钢轨焊接接头低塌的原因分析与对策

焊接接头伤损是钢轨伤损的主要类型之一。根据在钢轨探伤过程中积累的大量数据,对重伤焊接接头发展规律进行统计分析,观察焊接接头部位伤损的发展过程,对低塌焊接接头轨面硬度进行测试以探讨接头低塌的原因,提出了焊后喷风（或喷雾）的热处理措施。     

预留打磨量和打磨温度对钢轨铝热焊接头平直度的影响

首先分析了铝热焊接头焊缝低塌的原因,然后通过现场试验测量初打磨后接头的最高温度、不同终打磨温度下焊缝中心低塌量以及接头冷却过程中温度的变化,分析初打磨轨顶焊筋的预留打磨量、终打磨温度对铝热焊接头焊后平直度的影响.结果表明:焊接60 kg/m钢轨铝热焊接头时,初打磨后轨顶焊筋应预留1.3 mm以上的打磨量;终打磨温度越低焊缝低塌量越小,随终打磨温度降低焊缝低塌量减小幅度逐渐变缓,终打磨温度为300℃时焊缝低塌量较小,终打磨温度低于200℃时焊缝无低塌现象;采用"初打磨+终打磨"的打磨方式可避免铝热焊接头焊缝低塌,提高打磨效率.     

钢轨探伤车疑似1 孔轨身上裂伤损报警分析北大核心

针对钢轨探伤车报告疑似1孔轨身上裂伤损报警但探伤仪复核确认无伤的问题,基于探伤车探轮37°通道螺孔裂纹检测技术,分析了正常1孔轨身上裂和疑似1孔轨身上裂B显出波特征。通过声学几何解算,论证了疑似1孔轨身上裂的出波是接头低塌导致的,并给出了接头低塌工况下呈现疑似轨身上裂出波须满足的低塌角度和低塌高度条件。对接头低塌工况下探伤仪复核无回波的原因进行了分析,并结合典型案例,提出了伤损判定建议。结果表明:当探伤车B显数据中接头1孔轨身上裂位置出现37°通道反射点群且伴随Ⅰ区孔壁波消失时,可不判定为1孔轨身上裂伤损报警。本文方法可降低探伤车1孔轨身上裂伤损报警误报,提高探伤车伤损报警的准确率。     

PD3余热淬火钢轨接触焊焊后热处理研究

淬火钢轨接触焊后存在接头晶粒粗化,塑性、韧性大幅度下降,硬度不均匀等现象,使用中钢轨焊接接头的脆性增大,产生接头低塌并导致马鞍形磨耗和波浪磨耗。为解决上述问题,PD3余热淬火钢轨接触焊后必须对焊接接头进行焊后热处理。焊后热处理采用中频感应加热,加热温度为845℃～920℃,然后喷风冷却接头全断面,喷风压力0 25MPa～0 30MPa,喷风冷却时间120s。结果表明,接头经热处理后的硬度、韧塑性能接近或超过原淬火轨水平,落锤、静弯、实物疲劳性能有较大的提高,满足了无缝线路钢轨的使用要求。     

重载铁路钢轨的伤损及预防对策研究

通过对重载铁路钢轨伤损的现场调查分析,确定出钢轨伤损的主要类型和规律,在此基础上提出了预防对策措施并进行了试验验证。结果表明:①在半径小于1 200 m的曲线上铺设轨面硬度大于370 HB的含铬热处理钢轨(U77 MnCr和PG4)、采用每天1次固体润滑并设置欠超高,可以减少钢轨的严重侧磨;②热塑性弹性体垫板可以增加轨道弹性,减少轨道动应力和钢轨的疲劳核伤;③在减少所用钢轨表面脱碳层深度和钢中夹杂物的基础上及时进行钢轨打磨,可有效抑制钢轨轨距角剥离掉块伤损的发展;④虽然热轧轨出现的剥离掉块深度较浅,但会在轨面外侧出现严重的深层肥边掉块,影响钢轨的安全使用,因此,重载铁路曲线下股仍应铺设高强度的热处理钢轨;⑤在优化焊接工艺和提高接头内部质量的基础上,对焊接接头采用焊后再淬火,以提高接头轨面的硬度,从而明显减少焊接接头轨面的低塌和焊接接头的伤损。     

重载铁路道岔区钢轨冻结接头的现场试验与数值分析

重载铁路道岔与正线钢轨连接处需要一个位移限制作用强的接头,冻结接头恰好能够满足要求,但接头的存在破坏了钢轨的连续性,造成轮轨之间产生较大的动载冲击作用,长期作用下轨道结构易产生伤损病害。鉴于此,首先通过对运营现场服役过程中的冻结接头进行大量的静态测试,分析接头平顺性的波形特点。其次,选取典型的病害接头进行列车动态试验,对其动态冲击特性进行现场实测。最后,通过有限元建立列车-钢轨接头三维耦合模型,对接头的维修标准进行研究。研究结果表明：长期服役过程中的冻结接头在轨缝附近易形成局部的低塌下凹不平顺;对这种凹接头进行动态行车测试后,接头轨缝左右两侧钢轨动位移在垂向空间存在一个明显的错台分布,迎轮侧钢轨的动位移要大于顺轮侧钢轨的动位移,当车轮驶过这种凹接头时易产生逆轮错牙冲击模式;从接头夹板的动弯应力来看,车轮在经过接头轨缝左右侧时分别产生了2次较大的冲击作用,驶过轨缝后产生的冲击作用更大;对重载车轮驶过接头的动态作用力进行分析得,运营现场冻结接头最大低塌深度应控制在0.5 mm以内。研究结果可为揭示冻结接头现场服役状态及维修加固措施提供一定的借鉴。     

过共析钢轨使用性能研究

对铺设在郑州铁路局直线上和半径600~1 000 m曲线上的在线热处理过共析钢轨的使用情况进行跟踪观测。结果表明:过共析钢轨硬度高,耐磨性能好。使用1年后,铺设在直线和半径1 000 m曲线上的钢轨表面光洁,基本无伤损,铺设在半径600 m曲线上的钢轨出现鱼鳞伤和剥离掉块。钢轨闪光焊接头硬度基本满足标准要求,铝热焊接头硬度低于标准要求,使用后个别焊接接头存在低塌现象。过共析钢轨耐磨性能明显优于U75V热处理钢轨,预防性打磨可以提高钢轨在小半径曲线上的使用寿命。     

柳州站站场线路钢轨接头病害的防治

柳州站站场线路设备多,行车密度大,重载列车通过频繁,钢轨存在轨缝过宽、联结零件松动、钢轨低接头等多种病害。针对这些病害,采取全面控制轨缝、紧固接头螺栓、加强接头捣固、改善道床弹性、焊补磨修钢轨接头等措施,有效地控制了钢轨接头病害的发生和发展。     

低接头病害的处理与防治

分析了钢轨低接头病害的产生原因．详细介绍了防治低接头病害的具体措施。     

钢轨接头病害的整治

结合南宁铁路局管内焦柳线的钢轨接头养护情况,分析了钢轨接头病害成因,并根据病害的成因提出了消除接头、优化接头结构、整治低接头、整治接头部位的道床、改善轨下垫层弹性、轨面修理及换轨时调整接头位置等方面的措施,有效地控制了接头病害的产生和发展,确保了列车安全、平稳地运行。     

重载铁路加强型钢轨接头研究

应用三维制图软件PTC Creo和有限元分析软件ANSYS Workbench研究和设计30t轴重重载铁路的加强型钢轨接头,并对加强型钢轨接头、全断面钢轨接头和非接头处钢轨(75kg·m-1钢轨)进行静载有限元仿真分析和室内试验。结果表明:全断面钢轨接头和加强型钢轨接头的钢轨挠度以及夹板挠度与荷载基本呈线性关系;全断面钢轨接头的钢轨挠度最大,为加强型钢轨接头钢轨挠度的1.36倍,且全断面接头的钢轨挠度与非接头处钢轨的挠度比值在0.94~1.38之间,而加强型钢轨接头的钢轨挠度与非接头处钢轨挠度的比值在0.94~1.01之间,即加强型钢轨接头的抗弯刚度与非接头处钢轨相当,验证了加强型钢轨接头的抗弯性能优于全断面钢轨接头,且满足设计要求。     

通霍铁路钢轨廓形打磨效果分析

随着重载铁路高速发展,钢轨磨耗快、疲劳伤损增加等问题严重困扰铁路工务部门。为解决通霍铁路钢轨磨耗、伤损发展、焊缝低塌等问题,针对通霍铁路货车、客车、机车车轮踏面及钢轨廓形情况,设计适合通霍铁路的钢轨廓形,根据个性化设计的钢轨廓形对通霍铁路廓形进行修正,有针对性地解决钢轨疲劳伤损及焊缝低塌等问题,并基于CONTACT数值计算程序对打磨前后轮轨接触情况进行分析。结果表明,通过廓形打磨可改善轮轨接触关系,降低钢轨磨耗速率,有效控制钢轨病害的产生和发展,延长钢轨使用寿命,降低维护成本。     

沈阳铁路局科学技术研究所

移动式焊接接头轨面硬化技术及设备 主要完成单位：沈阳铁路局科学技术研究所 钢轨焊接接头性能及质量的优劣直接关系到铁路运输的效率和安全。全长淬火钢轨在经现场焊接（移动式闪光焊、气压焊）后，钢轨焊接接头部位原有的硬化层消失．原有的强度和韧性降低．焊缝和热影响区原有的硬度指标也有较大程度的减少，形成硬度低落区。焊头轨面硬度下降会造成钢轨低接头，轨顶低陷日趋严重，将加大车轮和钢轨间的冲击力，从而缩短了钢轨的使用寿命。     

整治钢轨接头病害的有效机具—钢轨低接头平轨机

本文叙述了钢轨低接头平轨机的研制和应用。介绍了该机的主要技术参数，工作原理和结构特点，以及使用效果。结果表明，该机对整治钢轨接头病害，提高线路质量的效果是显著的。     

有砟客运专线钢轨周期性不平顺整治技术研究

某有砟客运专线开通一段时间后出现周期性钢轨低塌不平顺、线路高低和轨枕空吊等现象,导致轨道质量指数(TQI)增大,人工维修成本大幅上升。轨面低塌位置分布在距焊缝大里程方向2.2～2.8 m,光带加宽6～10 mm,低塌和正常位置钢轨廓形存在明显差异。建立实参数车辆-轨道耦合系统动力学模型,结合TQI变化和线路调查数据,分析线路高低产生的形成机理。综合考虑问题特征、形成机理及不同类型打磨作业特点,创新性采用小机打磨、快速打磨和传统打磨多种作业相结合的打磨整治方案。打磨后周期性钢轨低塌不平顺和廓形差异基本消除,光带宽度均匀、位置居中,钢轨打磨质量指数(GQI)显著提升,轮轨垂向力和车体垂向振动加速度大幅降低、周期性消除;同时TQI保持稳定,人工维修成本大幅降低。该客运专线钢轨周期性不平顺问题得到的综合整治经验,为有砟客运专线同类问题的准确定位和有效解决提供参考思路。     

如何消除钢轨低接头病害

本文总结了预防和整治相结合消除钢轨低接头病害的经验和体会。     

钢轨接头病害的成因分析和整治措施

钢轨接头是钢轨的薄弱环节,是工务部门日常维修的重点,接头的养护维修工作量占到轨道维修工作量的60%～70%。钢轨接头病害的发生,最根本的原因在于轨道接头存在轨道结构上的不连续和轨面的不平顺,这就导致轮轨之间产生较大的附加动力的作用。轨道结构的不连续性是钢轨接头的轨缝与钢轨整体相比,夹板的强度、刚度的不足所造成的钢轨接头结构上的薄弱,破坏了轨条在纵向的连续性。钢轨接头结构上的不平顺性主要表现在接头轨缝。车轮压低钢轨的送轮端时,钢轨的迎轮端有抬高趋势,形成台阶。荷载作用下钢轨接头处的扰曲不是连续曲线,而是折线。轨…     

钢轨接头强度的有限元分析

提出钢轨接头强度计算的有限元方法.该方法采用的计算模型将钢轨接头看作半无限长连续弹性点支承梁用弹性铰连接的结构.给出了钢轨接头强度计算的方法和算例.此外,根据算例还给出了柔度系数及轨道参数对钢轨接头强度的影响.     

钢轨减振接头夹板是解决线路钢轨接头病害的有效产品

钢轨接头是钢轨的薄弱环节,是工务部门日常维修的重点。为有效改善轨道的运营条件,满足铁路提速、重载的要求,许多工务段在铺设钢轨和换轨大修时,普遍使用邢台天力铁路器材有限公司研制开发的钢轨减振接头夹板,以减轻短轨线路车轮对钢轨接头的冲击,控制钢轨接头病害的产生和发展。1钢轨减振接头夹板的结构及减振作用原理1.1结构钢轨接头夹板是将每根钢轨联结在一起的接头联接件,它不直接受到轮载的压力。而钢轨减振接头夹板不但起到钢轨的联结作用,而且另一个更大的作用是在钢轨联接处轨头区域外侧直接接受车轮的压力,与钢轨同时接受轮载力…     

钢轨接头强度的有限元分析

提出钢轨接头强度计算的有限元方法．该方法采用的计算模型将钢轨接头看作半无限长连续弹性点支承梁用弹性铰连接的结构．给出了钢轨接头强度计算的方法和算例．此外，根据算例还给出了柔度系数及轨道参数对钢轨接头强度的影响．