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。     

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。     

钢轨闪光焊接头重伤原因分析

针对线路出现的一起钢轨闪光焊接头重伤,采用超声波探伤、扫描电镜、金相分析等方法,分析该接头重伤原因。分析结果表明:在距轨头颚部表面约3 mm处焊缝两侧存在多处不规则微裂纹,其产生原因与推凸过程中温度过低,推凸时受到的表层金属阻力过大有关;热影响区轨头外部晶粒明显粗于轨头心部,接头焊后热处理时轨头心部温度未达到(900±20)℃,焊缝晶粒没有得到进一步细化。     

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。     

钢轨闪光焊接头轨底角裂纹分析

通过对钢轨闪光焊接头轨底角裂纹进行宏观、微观分析，发现焊接工艺过程中顶锻不足是导致轨底角裂纹的主要原因。     

槽型钢轨闪光焊接头与铝热焊接头的性能试验研究

通过试验对使用闪光焊接及铝热焊接两种方法焊接槽型钢轨焊接接头的静弯性能、疲劳性能、拉伸性能、硬度、金相显微组织等进行了测试与分析.研究结果表明:在轨头受压条件下闪光焊接头的抗压能力高于铝热焊接头;闪光焊接头在较高疲劳荷载下能经历频率5 Hz,2×106次疲劳试验仍不断裂;闪光焊接头的屈服强度及断后伸长率均高于铝热焊;闪光焊接头硬度比铝热焊更接近母材,闪光焊和铝热焊接头的软化区宽度均≤20 mm;两种焊接方法的焊缝和热影响区的显微组织未见异常,闪光焊接头的晶粒组织要细于铝热焊接头组织.闪光焊接头性能优于铝热焊,建议在城市有轨电车的建设项目中应尽可能使用闪光焊焊接槽型钢轨.     

钢轨闪光焊接头灰斑特性及成因分析

灰斑是钢轨闪光焊接头中常见的缺陷,对钢轨焊接接头质量有直接的影响。本文通过研究挤出瘤中的夹杂物组织及其形态,并在钢轨闪光焊完成预热烧化后终止焊接作业,取样分析,以探究灰斑的形成原因。结果表明:焊接过程中熔融金属与氧发生反应,各种成分通过扩散作用不断聚集,最终在焊缝局部区域形成硅酸盐夹杂物。受焊接工艺影响及夹杂物流动性差异,顶锻阶段少部分夹杂物未被挤出,从而在焊缝内部形成灰斑。     

钢轨闪光焊接头平直度控制技术

研究钢轨闪光焊接头的平直度控制技术,分析焊前检查钢轨、除锈、焊接、矫直、精磨等工位在保证焊接接头平直度方面的作用,对矫直和精磨工位的作业条件、作业方法和平直度控制目标进行说明,提出了采用电子平直尺测量焊接接头平直度的评判准则,为焊轨基地控制钢轨焊接接头平直度提出了系统的解决方案。     

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。     

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。     

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。     

钢轨闪光焊接头常见缺陷成因分析及控制措施探讨

选取重载线路上有缺陷的闪光焊接接头案例,分析缺陷位置及宏观特征与探伤结果的关系。通过金相观察、扫描电镜分析等微观分析手段,阐明灰斑、未焊合、推凸伤损、过烧、过热区裂纹、粗晶组织等常见缺陷的形貌特征及形成机理。提出优化焊接参数、控制焊接过程、保持焊接设备状态良好、加强对焊接缺陷的检测等焊接缺陷预防及控制措施。     

工地固定式500m长钢轨闪光焊接施工技术

为了解决既有线改造等类似工程中,普遍存在的施工现场交通不便长钢轨无法运输,以及长钢轨厂焊无法开展的困境。结合莫桑比克纳卡拉走廊铁路项目,在以往施工工艺的基础上,经过分析比较和现场实践,形成了工地固定式500 m长钢轨闪光焊接施工技术。该施工技术对解决类似工程的轨道焊接难题有很强的适用性和指导意义,通过在纳卡拉走廊铁路,对已经完成的约30个车站的焊接施工比较分析,采用该施工技术能够明显提高焊轨机工效,显著节约施工成本和缩短工期,显现出了良好的综合效益。     

地铁线路钢轨闪光焊接头轨头下颚伤损原因分析

国内某地铁线路在服役2年多后,钢轨的闪光焊接头出现了多起轨头下颚伤损,裂纹从轨头下颚焊筋边缘处发生,并快速发展为严重缺陷,最后导致接头断裂。通过对该受损接头进行外观检验,采用光学显微镜、扫描电镜等设备对裂纹的断口形貌、金相组织等进行检验,找到了下颚伤损的具体原因：该轨头下颚处推瘤后焊缝余高超标,推瘤与母材形成的夹皮未打磨干净,由此形成了明显的尖角,导致应力集中;加上该处在焊后正火过程中脱碳,形成了大量的铁素体组织,导致钢轨疲劳强度降低;列车运行中,在轮轨反复作用力下,轨头下颚推瘤夹皮与母材尖角处形成裂纹源,并逐渐扩展形成疲劳核伤,裂纹进一步扩展后导致接头断裂。     

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。     

钢轨闪光焊接接头断裂分析

文章对钢轨闪光焊接生产过程中矫直时断裂的接头进行了分析,用扫描电镜分析了断口微观形貌,用能谱分析了木纹状断口的成分,用金相方法分析了焊缝显微组织及母材夹杂物的形态和级别,认为钢轨母材中存在的硫化物夹杂对焊接接头强度有较大影响,提出了应重视轨腰夹杂物的建议。     

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。     

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。     

钢轨闪光对接焊机焊接过程监测与焊接质量分析

钢轨闪光对接焊机是一种用闪光焊工艺来焊接钢轨的专门设备,主要由主机、电气控制系统、液压系统、冷却系统和焊接管理系统等部分组成。焊机在焊接程序的控制下按设定的工艺自动焊接钢轨,保证焊接接头符合TB／T1632．1- 2005和TB／T1632．2-2005这两项铁标。