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.     

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。     

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。     

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.     

新型钢轨固定式闪光焊接头焊后热处理设备及监控系统

新型钢轨固定式闪光焊接头焊后热处理设备及配套的监控系统采用了对开式分体加热线圈、激光测距焊缝自动对中技术、自动控制温度偏差技术、质量监控系统等设计,实现了钢轨焊接接头焊后热处理过程的全自动化操作和工艺数据的监控、显示、存储和查询功能,解决了现有焊后热处理设备自动化程度低、钢轨容易磕碰加热线圈、温度测量偏差大、焊后热处理工艺参数不易追溯等问题。新型焊后热处理设备及监控系统的改进为提高焊接接头的质量提供了保障。     

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。     

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。     

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。     

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。     

工艺参数对ST52-3钢焊接接头疲劳强度的影响

随着列车速度的提高,承受动负荷的转向架焊接构架抗疲劳性能越来越受到人们的重视。疲劳是焊接接头在低应力下过早破坏的主要原因。本文针对高速客车转向架焊接构架制造用ST52-3低合金结构钢,试验研究了焊接工艺参数、保护气体比例、焊后消应力热处理和焊道TIG重熔工艺对焊接接头疲劳强度的影响规律,为合理制定焊接工艺提供理论依据。     

GE柴油机曲轴平衡块焊接工艺分析与研究

GE机车柴油机曲轴平衡块采用焊接方式连接。通过对GE曲轴平衡块解剖试验分析表明:GE曲轴平衡块焊接接头形式为K型对接接头;焊缝未采用全焊透形式;采用强度等级低于母材的焊接材料;采用多层多道焊和先焊中间焊缝再焊端部焊缝等焊接工艺;焊后的热处理工艺为正火处理。根据解剖试验分析结果和焊接工艺分析,进行了焊接试验,试验结果表明,42CrMo与20~#异种钢焊接接头力学性能不低于母材(20~#钢)指标,焊接质量可达到预期要求,为引进、消化、吸收GE柴油机曲轴的制造技术打下了基础。     

铝锂合金激光焊接时采用添加材料的效果

本文研究了B-1461和B-1469铝锂合金用激光焊方法完成焊接接头的组织形成特点和性能。业已证明,使用经稀土金属合金化的Al-Cu系添加材料,可以改善焊缝的成型,降低沿晶界形成气孔型缺陷的概率,提高焊接接头的机械性能。对焊接接头进行完全热处理可以保证提高它们的强度性能至基体金属强度的0.9。     

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。     

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。     

对欧洲和我国钢轨闪光焊标准中主要指标的分析与研究(上)

在介绍国内外钢轨闪光焊现状的基础上,从宏观形貌、微观组织和力学方面比较钢轨焊态接头和正火热处理接头性能。从焊态接头静弯试验、宏观、微观3个方面,介绍EN 14587 (所有部分)《铁路应用轨道钢轨的闪光对接焊》对接头的检验要求。从正火热处理接头落锤试验、宏观、微观3个方面,介绍TB/T 1632.2—2014《钢轨焊接第2部分:闪光焊接》对接头的检验要求。通过对2项标准的分析对比认为,欧洲标准中的静弯试验检验方法和指标制定得较为合理,但试验时需要设定温度范围,才能保证试验结果可靠;我国标准中的落锤试验检验结果与试件温度关系密切,试验时达到上限温度,试验结果更容易通过;我国标准中的静弯指标偏低,应适当调整;欧洲标准要求R350HT焊接接头不允许存在马氏体,实际很难避免,建议通过限制马氏体数量来控制接头质量;我国标准中的微观组织检验方法和指标建立在热处理接头条件下,出现马氏体的概率很低,制定得较为合理。     

对欧洲和我国钢轨闪光焊标准中主要指标的分析与研究(下)

在介绍国内外钢轨闪光焊现状的基础上,从宏观形貌、微观组织和力学方面比较钢轨焊态接头和正火热处理接头性能。从焊态接头静弯试验、宏观、微观3个方面,介绍EN 14587(所有部分)《铁路应用轨道钢轨的闪光对接焊》对接头的检验要求。从正火热处理接头落锤试验、宏观、微观3个方面,介绍TB/T 1632.2—2014《钢轨焊接第2部分:闪光焊接》对接头的检验要求。通过对2项标准的分析对比认为,欧洲标准中的静弯试验检验方法和指标制定得较为合理,但试验时需要设定温度范围,才能保证试验结果可靠;我国标准中的落锤试验检验结果与试件温度关系密切,试验时达到上限温度,试验结果更容易通过;我国标准中的静弯指标偏低,应适当调整;欧洲标准要求R350HT焊接接头不允许存在马氏体,实际很难避免,建议通过限制马氏体数量来控制接头质量;我国标准中的微观组织检验方法和指标建立在热处理接头条件下,出现马氏体的概率很低,制定得较为合理。     

焊趾TIG重熔工艺对改善T型接头疲劳强度的影响

试验研究了焊趾TIG重熔工艺对16MnR钢焊接接头疲劳性能的改善效果,以及TIG重熔后接头的常规力学性能。试验结果表明,焊趾TIG重熔处理明显提高了T型接头的疲劳强度,且对接头的常规力学性能没有产生明显的不利影响。     

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。     

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。     

闪光对焊工艺进行无缝线路合龙锁定焊的研究

论述了进行无缝线路合龙锁定焊作业时,拉伸应力对钢轨闪光对焊过程、焊接接头热处理过程和接头质量可靠性的影响,提出了避开拉伸应力影响的"超拉伸、临时工艺锁定、挑曲线"的无缝线路合龙锁定焊的闪光对焊工艺.