现代有轨电车槽型轨铝热焊接技术与应用

沈阳市浑南新区现代有轨电车项目是我国首次大规模建设的现代有轨电车轨道交通线网,线路轨道采用槽型钢轨铺设焊接,由于钢轨轨头存在凹槽,与常用钢轨差别较大,目前没有成熟应用的槽型钢轨焊接方法。依据钢轨铝热焊接技术原理,设计了一个与凹槽相吻合的砂块,将该砂块填充在槽型钢轨的凹槽内,解决了采用铝热焊接方法焊接槽型钢轨的难题。通过试验测试59R2槽型钢轨铝热焊接头静弯强度,疲劳性能,硬度,金相组织等指标,所有项目均能满足技术要求。槽型钢轨铝热焊接技术应用于沈阳现代有轨电车轨道焊接,施工速度快,焊接接头质量可靠。     

钢轨保压推凸气压焊焊接工艺的应用

应用“钢轨保压推凸气压焊”焊接工艺，采用钢轨保压推凸型气压焊机对钢轨进行焊接除瘤作业中．通过保持夹持钢轨的夹持力恒定，进行焊瘤推除，可进一步提高焊接钢轨的成形质量及焊接强度。现对保压推凸气压焊的工艺特点及气压焊机的主要特点及其应用作一简介。     

苏州现代有轨电车槽型钢轨移动闪光焊接质量控制

槽型轨的标准长度为25 m,在铺设过程中需要将其焊接成无缝线路。槽型轨在铺设过程中的焊接方法是线路铺设中的一项关键技术,要求在保证焊接质量的同时,比较方便快捷地施工,不能影响施工进度。本文从移动槽型轨闪光焊机的原理、工艺试验、现场施工组织和质量控制难点等方面系统地分析采用移动闪光焊方法焊接的槽型钢轨的使用情况,为现代有轨电车无缝线路的铺设及焊接提供参考。     

基于LR1200焊机平台的多轨型推瘤装置研制

基于LR1200钢轨闪光焊机平台研制适用于75 kg/m、50 kg/m、UIC54、UIC60等型号钢轨的推瘤装置,进一步拓展LR1200钢轨闪光焊机的通用性。以75 kg/m钢轨推瘤装置的研制为例,详细论述了多轨型推瘤装置的设计要求及过程。     

K922焊机电气控制系统分析

无缝线路施工中钢轨焊接质量对保证行车安全和延长钢轨使用寿命具有十分重要的意义.焊轨车采用了乌克兰生产的具有国际领先水平的K922型接触闪光焊机,介绍了K922型接触闪光焊机的电气控制系统,使焊轨车上焊机操作员对焊机的操控有进一步的了解,提高了焊轨车的焊接作业质量.     

无缝线路槽型轨电弧焊方法研究及应用

简述钢轨焊接的基本方法，介绍了窄间隙强迫成型电弧焊方法焊接槽型轨的研究和试验过程，该方法已应用于城市轻轨无缝线 建设中的槽型轨的焊接。     

槽型轨及其焊接技术在城市轨道交通中的应用

城市轨道交通有轨电车轨道采用槽型轨铺设于路面,对路面的影响小,行驶汽车不受影响,为最佳的可选方案。为此研发的移动式槽型轨闪光焊机,可在线路上连续焊接槽型轨,实现一次性铺设无缝线路。文章简要介绍移动式槽型轨闪光焊机的研制及其应用。     

槽型轨及其焊接技术在城市轨道交通中的应用简

城市轨道交通有轨电车轨道采用槽型轨铺设于路面,对路面的影响小,行驶汽车不受影响,为最佳的可选方案。为此研发的移动式槽型轨闪光焊机,可在线路上连续焊接槽型轨,实现一次性铺设无缝线路。文章简要介绍移动式槽型轨闪光焊机的研制及其应用。     

槽型钢轨移动式闪光焊接工艺与施工组织研究

现代有轨电车轨道采用60R2槽型钢轨,该钢轨属于特殊断面重轨,60R2槽型钢轨焊接一直是现代有轨电车无缝线路施工的技术难点。本文通过对60R2槽型钢轨闪光焊接原理分析,焊接工艺调试并结合闪光焊接接头各项力学性能检验,最终确定了适合60R2槽型钢轨闪光焊接的施工工艺;同时结合现场施工组织,总结了相应的现场移动闪光焊接工艺特点、施工组织流程及各工序质量控制关键。经检测,槽型钢轨移动式闪光焊接接头达到了焊接标准的各项要求,焊接质量良好。     

100m定尺钢轨闪光焊方案分析

客运专线钢轨焊接采用基地焊(或厂焊),钢轨矫直、对中、精磨等手段齐全,可以有效保证焊接接头质量。25~100 m定尺轨在线上直接采用移动式闪光焊与基地固定式闪光焊比较,质量有一定差距。线上长轨条焊接可采用铝热焊、气压焊或移动式闪光焊(焊机带保压推凸功能)。100 m定尺钢轨焊接生产线应采用U形串列式布局,降低生产线长度,将生产线总长度缩短到1 000 m以内。     

重载铁路钢轨闪光焊接头轨底下表面伤损原因分析

针对焊轨基地出现75 kg/m U78CrV热处理钢轨闪光焊接头轨底下表面伤损较多的现象，通过排除法，设计焊轨作业工序排查流程，对不同工序作业前后的焊缝进行探伤，分析伤损出现的具体作业工序，确定伤损在焊接工序作业后产生。进一步分析焊机设备状态和焊接工艺参数，得出造成这些表面伤损的主要因素是推凸刀的形状和推凸余量。针对这些因素优化改进，可以明显降低75 kg/m U78CrV热处理钢轨轨底下表面伤损率。     

槽型轨公铁两用焊轨车的研发

城市有轨电车线路施工具有路轨共线、工作面零散、工况多样化等特点,适合采用机动性更强的公铁两用焊轨车进行焊接施工。在既有槽型轨闪光焊接技术的基础上,通过对焊机和卡车底盘的设计和改造,研制出新型槽型轨公铁两用焊轨车。该车能满足公路和轨道行驶的技术要求,也能满足钢轨焊接标准的质量要求,在城市有轨电车线路的焊接施工中具有良好的应用前景。     

槽型轨与车轮接触几何关系初步研究

研究了槽型轨的结构特点,提出了槽型轨与车轮接触几何关系的计算方法,得到了轮轨接触几何参数;并将槽型轨和普通钢轨的接触几何关系进行了比较,结果表明,槽型轨能够有效避免机车车辆脱轨。     

槽型轨闪光焊接头落锤检验方法研究及应用

槽型轨闪光焊接头落锤检验的指标可以采用与普通钢轨闪光焊接头落锤检验相同最大动应力来进行计算,60R2轨的计算结果为2.7 m。由于断口检验的不确定因素较大,建议取消该项检验,同时将落锤高度提高到3.1 m,用以提高抗断指标,弥补无断口检验的不足。对60R2槽型轨闪光焊进行实际焊接及检验结果表明,可操作性较强。     

槽形轨井字形组合道岔的设计

应三亚市有轨电车线路所需研制了槽形轨井字形组合道岔。根据线路设置与行车条件,确定了槽形轨井字形组合道岔的平面布置形式。首先采用有限元方法对比73C1钢轨和105C1钢轨的受力和横向位移进行钢轨选型;然后将既有辙叉结构形式优化为钢轨焊接式辙叉;最后选取仿形断面钢轨,采用熔化极活性气体保护焊工艺焊接后进行了钢轨静弯强度试验。结果表明：无论是受力,还是横向位移,105C1钢轨均优于73C1钢轨,且105C1钢轨重心稳定,开槽位置较自由,焊接性能更好;与既有辙叉相比,采用钢轨焊接式辙叉,焊接接头数量减少1/2,降低了加工成本和开裂风险;采用熔化极活性气体保护焊工艺焊接后钢轨轨头和轨底的静弯强度满足规范要求,且焊接单个接头用时短。槽形轨井字形组合道岔已于2019年在三亚有轨电车示范线上应用,上道4年来线路运营状态良好。     

钢轨移动闪光焊感应热处理装置及工艺研究

采用中频IGBT电源,结合钢轨特殊断面热处理要求,设计可开合式双匝单股仿型感应线圈对现场移动闪光焊焊接接头进行热处理,感应加热线圈采用水冷,各附件温升合理。本套感应加热装置体积小,结构紧凑,可装置于四轴移动闪光焊机机头,装配出移动闪光焊机与焊后热处理一体机。本一体机可实现钢轨一次夹持完成焊接、焊后热处理两道工序,不仅有效减少现行设备体积,提高钢轨焊接工作效率,而且可实现钢轨全断面均匀加热,轨头和轨脚温差小于50℃。对焊后热处理接头进行试验结果表明,经该套中频感应正火处理装置热处理后的焊缝硬度和金相显微组织与母材匹配良好,有效细化钢轨焊接接头金相显微组织,提高了钢轨焊接接头的冲击吸收功。经热处理后的焊接接头力学性能指标符合标准要求。     

普通轨与槽型轨对现代有轨电车小半径曲线通过能力的影响

为研究不同类型钢轨上有轨电车的小半径曲线通过能力,基于多体动力学理论,建立了四模块低地板现代有轨电车仿真模型。在模型中考虑CHN60钢轨与60R2槽型轨的影响,并依据规范设置了3条小半径曲线线路,最后以车辆脱轨系数和轮重减载率为评价指标,对有轨电车小半径曲线通过能力进行评价分析。结果表明:两种钢轨上的有轨电车非线性临界速度均能满足车辆运行要求,且运行在CHN60轨上的车辆具有更好的非线性运动稳定性;在小半径曲线线路上运行时,60R2槽型轨上的车辆具有更好的稳定性,且槽型轨断面具有一定的护轨功能,因而在有轨电车钢轨选型上,建议使用槽型钢轨。     

CHN60轨与59R2槽型轨对现代有轨电车轮轨匹配性能的影响分析

为研究CHN60钢轨型面、59R2钢轨型面与现代有轨电车不同磨耗车轮型面的匹配性能,对国内一现代有轨电车车轮型面进行现场测量,将运行不同里程后磨耗车轮型面分别与CHN60钢轨型面、59R2槽型轨型面在对中位置进行型面匹配,建立轮轨弹塑性接触有限元模型,对有轨电车轮轨接触的Mises应力、接触状态进行了研究。研究结果表明:新车轮与CHN60钢轨、59R2槽型轨匹配的最大等效应力相差不大;随着运行里程的增加,磨耗车轮与CHN60钢轨、59R2槽型轨匹配的最大等效应力先增加后减少;有轨电车磨耗车轮与59R2槽型轨匹配的接触斑面积大,最大等效应力小,且形状更接近于椭圆形,轮轨匹配性能较好。     

钢轨固定闪光焊接头轨底缺陷分析

对钢轨固定闪光焊接头轨底缺陷进行分析,发现造成静弯样品断裂的主要原因是轨底热影响区微裂纹及空洞。通过金相及微观成分分析,发现微裂纹存在明显的沿晶断裂特征,说明微裂纹为焊接过程中产生的高温裂纹。缺陷区域存在硫化锰夹杂物,其取向垂直于钢轨轧制方向,说明缺陷处微裂纹与钢轨母材的硫化锰夹杂物有关,顶锻使得近焊缝区的夹杂物取向发生改变,硫化锰夹杂物割裂晶体的连续性,造成钢轨强度下降。同时由于固定焊机顶锻完成到推凸时间间隔较长,造成推凸时近焊缝区温度降低,钢轨塑性变差,从而形成微裂纹及空洞。     

嵌入式轨道钢轨焊接不平顺安全限值研究

为调查嵌入式轨道的槽型轨焊接不平顺的安全控制限值及焊接不平顺现代对有轨电车及嵌入式轨道动力作用的影响,建立现代有轨电车/嵌入式轨道耦合动力学模型。计算模型中,现代有轨电车简化为多刚体动力系统,嵌入式槽型轨被视为连续弹性支承基础上的Timoshenko梁,整体道床用三维实体有限元单元模拟,钢轨填充材料用三维粘弹性弹簧-阻尼单元模拟,嵌入式道床板底部的致密混凝土底座及路基简化为等效的弹簧-阻尼单元。基于动力学仿真计算,以GB5599-1985规定的车辆动力学性能指标为评定准则,对槽型轨焊接不平顺的安全限值进行详细分析。计算结果表明,对于短波波长小于0.2 m的焊接不平顺,1 m范围内槽型轨轨顶面容差的建议控制限值为0.2 mm;对于短波波长大于0.2 m的焊接不平顺,1 m范围内槽型轨轨顶面容差的建议控制限值为0.3 mm。