U71Mn钢轨的焊接过热敏感性分析

针对实际生产过程中U71Mn钢轨焊接接头落锤及断口检验通过率偏低的问题,选取U71Mn和U75V钢轨,对比分析其焊接接头的落锤次数、冲击功、平均灰斑面积、抗拉强度、静弯值、伸长率6项主要指标与加热程度指数之间的关系。分析结果表明,U71Mn钢轨存在比较明显的焊接过热敏感性。避免钢轨的焊接过热敏感性对钢轨焊接质量的影响应从钢轨材质、焊接方法、焊接工艺等方面综合考虑。提出了焊接过热敏感性强的钢轨在焊接过程中应注意的问题。     

钢轨闪光焊灰斑缺陷形成原因及预防方法

在钢轨闪光焊接过程中,母材中的MnS夹杂物从焊接过热区溶于焊缝金属。在焊接末期的连续闪光阶段,出现大的过梁爆破,形成暴露于空气的空洞,使焊缝金属中的Mn和Si在高温下与氧气发生反应,形成硅酸盐夹杂物,构成灰斑缺陷,其中Mn约占40%～50%。对比试验发现,U71Mn钢轨的MnS夹杂物和Mn含量分别是U75V钢轨的2倍和1. 2倍;对U71Mn和U75V钢轨闪光焊接头分别进行静弯和落锤试验,经统计,U71Mn钢轨断口灰斑面积分别是U75V钢轨的4. 5倍和2. 3倍。试验结果表明,钢轨母材中的MnS含量与焊缝金属中灰斑面积成正比。控制母材中的MnS含量可有效降低焊缝断口灰斑面积,从而提高钢轨闪光焊接头强度。     

GAAS80/580焊机工艺参数设置对U71Mn钢轨焊接质量的影响

为了确定GAAS80/580焊机的各个参数在U71Mn钢轨焊接工艺中所起的作用和每个参数对焊接质量的影响程度,采用GAAS80/580焊机进行大量焊接试验,研究预热电压、预热次数、末期烧化速度、末期烧化电压、末期烧化电流限值等多个参数与灰斑面积、落锤性能之间的关系。研究结果表明,各个参数对灰斑面积、落锤性能的影响程度不同,相比较而言,预热次数、末期烧化速度、加热程度指数对焊接质量的影响较大。     

U71Mn钢轨闪光焊接头暗色灰斑成因及消除方法

针对U71Mn钢轨闪光焊中容易出现暗色灰斑的现象,分析暗色灰斑的成分。从钢材焊接角度,探究暗色灰斑形成原因。U71Mn钢轨的Mn含量较其他类型钢轨高,因而在焊接过程形成锰酸盐的几率高,表现为暗色灰斑。当顶锻前的过热区过宽时,这类锰酸盐的聚集无法在顶锻过程中被挤出,暗色灰斑会残余在焊缝中。为尽可能消除暗色灰斑,开展消除暗色灰斑试验。分析3组不同参数焊接的钢轨接头暗色灰斑情况,为确定闪光焊工艺参数提供参考。     

钢轨固定式闪光焊接头静弯试验及与落锤试验相关性分析

为研究我国钢轨固定式闪光焊接头静弯试验的极限破断载荷及挠度水平,参考欧洲相关标准,分析了128个焊态接头的静弯试验结果;同时进行了160个接头的落锤试验,分析了静弯和落锤试验结果的相关性。试验结果表明:参考欧洲标准,96.9%的接头正压载荷1 600 k N不断,挠度全部20 mm;96.9%的接头反压载荷1 500 k N不断;相同条件下的钢轨焊接接头落锤和静弯试验结果相关性不明显;灰斑是导致接头静弯性能降低的主要原因;顶锻量11.5 mm的接头其静弯性能很好,而落锤性能较差;U71Mn轨出现灰斑的概率远大于U75V轨,但U75V轨的灰斑面积通常更大。     

U75V钢轨焊接工艺参数的调试与比较

工艺规范合理和稳定的钢轨焊接工艺参数是焊接接头质量优良的关键因素。文章主要对U75V、60kgm钢轨的可焊性及采用不同的规范调试焊接工艺参数进行了探讨,并对不同钢厂的U75V、60kgm钢轨的焊接工艺参数做了比较。     

钢轨固定式闪光焊接头力学性能分析

钢轨固定式闪光焊接头是我国无缝线路接头的主要形式。本文通过系统的取样试验,分析了U71Mn和U75V热轧和热处理钢轨焊接接头不同部位和全断面不同位置的冲击、拉伸和硬度性能。试验结果表明:钢轨固定式闪光焊接头的冲击功平均值是离散分布的,轨头冲击功明显大于轨底,轨腰最小;相同牌号和交货状态的钢轨,接头全断面不同位置的抗拉强度相差不大;同牌号钢轨,热处理接头轨腰部位伸长率明显小于热轧钢轨;热轧钢轨焊接接头硬度一般大于钢轨母材硬度,热处理钢轨则相反。     

GAAS80焊机和U71Mn钢轨的焊接工艺试验

根据U71Mn钢轨的材质特点,使用GAAS80焊机进行U71Mn钢轨的焊接工艺试验。对于连续闪光焊工艺、8次和11次预热闪光焊工艺,通过优化主要工艺参数,取得到较好的试验效果,针对试验中出现的异常断口进行SEM和EDX分析,总结适应GAAS80焊机焊接U71Mn钢轨工艺要点。     

贝氏体钢轨闪光焊接技术的研究

贝氏体钢轨闪光焊的焊接性与材质中Mn和Si含量成反比,降低Mn和Si含量有利于改善钢轨的焊接性,提高焊缝韧性和接头落锤强度。贝氏体钢轨焊缝及热影响区出现的主要缺陷为过热区带状成分偏析、过热区奥氏体晶界成分偏析和焊缝夹杂物(灰斑)缺陷,并与Mn含量密切相关,这些缺陷对接头韧性会产生较大的负面影响。但贝氏体钢轨总体力学性能与珠光体钢轨相当,其中接头拉伸强度、硬度和疲劳强度高于珠光体钢轨。贝氏体钢轨焊接热影响区空冷处理后出现马氏体组织是造成焊缝和过热区存在较高残余应力的主要原因,该残余应力降低了接头的滚动接触疲劳强度,使得部分接头容易出现焊缝水平裂纹。对接头进行500℃,3～5 min的回火热处理可以降低残余应力。现场应用表明,完善回火工艺可大幅度降低焊缝水平裂纹的出现。     

基于正交试验的U71MnG钢轨焊接参数调试

针对GAAS80/580焊机焊接U71MnG钢轨的特点,以软规范思路调节焊接参数,选择SWEP06设置中的预热时间、预热相控电压、快速顶锻位移、顶锻力、热扩散时间为重点分析参数,以落锤数、灰斑数量、断口状态为考察目标,设计焊接工艺正交试验,并分组进行调试试验。结果表明,采用极差分析法可快速得到工艺参数对试验结果的影响大小排序,通过正交试验可掌握设备的工艺调试重点,提高调试工作效率。     

基于技术标准的钢轨残余应力测试与分析

在分析钢轨中残余应力产生原因的基础上,比较国内外相关标准对残余应力的评估和测试方法。通过测试近几年国内外不同类型钢轨中的残余应力,包括热轧U71Mn,U75V和U77Mn Cr钢轨,在线热处理钢轨,离线热处理钢轨,贝氏体钢轨以及进口热轧U75V钢轨等,分析残余应力测试结果,总结各种类型钢轨中残余应力的分布特点,探讨减小钢轨中残余应力的方法和途径。     

低温下铁路钢轨断裂韧性分析

包括青藏铁路在内的北方大部分铁路钢轨在使用过程中常常经历比较低的温度环境,对于钢轨钢材的低温断裂性能有更严格的要求,有必要对钢轨钢材低温下断裂性能进行系统研究。通过对青藏铁路常用的钢轨钢材U71Mn和U75V三点弯曲试样断口的宏观形貌进行观察,并对所制备断口的微观形貌进行了电镜扫描分析,对这两类钢轨钢材在低温下的断裂特性进行了分析与讨论。最后,对这2种钢轨钢材断裂性能的研究方法以及化学成分的断裂性能的影响进行了进一步讨论,得出U71Mn较U75V更适合于在低温下作为钢轨钢材。     

钢轨焊接生产过程中马氏体组织的产生与预防控制

以太原铁路局湖东钢轨焊接整修基地U75V钢轨焊接生产过程为基础,对比分析了马氏体、珠光体组织的性能与区别,以及U75V钢轨母材与钢轨焊缝中马氏体组织的出现对钢轨性能的影响,通过分析U75V钢轨焊接过程中影响钢轨母材与接头组织中马氏体的产生方式和诱导其转变的因素,相应地制定了有效的控制措施,为长钢轨的焊接生产质量控制提供了保障。     

U75V钢轨连续闪光焊焊接工艺研究

针对目前焊轨生产中采用К190лк焊机焊接U75V钢轨,接头质量不稳定的工程实际问题,采用程控调压方式,对电流进行恒值控制,使钢轨焊接接头质量稳定,保证行车安全。     

全长在线热处理钢轨生产工艺研究及产品开发

针对宝钢股份武汉钢铁有限公司全长在线热处理钢轨生产工艺研究及产品开发情况,通过实验室研究,结合自身工艺装备和环境温度特点,提出一种风温可控的钢轨喷风冷却工艺。在此基础上完成热处理钢轨生产线建设,形成整套在线热处理钢轨生产工艺技术,成功实现60 kg/m U75V、60 kg/m U71Mn、50 kg/m U71Mn及出口R350HT 54E1在线热处理钢轨的批量生产。实践表明,该工艺及装备运行稳定可靠、产品各项性能控制稳定,均满足相关标准要求。     

K920焊机连续闪光焊焊接U75V钢轨工艺试验

文章分析了K920焊机连续闪光焊焊接U75V钢轨的工艺试验过程,提出了影响钢轨焊接质量的因素。     

K1000型焊机焊接工艺及性能的研究

钢轨的焊接性能,既与钢轨母材的化学成分、内部质量、表面质量有关,也与施焊的方法、设备状况、工艺参数控制等有关。现从设备、材料、工艺等三方面来探讨U75V、60kgm及U75V、50kgm钢轨的焊接。     

客运专线钢轨的强度等级和材质选择

客运专线对钢轨的要求主要体现在高安全性、高平直度、高几何尺寸精度和高抗疲劳性能等方面。国外高速铁路采用800～880MPa强度等级的热轧钢轨。我国既有铁路广泛使用的是强度等级为880MPa的U71Mn和980MPa的U75V钢轨。结合我国钢轨的性能特点和在广深线等线路的使用情况,考虑到钢轨强度等级与滚动接触疲劳伤损之间的关系和轮轨硬度的匹配,提出我国客运专线应选用强度等级为880MPa的热轧钢轨,运营25t轴重的新建客货混线铁路和道岔用轨可采用强度等级为980MPa的钢轨(U75V)。     

U71Mn钢轨低温性能试验研究

对包钢产U71Mn成分钢种进行了低温系列冲击试验、低温拉伸试验、低温断裂韧度试验,分析讨论了冲击值与低温韧脆转变温度的关系和化学成分、试验温度对强度、塑性以及断裂韧性的影响。试验结果表明,青藏铁路使用中下限成分的U71Mn钢轨,可提高钢轨安全使用性能,满足青藏铁路格拉段低温环境的需要。     

钢轨焊后感应正火热处理工艺研究

针对钢轨焊接接头感应正火工艺中出现焊接接头硬度不均匀现象,通过对焊接接头硬度数据分析,改进热处理设备的喷风结构,控制加热温度与喷风冷却时间,制定了线上U71Mn钢轨的闪光焊焊后正火工艺.重点对正火工艺中难于满足的硬度要求进行了试验验证,试验结果表明,该正火工艺大幅提高了闪光焊焊接接头的硬度和韧塑性能,满足了无缝线路钢轨的使用要求.