A в углекислом газе, разработанный Отделом главного сварщика ОАО «Крюковский вагоностроительный завод» с успехом применяется в серийном производстве железнодорожных платформ для перевозки морских контейнеров.
