U75V钢轨移动闪光焊焊后热处理工艺研究

钢轨经闪光焊焊接以后,焊缝区域脆性增大,影响到无缝线路的使用性能和寿命,因而需进行焊后热处理。针对U75V钢轨采用连铸技术后与以往模铸生产时性能的差别,对其接头焊后热处理工艺进行了研究,提出了最佳工艺参数:感应加热温度(880±20)℃,加热时间>120 s,喷风压力0.12～0.15MPa,喷风时间150 s。此时接头全断面平均冲击功23.5 J,接头轨面硬度与母材的比值为0.975,轨底侧晶粒度9级,焊接接头的性能得到了全面的提高。     

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.     

钢轨焊后热处理的研究

钢轨经接触焊焊接以后，焊缝区域脆性增大，全长淬火轨的淬火层消失，将严重影响无缝线路的安全使用性能和使用寿命，为此必须时后热处理，本文对钢轨接触焊焊后热处理，从工艺方案的确定，关键设备的研制，最佳工艺参数的选择和焊接接头热处理后的性能，以及焊后热处理在全国的推广应用情况进行了较为全面的论述，并提出了焊后热处理技术在使用中需要注意的几个问题。     

重载铁路钢轨焊接接头磨耗特征研究

本文对重载线路钢轨焊接接头与母材相对磨耗进行了测量与分析,测量结果分析表明,热处理钢轨焊接接头相对磨耗明显大于热轧钢轨,且钢轨强度越高,磨耗越严重;铝热焊接头磨耗明显大于闪光焊.影响焊接接头不均匀磨耗的主要因素是接头部位的硬度;对接头磨耗与硬度关系的分析表明,钢轨焊接接头(含软化区)平均硬度与母材接近相等时,接头与母材磨耗量也大致相当,此时,接头热处理区(或焊缝及热影响区)硬度约为母材的1.05倍.建议在重载铁路条件下,对于高强度热处理钢轨的焊接应分情况处理:铝热焊应进一步提高焊缝硬度,闪光焊应进一步优化接头热处理工艺.     

热处理钢轨若干问题的探讨

总结和探讨热处理钢轨的化学成分、工艺、性能,以及焊接、铺设等方面存在的问题。分析认为,用于热处理的钢轨应采用中上限的含碳量,较低的锰含量,以及添加少量推迟珠光体转变的元素以提高热处理工艺性能。采用喷风冷却淬火,以提高热处理钢轨性能的稳定性。在大力推广使用性价比高、综合性能好的在线热处理钢轨的同时,应注意进一步提高其硬度。热处理钢轨应进行焊后热处理,以提高无缝线路焊接接头部位的平顺性乃至使用寿命。在重型及以上铁路,半径小于800m或1200m的曲线上应铺设使用全长热处理钢轨。在不具备对钢轨进行打磨的情况下,暂不宜在非重载铁路的直线上成段铺设使用高硬度的热处理钢轨。     

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。     

移动式钢轨闪光焊设备及工艺

介绍了钢轨现场焊接所使用的移动式钢轨闪光焊设备以及典型的焊接工艺,并对当前焊接工艺的焊接热输入、移动闪光焊接头质量影响因素、接头热处理和平直度等问题进行了分析。     

U71MnH钢轨接头焊后热处理硬度和组织不合格原因分析

钢轨闪光焊后需要对接头进行焊后热处理,提高接头韧性。目前,国内焊轨基地焊后热处理均采用固定风压和喷风距离来降温,通过喷风时间控制接头硬度和组织,环境温度、湿度对接头的硬度及组织影响较大。环境温度低、湿度较大时,有可能出现马氏体组织,反之,又可能造成接头硬度不够。通过控制焊后热处理喷风终冷温度,可避免环境温度、湿度等波动对接头性能的影响,保证接头硬度和组织满足标准要求。     

U76NbRE微合金钢轨在小半径曲线上的铺设使用研究

为了考核微合金钢轨在小半经曲线上的使用性能,对60kg/mU76NbRE热轧及热处理钢轨,通过厂内闪光焊和现场气压焊后,于1995年结合线路大修,在京包上行线K466～K470铺设无缝线路试验段。试验结果表明,抗拉强度达到1060MPa及以上的U76NbRE热轧钢轨,在约450m半径曲线的外股上使用可通过总重2.2亿t以上,其使用寿命比U74热轧轨提高近1倍;轨头硬度为38HRC～40HRC的U76NbRE热处理钢轨,其使用寿命比U74热轧轨可提高4倍以上,可望超过一个大修周期(通过总重达到7亿t);经过焊后再淬火的闪光焊接头,使用中未出现接头低陷,而未经过焊后再淬火的气压焊接头,当通过总重4.2亿t时,出现1.3mm～1.5mm的低陷。综合考虑U76NbRE钢轨的焊接、热处理性能以及使用要求,建议其化学成分的质量分数调整为:C0.72%～0.80%,Si0.60%～0.90%,Mn1.00%～1.30%,Nb、RE0.02%～0.05%,P、S≤0.030%。     

22MnB5热成形钢板TIG焊后淬火热处理试验研究

对4 mm厚22MnB5热成形钢板钨极氩弧焊后的微观缺陷件进行焊后淬火热处理试验研究。试验设备采用DL-LPM-Ⅲ激光数控加工机和SP-25AB高频焊机,分别对焊接样件进行焊后淬火热处理,分析不同热处理方法对材料微观组织和力学性能的影响,以选择最优方案。生产中通常采用的直流TIG焊(非熔化极惰性气体钨极保护焊)工艺,在无损检测时样件虽然没有明显宏观缺陷,但焊接过热会导致魏氏组织出现在焊缝金属中,接头严重软化。应用DL-LPM-Ⅲ激光数控加工机,对焊件接头表面进行焊后淬火热处理,虽然接头淬火区域分布均匀的马氏体组织,硬度良好,但激光淬火方式并不能将试件完全淬透,中心未淬火区域1.4～2.6 mm,铁素体和珠光体的混合组织以及魏氏组织仍然存在。应用SP-25AB高频焊机,对焊件表面进行高频感应热处理,淬火后焊件接头各处分布均匀的板条马氏体和下贝氏体组织,可以将试件完全淬透。高频淬火淬硬层深度1.7～2.5 mm,既可提高工件表面硬度和工件整体强度,又可避免对轨道车辆零部件整体加热所带来的不便,提高设备使用效率,节省成本。     

高强度热处理钢轨闪光焊接头断裂原因分析

国内一重载铁路服役过程中高强度热处理钢轨闪光焊接头发生断裂。采用体视显微镜、光学显微镜和扫描电镜对断口宏微观形貌、金相组织等进行检验,分析接头断裂原因。结果表明:接头断裂是在循环载荷作用下的疲劳断裂,接头轨底脚严重氧化的黑色区域是裂纹源区;由于顶锻量过大,焊接流线升角达到71.5°,在车轮的循环载荷作用下,接头轨底脚沿流线逐渐开裂氧化,并以此为疲劳源向轨底中心区缓慢疲劳扩展,最后导致接头瞬间脆性断裂。     

大型铝型材焊丝、焊接工艺及焊接接头组织与性能

概述了车辆用大型铝合金型材配用焊丝、焊接工艺，并以车辆用7005铝型材焊接接头为例详细说明了这类型材焊接接头的组织与性能。     

现场钢轨接触焊作业车的研制

介绍了现场钢轨接触焊作业车的总体设计,并对该车组成设备的选型及设计进行了论述,实际运用考核表明,该车设计合理,满足钢轨现场焊接的要求。     

如何提高电渣压力焊焊接合格率

钢筋电渣压力焊一直存在着接头虚焊、轴线偏移、焊包不均等质量通病。为解决这些质量通病,结合现场实际情况,找出解决这些质量通病的相应措施。     

搅拌摩擦焊——新型列车制造新技术

文章简要介绍了搅拌摩擦焊技术的原理、特点及应用,分析了当前铝合金列车焊接中存在的问题及其造成的影响,并对“ALJOIN,”“EuroStir”以及“GSP”等国际上涉及到铝合金列车制造的重大项目做了介绍和总结。结合中国搅拌摩擦焊中心目前在轨道车辆制造中所具备的技术能力,分析了今后新型高速列车制造中连接技术的发展趋势。     

埋弧自动焊在钢管拱拱肋环焊缝中的应用

研究目的:根据钢管拱折线(弧形)拱肋的结构特点,找出将拱肋节段对接成折线(弧形)时,影响采用埋弧自动焊时焊点位置、速度变化和结构质量平衡的不利因素.并通过运动学分析与计算,提出解决问题的方法.使钢管拱拱肋厂内加工全部实现采用埋弧自动焊工艺.研究结论:根据理论分析,在实际生产过程中,采取确定滚轮合理的支撑位置及适当配置平...     

铁道机车车辆焊接结构焊接成型过程数值分析

针对目前焊接成型过程数值分析状况,文章介绍了焊接成型数值分析理论方法,对焊接温度场分析存在的问题及焊接残余应力和变形的影响因素与产生机理进行详细阐述,分析总结焊接成型数值分析过程存在的难点。针对这些难点,概述近年来新技术方法的应用情况及焊接成型数值分析的软件工具,提出今后的焊接成型数值分析的发展方向。     

牵引-焊接双工况变流器的研制

提出了一种焊轨车用的牵引．焊接双工况变流器，该变流器用一套主电路和控制单元来满足焊轨车的牵引与焊接两种工况需求，可为焊轨车提供走行动力与焊接作业电源，解决了焊接工况下柴油发电机组三相负载不平衡与容量浪费的问题。详细介绍了该变流器的工作原理、主要技术参数、研究与开发过程。     

俄罗斯、日本及北美等国钢轨焊接工艺和设备的分析

文章介绍了俄罗斯、日本和北美等国和地区在轨道焊接方面的焊接工艺、方法和设备。特别详细阐述了几种焊接方法的优、缺点,并作了试验和实际比较。文章指出：就钢轨焊接质量和生产效率而言,闪光焊（接触焊）是最佳的,但就焊接成本而言,它并非是最佳的。因为其设备制造成本昂贵,且钢轨的焊接损耗较大。另外,从经济角度上来考虑,在既有线和新线上进行焊接时也应该采用不同的焊接方法和工艺。文章指出：在新线上采用闪光焊（接触焊）是比较经济和合理的。同时也介绍了世界上一些著名的钢轨焊接设备制造公司及其产品。     

不锈钢管自动非熔化极惰性气体钨极保护焊环焊工艺研究

针对不锈钢轨道客车空调冷凝水排水管与车顶及底架的焊接,以及底架制动管路之间的焊接问题,开发了自动非熔化极惰性气体钨极保护焊(TIG)环焊工艺,解决了焊接密封性问题。探索管-管自动TIG焊工艺在不锈钢轨道车辆管道连接中应用的可行性,开发了管-管对接夹具及机头,研究了不锈钢钢管对接焊接工艺参数选定,以及焊接接头组织特征及性能,为不锈钢轨道客车焊接新工艺的制定提供参考依据。