钢轨电渣焊接方法及工艺研究

分析总结钢轨电渣焊接应用情况、技术特点、基本工艺参数及焊接难点。制定和完善钢轨电渣焊接技术方案,并进行焊接试验和接头取样力学性能分析。研究结果表明:采用双管熔化极电渣焊和仿钢轨截面的水冷铜模具,并通过摆动保证轨底两侧熔宽,导致轨腰轨头无弧过程非常稳定,可稳定实现钢轨全断面一次成型焊接;钢轨电渣焊接头冲击功和拉伸性能都能达到TB/T 1632—2014《钢轨焊接接头技术条件》中闪光焊接头的冲击性能要求,但是略低于闪光焊接头,明显高于铝热焊接头;接头焊缝中心硬度略偏高,焊缝中心组织粗大;在两侧热影响区有2 mm左右的软化区。     

日本钢轨焊接技术的现状与质量管理

1　前言为了降低噪声、振动 ,减少轨道维修费用和提高乘坐舒适度 ,无缝线路得到广泛推广。日本铁路采用的钢轨焊接方法有闪光焊、气压焊、强制成形电弧焊、铝热焊等四种。关于长轨生产 ,首先是在焊接工厂内将 2 5m或50 m的标准长钢轨 ,用闪光焊或气压焊焊接成长约2 0 0 m的轨条 (一次焊接 )。将其运至铺设现场后 ,在路肩主要采用气压焊焊成规定长度的长轨 (二次焊接 ) ,最后是铺设后用强制成形电弧焊或铝热焊将两端焊接在一起 (三次焊接 )。以下就目前采用的钢轨焊接方法的概要、各焊接法的应用实绩及焊头损伤 ,进而就有关焊头质量管理的状…     

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。     

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.     

原位焊在核伤钢轨处理中的运用

钢轨核伤伤损占钢轨重伤的比例一直较大,为更有效的处理核伤重伤轨,节约成本,提升效益,本文介绍一种使用铝热焊技术现场原位修复核伤重伤轨的方法,并阐述该方法的实施步骤、注意事项及其优点、效果。     

钢轨铝热焊缝伤损分析与防止措施

针对钢轨铝热焊焊接不良等原因造成伤损的问题,提出了消除气孔、缩孔、未焊透、夹渣、裂纹等钢轨焊接接头伤损的技术、工艺操作要求,以达到减少钢轨铝热焊焊接所造成的伤损,保证行车安全。     

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。     

火焰正火对钢轨焊接接头金相组织及力学性能的影响

对钢轨闪光焊、气压焊和铝热焊进行火焰正火处理，并进行正火、未正火接头和钢轨母材的金相组织以及力学性能的对比。结果：火争正火处理明显细化原奥氏体晶粒，闪光焊、气压焊和铝热焊接头延伸率和冲击功提高，铝热焊接头抗拉强度明显提高。经火焰正火闪光焊和气压焊接头力学性能可以达到TB／T1632－1991的要求。     

钢轨焊缝相控阵超声检测技术研究

沈阳南焊轨基地现使用的超声无损检测设备存在诸多不足,为提升对成品焊缝的检验质量及效率,结合现场铝热焊缝伤损实际,对焊轨基地厂焊焊缝探伤设备及工艺进行深入研究,应用相控阵超声检测技术提出可行的实施方案。通过利用相控阵技术,对现场铝热焊及闪光焊缝进行检测尝试,证明可以将相控阵技术引入焊轨基地应用,能提高焊轨基地厂焊焊缝探伤效率,并实现自动化探伤作业。     

大秦线贝氏体钢轨伤损情况与探伤工艺的分析探讨

针对大秦线贝氏体钢轨出现的伤损进行统计分析,分类探究了固定闪光焊和移动闪光焊伤损特点及发展规律,对比分析了同钢种铝热焊与不同钢种铝热焊缺陷情况及产生原因,并结合上述伤损情况对探伤工艺进行探讨,提升贝氏体钢轨探伤水平,对贝氏体探伤工作具有十分重要的指导意义。     

100m定尺钢轨闪光焊方案分析

客运专线钢轨焊接采用基地焊(或厂焊),钢轨矫直、对中、精磨等手段齐全,可以有效保证焊接接头质量。25~100 m定尺轨在线上直接采用移动式闪光焊与基地固定式闪光焊比较,质量有一定差距。线上长轨条焊接可采用铝热焊、气压焊或移动式闪光焊(焊机带保压推凸功能)。100 m定尺钢轨焊接生产线应采用U形串列式布局,降低生产线长度,将生产线总长度缩短到1 000 m以内。     

钢轨闪光焊焊接接头轨面横向裂纹成因分析

针对秦沈线17处钢轨闪光焊焊接接头轨面产生的横向裂纹,通过在伤损部位取样,分别进行洛氏硬度、金相组织和显微硬度等试验,结合焊轨生产的实际,分析裂纹形成原因。认为所检闪光焊焊接接头的裂纹起源于钢轨表面的白亮层马氏体组织,并在外力作用下扩展进入正常的珠光体组织区域,裂纹深度达到5mm。研究钢轨精磨方式与焊缝凸起之间的关系,得出:对矫直后具有明显焊缝凸起的焊接接头进行精磨时有可能因打磨中进刀量过大,引起钢轨局部机械热损伤,造成局部金属的急速高温和急速冷却,形成高硬度的脆性白亮层马氏体组织,是导致焊接接头轨面产生裂纹的根本原因。建议进一步研究钢轨焊接生产打磨工艺规范以及客运专线铁路钢轨的预打磨规范,避免钢轨及焊接接头出现马氏体组织。     

灰斑夹杂引起的钢轨闪光焊接头伤损研究

闪光焊接头焊缝处存在灰斑夹杂缺陷将导致轨头内部形成疲劳裂纹进而发生横向疲劳断裂。研究灰斑夹杂、焊缝断口对灰斑缺陷的质量要求以及二者之间的相互区别；提出灰斑是宏观断口形态的检验，灰斑断口可能存在灰斑夹杂，也可能不存在灰斑夹杂；根据钢轨闪光焊接头断轨案例检验结果，论述灰斑夹杂的伤损状态和伤损特点。     

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.     

现场钢轨接触焊作业车的研制

钢轨焊接是无缝线路施工的主要环节之一．目前中国铁路铺设的无缝线路,厂焊采用接触焊（即将25米短轨焊成250～500m长轨）,现场联合接头焊接（现场将厂焊的250～500m长轨焊成设计长度）采用的是气压焊和铝热焊。厂焊接触焊接头无论强度、精度均能达到要求。现场气压焊接头受环境、气候、机具及人为因素影响,焊接质量不稳定．质量离散性很大。铝热焊接头因其焊缝是铸造结构,强度大大低于接触焊。     

钢轨铝热焊接工艺与焊接质量控制

铺设无缝线路是铁路提速重载运输发展的需要,是减少钢轨接头,延长轨道使用寿命的有效手段。钢轨铝热焊接技术具有设备简单、操作方便、作业时间短、占用空间小等优点,成为区间无缝线路、跨区间超长无缝线路的铺设,以及无缝线路伤损处理原位焊复重要的焊接方法之一。根据我段近几年进行钢轨铝热焊焊接工作的实际,从焊前准备、焊接过程、焊后处理等方面对怎样保证焊接质量进行了阐述,供工务同仁参考。     

预留打磨量和打磨温度对钢轨铝热焊接头平直度的影响

首先分析了铝热焊接头焊缝低塌的原因,然后通过现场试验测量初打磨后接头的最高温度、不同终打磨温度下焊缝中心低塌量以及接头冷却过程中温度的变化,分析初打磨轨顶焊筋的预留打磨量、终打磨温度对铝热焊接头焊后平直度的影响.结果表明:焊接60 kg/m钢轨铝热焊接头时,初打磨后轨顶焊筋应预留1.3 mm以上的打磨量;终打磨温度越低焊缝低塌量越小,随终打磨温度降低焊缝低塌量减小幅度逐渐变缓,终打磨温度为300℃时焊缝低塌量较小,终打磨温度低于200℃时焊缝无低塌现象;采用"初打磨+终打磨"的打磨方式可避免铝热焊接头焊缝低塌,提高打磨效率.     

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。     

重载铁路钢轨铝热焊接头S形断裂失效原因分析

采用扫描电子显微镜、光学显微镜、直读光谱仪、布氏硬度计对重载铁路钢轨铝热焊接头S形断裂件的断口微观形貌、金相组织、化学成分、硬度进行了检验分析。结果表明:铝热焊接头伤损属于起源于轨腰焊筋表面缺陷处的纵向裂纹引起的钢轨S形断裂;轨腰焊筋尖端表面存在大尺寸疏松缺陷是轨腰纵向裂纹产生的主要原因;同时焊缝内部存在缩孔和大量疏松缺陷,降低了焊缝强度,促进了裂纹的快速扩展,最终导致脆性断裂。     

钢轨闪光焊焊缝断裂原因分析

某运营线路一钢轨闪光焊焊缝发生全断面断裂,通过宏观、微观形貌观察,微区成分分析,金相组织、化学成分及低倍检验,分析钢轨闪光焊焊缝的断裂性质及断裂原因。分析结果表明:钢轨焊缝断裂性质为折叠裂纹导致的横向脆性断裂,在钢轨焊缝区域轨腰和轨底之间过渡圆弧部位的焊接推凸飞边根部形成的类似折叠裂纹缺陷导致疲劳裂纹的萌生,进而发展为横向脆性断裂。建议钢轨闪光焊焊接时尽量减小焊接推凸区厚度并避免在焊接推凸飞边根部形成类似折叠裂纹缺陷,防止焊缝发生横向脆性断裂。