现代有轨电车槽型轨铝热焊接技术与应用

沈阳市浑南新区现代有轨电车项目是我国首次大规模建设的现代有轨电车轨道交通线网,线路轨道采用槽型钢轨铺设焊接,由于钢轨轨头存在凹槽,与常用钢轨差别较大,目前没有成熟应用的槽型钢轨焊接方法。依据钢轨铝热焊接技术原理,设计了一个与凹槽相吻合的砂块,将该砂块填充在槽型钢轨的凹槽内,解决了采用铝热焊接方法焊接槽型钢轨的难题。通过试验测试59R2槽型钢轨铝热焊接头静弯强度,疲劳性能,硬度,金相组织等指标,所有项目均能满足技术要求。槽型钢轨铝热焊接技术应用于沈阳现代有轨电车轨道焊接,施工速度快,焊接接头质量可靠。     

有轨电车用60R2钢轨6号合金钢拼装辙叉的研制

有轨电车道岔的辙叉普遍采用整体焊接式合金钢辙叉,制造难度大,生产效率低;为此开发了一种新型有轨电车用60R2钢轨6号合金钢拼装辙叉,能够有效降低制造难度和提升生产效率,并能实现与整体焊接式合金钢辙叉的互换。介绍了该拼装辙叉的结构设计,阐述了合金钢心轨、焊接翼轨、叉心组件等部件的结构,分析了拼装辙叉螺栓强度抵抗钢轨温度力的能力;并针对该拼装辙叉的结构特点,开发了NM400翼轨大矢度弯折、60R2钢轨与NM400翼轨焊接等新的制造工艺技术。     

现代有轨电车59R2槽型钢轨6号单开道岔设计

道岔是线路的关键设备。有轨电车线路使用槽型钢轨,槽型轨道岔与普通道岔不同,槽型轨道岔就成了有轨电车项目中线路工程的关键。为了满足沈阳浑南新区现代有轨一期工程需求,在分析部分国内外有轨电车槽型轨道岔的基础上,根据国内现有钢轨的品种范围,进行现代有轨电车用59R2槽型钢轨6号单开道岔设计,选定拼装式转辙器、整体型高锰钢辙叉的典型结构,并进行厂内试制和试铺。该道岔已经投入使用,效果良好,并提出进一步的优化和改进措施。     

槽型轨公铁两用焊轨车的研发

城市有轨电车线路施工具有路轨共线、工作面零散、工况多样化等特点,适合采用机动性更强的公铁两用焊轨车进行焊接施工。在既有槽型轨闪光焊接技术的基础上,通过对焊机和卡车底盘的设计和改造,研制出新型槽型轨公铁两用焊轨车。该车能满足公路和轨道行驶的技术要求,也能满足钢轨焊接标准的质量要求,在城市有轨电车线路的焊接施工中具有良好的应用前景。     

无缝道岔侧股焊接形式的选择与分析

以 6 0 kg/m 12号可动心轨和固定辙叉提速道岔为例 ,分析无缝道岔侧股全焊接、不焊接以及仅道岔区内侧股焊接 3种方式对钢轨受力和变形的影响     

辙叉与钢轨间采用奥氏体钢过渡的闪光焊工艺和设备

道岔相关技术是高速铁路关键技术之一。为提高铁路辙叉的使用寿命,采取了将辙叉和与之连接的钢轨焊连在一起的形式,取代了接头原有的螺栓连接。乌克兰国家科学院巴顿电焊研究所开展了相关研究,研发出了辙叉与钢轨焊接的连续闪光对焊设备,同时,开发了高锰钢辙叉心与普通钢轨之间插入奥氏体钢过渡段的脉动闪光焊接工艺,焊接接头不需要采取后续热处理即可达到相关要求。     

铁路锻焊辙叉综合技术的应用

锻焊辙叉是将锻造的叉心和心轨、翼轨焊接成为一整体 ,使之能够传递无缝线路温度力 ,应用微合金冶金、油压机锻造、钢轨全断面焊接 ,钢轨对边焊接 ,翼轨轨面抬高 ,钢轨调质和机加工等综合技术 ,开拓了新一代的辙叉结构 ,其使用寿命长 ,可代替传统的高锰钢辙叉。     

有轨电车道岔几何线型检算与优化研究

为改善有轨电车通过道岔区域时所产生的轮轨冲撞以及钢轨异常磨耗问题,以某有轨电车路段轮轨异常磨耗为例,对道岔各部分轨距及间隔尺寸进行验算。根据道岔设计图纸,计算护轨端部轮轨间接触关系,提出有轨电车轮轨线型关系的改进措施。根据不同类型道岔磨耗情况,对各类型道岔的几何线型以及翼轨缓冲段槽宽进行优化分析和分类汇总。研究结果表明：当车辆转向架以自由内接形式通过曲线时,可能出现2种轮轨撞击情况,即后轴外侧车轮与护轨撞击和前轴内侧车轮与护轨相互撞击;为保证辙叉区护轨及翼轨处不发生轮轨撞击,护轨及翼轨缓冲段起始点与内外轨作用边槽宽应取各种工况下最不利值;合理加宽护轨及翼轨缓冲段起始槽宽,可实现辙叉区车体平稳转向;通过对有轨电车道岔几何线型进行调整,可以极大地减缓轮轨之间的冲撞。     

锻焊辙叉在跨区间超长无缝线路上可传递温度力的计算

锻焊辙叉将锻造的叉心、心轨和翼轨焊接成为一整体 ,在跨区间超长无缝线路上使用 ,经计算表明锻焊辙叉有足够强度传递钢轨温度力。     

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。     

1676 mm轨距60 kg/m钢轨8.5号宽轨单开道岔研制

1 676 mm轨距60 kg/m钢轨8.5号宽轨单开道岔，是国内首次开发和应用的宽轨道岔，应用于昆明铁建装备厂内试验线。介绍了该道岔设计参数的选取和结构特点，并检算了道岔的安全参数和辙叉及护轨各部间隔。转辙器采用弹性可弯尖轨，转换设备按内锁闭装置设计，采用手动扳道器扳动，尖轨跟端设置限位器结构。辙叉采用钢轨组合辙叉，护轨选用33 kg/m槽型护轨。道岔采用Ⅲ型弹条分开式扣件，滑床板和护轨垫板处基本轨内侧台板刚性扣压，外侧采用弹条扣压。     

无缝道岔受力与变形的影响因素分析

基于有限单元法,建立了无缝道岔纵向力与位移的计算模型,根据纵向力、线路阻力、钢轨及岔枕位移的相互关系建立平衡方程组,并采用牛顿迭代法求解。分析了轨温变化幅度、道岔号码、辙叉型式、辙跟型式、道岔群的联结方式、焊接型式、扣件阻力、道床阻力、限位器阻力、间隔铁阻力、线路爬行、铺设锁定轨温差、岔枕抗弯刚度等因素对无缝道岔受力及变形的影响。轨温变化幅度越大、线路爬行量越大、与相邻线路及道岔的铺设轨温差越大,对无缝道岔各部件的受力及变形越不利。而其它因素对无缝道岔位移及纵向力分布各有不同程度的影响,应综合分析,优化设计,才能确保无缝道岔各部件的受力及变形均在容许限度内。     

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。     

城市轨道交通车辆段新型9号单开道岔设计研究

北京新机场线是我国首条时速160 km的地铁线路。为保证前期城市轨道交通的运营要求,并为中后期运量提升提供技术支持,按照城际铁路动车所设计标准选用了9号道岔。国铁50 kg/m钢轨9号道岔尖轨跟端为活接头式,容易产生病害且难以整治,为此研发了新型道岔。新道岔转辙器采用弹性可弯式尖轨,彻底消除了活接头病害;同时,对辙叉跟端进行了优化(采用夹板连接),选用33kg/m槽型护轨,基本轨内侧采用弹性扣压,提高了车辆段道岔的通过速度(侧向通过速度由25 km/h提高到35 km/h),保证了道岔功能要求。     

槽型钢轨移动式闪光焊接工艺与施工组织研究

现代有轨电车轨道采用60R2槽型钢轨,该钢轨属于特殊断面重轨,60R2槽型钢轨焊接一直是现代有轨电车无缝线路施工的技术难点。本文通过对60R2槽型钢轨闪光焊接原理分析,焊接工艺调试并结合闪光焊接接头各项力学性能检验,最终确定了适合60R2槽型钢轨闪光焊接的施工工艺;同时结合现场施工组织,总结了相应的现场移动闪光焊接工艺特点、施工组织流程及各工序质量控制关键。经检测,槽型钢轨移动式闪光焊接接头达到了焊接标准的各项要求,焊接质量良好。     

移动式钢轨气压焊接头缺陷分析与应对措施

移动式钢轨气压焊接头存在外观和内在缺陷。分析焊接接头外观缺陷高（低）接头及高低错位、旁弯及左右错位、轨角塌陷、局部凹陷、表面烧伤产生的原因，并提出应对措施；分析焊接接头内在缺陷光斑、未焊透、过烧、粗晶组织产生的原因，并提出应对措施。现场应用表明，钢轨气压焊接头具有较高的静弯、抗疲劳强度和良好的冲击韧性。     

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.     

城市轨道交通7号无砟道岔的无缝化设计研究

结合宁波地铁5号线前殷停车场的无缝线路设计方案,建立无砟轨道无缝道岔的空间耦合有限元仿真模型,对城市轨道交通7号无砟道岔无缝化后的钢轨强度、轨道稳定性、间隔铁受力及冻结接头受力等进行计算分析。研究结果表明:在温度荷载作用下,道岔基本轨承受一定的附加力作用,钢轨最大温度力出现在辙跟基本轨处;尖轨尖端纵向变形最大,基本轨纵向变形较小;冻结接头受力在岔头位置出现最大值;7号无砟道岔采用冻结接头的无缝化设计可行。     

重载铁路60 kg·m-1贝氏体钢轨试验及应用

为开发适应重载铁路发展和应用的高强高韧高耐磨钢轨,在对60 kg·m-1贝氏体钢轨进行试制的基础上,利用蔡司倒置式光学显微镜、透射电镜及静态液压万能试验机,对钢轨母材和焊接接头的组织性能进行检验,并对钢轨和道岔辙叉翼轨、尖轨进行试铺,系统分析强韧和耐磨性能.结果表明:60kg·m-1贝氏体钢轨的母材组织均匀,基体为无碳...