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。     

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.     

智能型移动式钢轨气压焊设备的研究

针对现有钢轨气压焊设备存在自动化程度低,焊头质量不能得到可靠保证的缺点,通过待焊钢轨的焊接热温度与形变抗力、形变量的关系,综合采用了现代先进的电力电子技术、微机控制技术、液压技术与传感技术,研制出了适合于焊轨现场的集机、电、液一体化的智能型移动式钢轨气压焊设备及焊轨工艺。现场应用表明,该套设备及焊轨工艺对于提高钢轨焊接接头的质量,保证行车安全有显著效果。     

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。     

既有线钢轨焊接接头焊后综合处理系统的研制

介绍了既有线钢轨焊接接头焊后热处理、矫直及外形精整综合处理系统的总体结构、主要技术参数和性能特点。现场使用表明,样机采用感应加热、液压四向矫直和固定支点仿形打磨技术,自动化、专业化程度高,满足铁路标准规定的质量要求,提升了既有线维护质量和效率。     

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。     

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。     

钢轨闪光焊接轨头焊缝缺陷分析

通过对钢轨闪光焊接头样品的超声波探伤检查和钢轨接头轨头受拉静弯试验,分析断口微观形貌和疲劳源区能谱、剖面显微组织和剖面形貌及能谱,提出钢轨接头焊缝未焊合缺陷构成疲劳裂纹源、疲劳裂纹扩展产生钢轨接头大面积核伤和钢轨闪光焊接头轨顶面下10～15mm附近容易出现焊缝未焊合缺陷等结论;提出铺设前对新焊接钢轨接头焊缝进行全断面超声波探伤检查、研究开发现场焊接接头热处理中频感应加热方式、优化焊接工艺参数和调整检验规则等建议。     

钢轨闪光焊接头热处理工装和工艺的优化

为了改善钢轨焊接接头的性能,以减小热处理加热时轨头与轨脚温度差为优化目标,通过试验分析了热处理加热感应器的形状、加热温度、频率、功率等对轨头与轨脚温度差的影响,发现合适的感应器形状是优化工艺的基础,并提出了在单频加热条件下合理的感应器形状、最优的加热工艺参数。应用优化后的工装和工艺对接头进行热处理,热处理后焊接接头的热影响区完全覆盖了原焊接热影响区,接头显微组织、晶粒度等力学性能得到了显著改善。     

焊轨基地智能化热处理设备的研发

针对焊轨基地既有热处理设备存在的缺点,如定位精度低,结构稳定性差,电源装置综合性能差等,结合焊轨基地钢轨焊接接头焊后热处理设备的需求和长钢轨制造加工特点,提出智能化热处理设备的研发路线。详细介绍智能化热处理设备的机械结构、感应器、中频电源装置和智能化控制系统。智能化热处理设备投入应用后,能实现智能查找焊缝、调整间距和感应器姿态,实现了自动化操作。     

热处理冷却工艺对U78CrV钢轨焊接质量的影响

为分析U78CrV钢轨闪光焊接接头的缺陷成因,设计4组不同的热处理冷却工艺,对每组工艺接头进行超声波探伤、磁粉探伤、显微组织分析、电镜分析、纵断面硬度测试及软化区宽度检验。结果表明:在接头热处理冷却工艺中,冷却速度过快容易导致出现马氏体组织和裂纹缺陷;喷风使接头全断面温度降至200℃以下后,接头遇水不会产生裂纹缺陷。焊轨基地冬季焊接U78CrV钢轨时,应当特别关注接头热处理后可能接触的环境温度。     

雅万高铁焊轨基地信息管理系统的开发及应用

根据雅加达—万隆高速铁路（简称：雅万高铁）焊轨基地的工艺布局特点,设计并研发了焊轨基地信息管理系统,实现了钢轨焊接接头（简称：接头）的数据采集、生产作业管理、实时监控及成品管理。系统包括数据管理子系统、工位操作子系统、实时监控子系统及发货管理App 4个部分,能够对生产全过程进行监控和管理,对接头质量问题进行数据分析和溯源。该系统的应用对提高雅万高铁焊轨基地的信息化水平和管理水平,保障钢轨焊接质量具有重要作用。     

秦沈客运专线高速重轨焊接性的研究与实践

高速铁路对钢轨化学成份，物理力学性能及型式尺寸偏差提出了高标准要求，同时也对超长无缝线路钢轨焊接接头提出了高质量要求。本文在进行大量钢轨接触焊工艺试验的基础上，研究了攀枝花钢铁公司模铸PD3钢质和鞍山钢铁公司连铸PD3钢质60kg/m高速重轨的焊接性，使之达到了铁道钢轨焊接行业标准技术要求和铁道部颁发的时速200km用轨技术条件要求。在焊轨基地的焊接生产抽检中，接头质量可靠，性能稳定。     

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.     

钢轨焊接厂焊探伤伤损问题消除

基地钢轨焊接,在周期性检验中,多频次的出现探伤有伤现象,严重影响了焊轨生产的质量和进度,为稳定钢轨焊接质量,消除该类缺陷,对缺陷成分进行检验分析,结论是:探伤有伤缺项是钢轨焊接接头存在未焊合现象,设备的当前状态和工艺参数的匹配程度不良可能出现问题。广州工务大修段通过从设备状态、材料成分、工艺参数等方面综合分析原因,得出结论:完善焊机状态,优化工艺参数,可以很好地消除该缺陷;同时,焊接主要设备的状态对生产接头质量至关重要,应该在焊轨生产中密切注意设备状态和工艺参数的匹配性。     

钢轨焊接接头焊后热处理、矫直及外形精整综合系统研究

介绍我国铁路无缝线路钢轨焊接接头热处理、矫直和外形精整现状及存在的问题.通过采用多项先进技术,研发具有自动保压感应正火和喷风欠速淬火的热处理设备、可矫直接头四向弯曲的矫直设备,以及能够自动测量打磨和检测的外形精整设备.阐述3种设备主要功能、技术方案,主要构成、工艺研究与试验及性能特点,在既有线换轨作业过程中,为无缝线路钢轨接头焊后处理提供设备支持,提升既有线维修效率和质量.     

PG4钢轨闪光焊工艺研究

针对铁路局采用LR1200型闪光焊机焊接60 kg/m PG4在线热处理钢轨的需求,开展PG4钢轨焊接工艺调试研究。获得优质接头需满足3个条件,一是焊接过程连续稳定;二是具有足够的加热区及合适的温度梯度;三是获得良好的塑性变形。采用脉动闪光焊工艺与预热闪光焊工艺相结合的模式获得了很好的焊接效果,一次性通过型式检验。     

U68CuCr钢轨焊接参数及热处理工艺调试

针对新研发的U68CuCr钢轨焊接时出现探伤不合格问题,分析发现不合格原因为焊接过程中出现了异常马氏体组织。根据U68CuCr钢轨的成分特性,通过对焊接参数、焊后热处理工艺等的优化,一方面得到合理的预热电压、预热次数、预热短路接触时间等焊接参数,另一方面得到合理的加热速度、冷却速度等焊后热处理参数,有效消除焊后异常组织,为U68CuCr钢轨初次投产焊接提供解决方案。     

无缝钢轨焊接接头全断面铣削系统的研制与验证

无缝钢轨焊接接头的平顺性直接影响高速列车运行安全性与舒适性。现有的500 m长钢轨焊接生产过程中,对焊接接头残余焊筋的初次处理主要由人工手持简易机具对接头进行打磨处理,加工质量不稳定且费时费力。为解决人工打磨质量不可控以及消除干扰探伤的焊筋波等问题,研制了一种智能化的钢轨焊缝全断面铣削加工系统和相应的加工工艺流程,针对钢轨轨颚、轨腰、轨底上表面等处的钢轨焊接接头复杂曲面,通过3D非接触精密测量头对焊缝两侧的钢轨进行测量,采用多段小直线拟合方式来实现对钢轨的仿形加工。生产实践表明,该方法使焊接接头铣削后各部位尺寸满足长钢轨焊接工艺要求。