U71Mn与U75V钢轨焊接过热敏感性对比分析

U71Mn钢轨和U75V钢轨在闪光对焊中表现出不同可焊性。为研究2种钢轨的可焊性,结合接头性能检验数据和焊接工艺参数,分析加热程度与各质量性能指标的关系。在不同加热程度下,U71Mn钢轨和U75V钢轨表现出不同焊接过热敏感性。U71Mn钢轨过热敏感性强,加热程度指数越高,落锤性能越差,灰斑越多。U75V钢轨焊接过热敏感性差,加热程度指数越高,落锤性能越强,灰斑越少。通过分析,得出U71Mn钢轨的加热程度指数合理值为不大于30,U75V钢轨的加热程度指数合理值为不小于35。     

钢轨闪光焊灰斑缺陷形成原因及预防方法

在钢轨闪光焊接过程中,母材中的MnS夹杂物从焊接过热区溶于焊缝金属。在焊接末期的连续闪光阶段,出现大的过梁爆破,形成暴露于空气的空洞,使焊缝金属中的Mn和Si在高温下与氧气发生反应,形成硅酸盐夹杂物,构成灰斑缺陷,其中Mn约占40%～50%。对比试验发现,U71Mn钢轨的MnS夹杂物和Mn含量分别是U75V钢轨的2倍和1. 2倍;对U71Mn和U75V钢轨闪光焊接头分别进行静弯和落锤试验,经统计,U71Mn钢轨断口灰斑面积分别是U75V钢轨的4. 5倍和2. 3倍。试验结果表明,钢轨母材中的MnS含量与焊缝金属中灰斑面积成正比。控制母材中的MnS含量可有效降低焊缝断口灰斑面积,从而提高钢轨闪光焊接头强度。     

U71Mn钢轨闪光焊接头暗色灰斑成因及消除方法

针对U71Mn钢轨闪光焊中容易出现暗色灰斑的现象,分析暗色灰斑的成分。从钢材焊接角度,探究暗色灰斑形成原因。U71Mn钢轨的Mn含量较其他类型钢轨高,因而在焊接过程形成锰酸盐的几率高,表现为暗色灰斑。当顶锻前的过热区过宽时,这类锰酸盐的聚集无法在顶锻过程中被挤出,暗色灰斑会残余在焊缝中。为尽可能消除暗色灰斑,开展消除暗色灰斑试验。分析3组不同参数焊接的钢轨接头暗色灰斑情况,为确定闪光焊工艺参数提供参考。     

钢轨固定式闪光焊接头静弯试验及与落锤试验相关性分析

为研究我国钢轨固定式闪光焊接头静弯试验的极限破断载荷及挠度水平,参考欧洲相关标准,分析了128个焊态接头的静弯试验结果;同时进行了160个接头的落锤试验,分析了静弯和落锤试验结果的相关性。试验结果表明:参考欧洲标准,96.9%的接头正压载荷1 600 k N不断,挠度全部20 mm;96.9%的接头反压载荷1 500 k N不断;相同条件下的钢轨焊接接头落锤和静弯试验结果相关性不明显;灰斑是导致接头静弯性能降低的主要原因;顶锻量11.5 mm的接头其静弯性能很好,而落锤性能较差;U71Mn轨出现灰斑的概率远大于U75V轨,但U75V轨的灰斑面积通常更大。     

贝氏体钢轨闪光焊接技术的研究

贝氏体钢轨闪光焊的焊接性与材质中Mn和Si含量成反比,降低Mn和Si含量有利于改善钢轨的焊接性,提高焊缝韧性和接头落锤强度。贝氏体钢轨焊缝及热影响区出现的主要缺陷为过热区带状成分偏析、过热区奥氏体晶界成分偏析和焊缝夹杂物(灰斑)缺陷,并与Mn含量密切相关,这些缺陷对接头韧性会产生较大的负面影响。但贝氏体钢轨总体力学性能与珠光体钢轨相当,其中接头拉伸强度、硬度和疲劳强度高于珠光体钢轨。贝氏体钢轨焊接热影响区空冷处理后出现马氏体组织是造成焊缝和过热区存在较高残余应力的主要原因,该残余应力降低了接头的滚动接触疲劳强度,使得部分接头容易出现焊缝水平裂纹。对接头进行500℃,3～5 min的回火热处理可以降低残余应力。现场应用表明,完善回火工艺可大幅度降低焊缝水平裂纹的出现。     

闪光焊焊接过程热效率与接头落锤试验性能研究

为降低脉动闪光焊接过程中的能量消耗,减少母材损失,本文以U71MnG钢轨为研究材料,在对照组参数的基础上通过正交试验、极差分析和参数微调设计了试验组参数.采用UN-200脉动闪光焊机对钢轨焊接过程中的热效率和接头落锤试验性能进行研究.结果表明:焊接过程热效率与钢轨损耗量成显著负相关关系,热效率依次是中期≥前期>末期;试...     

钢轨固定式闪光焊接头力学性能分析

钢轨固定式闪光焊接头是我国无缝线路接头的主要形式。本文通过系统的取样试验,分析了U71Mn和U75V热轧和热处理钢轨焊接接头不同部位和全断面不同位置的冲击、拉伸和硬度性能。试验结果表明:钢轨固定式闪光焊接头的冲击功平均值是离散分布的,轨头冲击功明显大于轨底,轨腰最小;相同牌号和交货状态的钢轨,接头全断面不同位置的抗拉强度相差不大;同牌号钢轨,热处理接头轨腰部位伸长率明显小于热轧钢轨;热轧钢轨焊接接头硬度一般大于钢轨母材硬度,热处理钢轨则相反。     

YHG-1200TH闪光焊机在兰新高铁钢轨焊接中的应用研究

兰新铁路第二双线新疆段LXTJ6标负责铺设长钢轨约650单线km,无缝线路采用60 kg/m、U71Mn(G)钢轨。为了保证钢轨焊接接头的质量,提高焊接效率,兰新铁路长钢轨接头焊接采用YHG-1200TH型移动式闪光焊机进行施焊。介绍该焊机的性能、焊接工艺参数选定方法和钢轨闪光焊焊接接头的型式检验方法,通过试验和实践验证所选工艺参数的合理性。     

GAAS80焊机和U71Mn钢轨的焊接工艺试验

根据U71Mn钢轨的材质特点,使用GAAS80焊机进行U71Mn钢轨的焊接工艺试验。对于连续闪光焊工艺、8次和11次预热闪光焊工艺,通过优化主要工艺参数,取得到较好的试验效果,针对试验中出现的异常断口进行SEM和EDX分析,总结适应GAAS80焊机焊接U71Mn钢轨工艺要点。     

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.     

钢轨铝热焊接头断裂失效分析研究

针对U71Mn钢轨铝热焊接头发生的横向断裂,对铝热焊接头的外观、断裂位置及断口宏观形貌进行检查,以确定铝热焊接头断裂起源和断裂特征;对其进行扫描电镜观察,以检验断口的微观形貌特征;对其进行金相检验,以确定裂纹源附近的组织形态。根据检验结果分析铝热焊接头伤损的状态、特点及原因。分析表明,U71Mn钢轨铝热焊接头焊缝在高温状态下,受焊接热应力及钢轨纵向拉应力的作用,沿疏松处形成横向热裂纹缺陷,最终造成焊接接头的横向断裂。     

钢轨闪光焊推凸缺陷的形成及预防对策

钢轨闪光焊接接头轨底过热区出现推凸裂纹的原因是钢轨带状偏析较为严重或不当的焊接工艺。通过对裂纹宏观和微观特征、焊接接头带状组织流向变化、裂纹表面MnS夹杂物偏析的分析,得出推凸裂纹形成机理,并查明该类缺陷造成落锤断裂原因。在此基础上,提出应通过优化钢轨母材质量及焊接工艺等方法,消除该类缺陷。     

非标准条件下钢轨闪光焊接头落锤检验方法

落锤检验作为一种简单有效的综合性检验手段,被广泛应用于国内钢轨焊接接头的质量评估。以往涉及落锤检验的研究都是基于标准锤头质量,没有针对非标准锤头质量条件下的研究。为扩大落锤检验适用范围,本文针对非标准锤头质量分析了落锤检验中钢轨接头的受力情况,根据轨底最大冲击应力相等及能量等效原理,提出非标准锤头质量条件下落锤高度的计算思路,为非标准条件下钢轨闪光焊接头的落锤检验提供必要的理论依据。     

钢轨焊接生产过程中马氏体组织的产生与预防控制

以太原铁路局湖东钢轨焊接整修基地U75V钢轨焊接生产过程为基础,对比分析了马氏体、珠光体组织的性能与区别,以及U75V钢轨母材与钢轨焊缝中马氏体组织的出现对钢轨性能的影响,通过分析U75V钢轨焊接过程中影响钢轨母材与接头组织中马氏体的产生方式和诱导其转变的因素,相应地制定了有效的控制措施,为长钢轨的焊接生产质量控制提供了保障。     

GAAS80/580焊机工艺参数设置对U71Mn钢轨焊接质量的影响

为了确定GAAS80/580焊机的各个参数在U71Mn钢轨焊接工艺中所起的作用和每个参数对焊接质量的影响程度,采用GAAS80/580焊机进行大量焊接试验,研究预热电压、预热次数、末期烧化速度、末期烧化电压、末期烧化电流限值等多个参数与灰斑面积、落锤性能之间的关系。研究结果表明,各个参数对灰斑面积、落锤性能的影响程度不同,相比较而言,预热次数、末期烧化速度、加热程度指数对焊接质量的影响较大。     

钢轨闪光焊接头过热区缺陷的形成机理及预防方法

对钢轨闪光焊接头轨底过热区出现的微裂纹缺陷的形成和扩展机理进行了分析,并结合相关疲劳试验及断口扫描,证明裂纹缺陷与钢轨母材带状组织中的Mn S夹杂物有关。Mn S夹杂物沿着带状组织纵向层状分布,弱化带状组织垂直方向的强度。焊接加热使得其强度进一步下降。焊接末期的顶锻和推凸使得带状组织沿垂直方向承受较强的剪切应力,当剪切应力值超过带状组织垂直方向的强度时就会出现微小裂纹。存在这类裂纹的落锤断口特征是在裂纹源区宏观断口可观察到微小裂纹及空洞。控制该缺陷产生的方法是减小母材成分偏析和提高推凸时的接头温度。     

钢轨焊接中落锤试验的探讨

分析落锤试验的受力、落锤试验在钢轨焊接中的意义及其在国内外的应用状况,提出减少试验接头数量的建议。     

采用通用焊接工艺参数焊接不同钢种钢轨的试验研究

选用3种不同钢种、不同强度级别的钢轨,提出焊接和试验方案;通过落锤试验和断口分析,研究焊接接头的综合性能和缺陷,分析采用通用焊接工艺参数焊接不同钢种钢轨可行性及其工艺特点。采用通用焊接工艺参数焊接不同钢种、不同强度级别的钢轨时,建议按照《不同钢种钢轨焊接暂行技术要求》执行。     

研发曲线侧磨钢轨铝热焊接新型工艺

<正>杭甬高铁线路使用U71M钢轨其强度等级为880MPa,轨顶面硬度260～300 HB,有较好的韧、塑性,焊接性优良。U71Mn钢轨为高速铁路用钢轨,铺设线路时采用长轨条闪光焊接方法,道岔采用现场铝热焊接技术。开通6年来,部分道岔基本轨、尖轨出现疲劳伤损达到维修周期。道岔维修一般采用更换伤损钢轨的方案,利用现场铝热焊接技术。但是无砟轨道施工难度大,质量要求高,更换曲线(曲尖轨及导轨)标准钢轨与磨耗轨焊接尤为困     

钢轨焊接顶锻变形模拟研究

顶锻是决定钢轨闪光焊及气压焊接头质量的关键工序,文章采用Gleeble热模拟试验技术,研究U71Mn钢轨加压顶锻行为,为高速铁路焊轨工程质量控制提供数据。研究表明:钢轨焊接所需顶锻力随顶锻量、顶锻速度的增加而增大,随焊口温度的降低而升高。匹配好顶锻力、顶锻速度、顶锻量等参数,促使焊口金属充分进行交互结晶和形变再结晶,可获得优质的焊接接头。通过观察焊瘤是否具有均匀分布的毛刺特征,可以初步判断顶锻参数的匹配效果。