基于BP人工神经网络的钢轨交流闪光焊焊接接头质量预测

对刘国东等提出的BP(误差反向传播)神经网络归一化模型进行了改进,得到了适合钢轨交流闪光焊落锤质量预测的BP神经网络归一化模型。基于LabView开发软件编制了高速采集软件。采集了U71Mn钢轨焊接工艺正交试验的焊接电流、焊接电压和动立柱的位移,并从中提取加速烧化前一阶段的闪光率、能量输入、焊接时间和烧化量等质量特征量作为BP神经网络预测模型的输入量。建立了输入层单元数为5、隐含层单元数为14的BP神经网络焊接接头落锤质量的预测模型;以正交设计工艺试验的27个焊接接头中的17个作为训练样本,对预测模型进行训练。以余下的lO个作为检验样本,采用将训练后的预测模型进行预测,预测准确率达到90％。     

基于RBF神经网络的钢轨交流闪光焊接头灰斑面积预测

针对进口AMS60移动式钢轨交流闪光焊机,高速采集了U71Mn钢轨焊接过程中的焊接电流、电压和动端的位移,并从中提取了加速阶段闪光率、低压二及稳定烧化阶段闪光率、焊接接头的能量输入、烧化量、焊接时间、低压二及稳定烧化阶段短/断路权重因子、加速阶段的短/断路权重因子、顶锻量等8个影响焊接接头灰斑面积的特征量作为RBF神经网络预测模型的输入量,建立了RBF神经网络焊接接头灰斑面积的预测模型;以29个工艺试验焊接接头中的19个作为训练样本,对预测模型进行训练,以余下的10个作为检验样本,确定了扩展速度为1.5的预测模型,并采用训练后的预测模型进行预测,按铁道部标准TB/T1632-2005要求,预测准确率达到了100%.     

基于闪光声音信息的钢轨焊接接头质量分析

针对移动式钢轨交流闪光焊装备,采用LabVIEW语言编制了钢轨交流闪光焊声音信息采集软件,采集了钢轨焊接接头焊接过程信息,对降噪处理后的闪光声音信号采用四种时频分析方法进行了对比分析,确定了闪光声音信息的最佳分析方法——STFT时频分析方法,在此基础上,提出了闪光声音信号加权平均频率和能量谱密度的算法,编制了相关分析计算软件,计算得到了26个焊接接头时间-能量谱密度关系和时间-闪光声音信号加权平均频率关系曲线,将曲线与焊接接头冲击断口缺陷面积进行对比分析,初步得到了钢轨闪光焊低压烧化后期及加速烧化两个阶段的能量谱密度、闪光声音信号加权平均频率与闪光焊接头灰斑缺陷之间的对应关系,即灰斑缺陷小的焊接接头在低压阶段后期以及加速烧化阶段具备两个特征:能量谱密度逐步提高,没有出现200%以上的突变;闪光声音信号加权平均频率在低压前期的基础上提高约20%以上,在加速阶段增加逐渐平缓,且不出现下降.     

U75V钢轨闪光焊闪光过程有限元分析

采用Abaqus有限元数值分析软件的"生死单元"技术建立了U75V钢轨闪光焊闪光过程三维有限元模型,计算了钢轨闪光焊闪光过程中钢轨温度场的分布情况。通过热电偶法进行测温试验,记录闪光焊过程中钢轨的实时温度分布,结果表明该模型计算结果与钢轨实际焊接测试温度场基本一致。在此基础上,研究了在不同烧化速度下钢轨温度场随烧化量和时间变化的分布规律,并提出了通过控制烧化速度控制塑性变形区宽度的方法,为闪光焊工艺调试指明了方向。     

基于低频采集数据的钢轨闪光焊接接头质量预测研究

为了实现钢轨闪光焊接接头质量的在线检测要求,低速采集了焊接过程中的焊接电流、焊接电压等焊接参数,从中提取出影响焊接接头质量的特征量作为焊接接头RBF神经网络质量预测模型的输入量,以试验所得的灰斑面积作为RBF神经网络的输出量,建立了基于RBF神经网络的钢轨闪光焊接接头质量预测模型,并采用训练后的模型进行预测,按铁道部TB/T1632-2005要求,预测准确率达到80%。由于采用低速采集,减少了数据量和处理量,采用RBF神经网络模型对灰斑面积进行预测基本能够满足钢轨焊接生产的实时性要求。     

UN - 200型钢轨交流闪光焊机工艺研究

介绍了国内首台拥有自主知识产权的UN-200型钢轨交流闪光焊机。针对U75V钢轨，采用连续闪光焊和脉动闪光焊进行了焊接工艺对比试验，分析了采用连续闪光焊工艺焊接U75V钢轨时工艺参数调整困难的原因，在此基础上进行了脉动闪光焊工艺试验，获得了脉动闪光焊的焊接工艺参数，采用此参数进行钢轨焊接，通过了铁道部制定的标准TB／T1632—05，并已应用于无缝线路建设工程中。应用结果表明：该焊机采用脉动闪光焊工艺适合焊接U75V钢轨，焊接接头质量优良。     

焊接应用：各种产品的焊接

挑战项目把制造公司带入新领域[英]；激光拼焊板成形极限图性能分析；14MnNbq钢超厚板（60mm）焊接性能研究；桥梁结构采用混合气体保护焊工艺[俄]；基于高速采集的钢轨交流闪光焊质量特征的提取与分析。     

国内钢轨焊接的现状及发展趋势

钢轨焊接技术对无缝线路的发展具有重要影响.尽管针对钢轨焊接的闪光焊、气压焊、铝热焊及电弧焊等新工艺不断出现,但因囿于上述4种焊接方法的热源特性及焊接工艺特点,使得钢轨焊接接头性能与质量的改善及焊接效率的提高都非常有限.为此,提出了将电子束焊应用于钢轨焊接的思路,并进行了U71Mn钢轨的电子束焊初步试验.结果表明电子束焊...     

钢轨连续闪光焊送进速度对焊接过程的影响

影响钢轨闪光焊接头焊接质量的因素很多，其中焊机动力柱的送进速度就是重要因素之一。有效地控制钢轨连续闪光焊的动力柱送进速度，可以使整个焊接过程保持连续和稳定的闪光，从而获得优良的焊接接头。通过波形分析和对消耗的电能计算表明：将PID调节与ON-OFF控制调节两种方式结合使用，能有效控制动力柱送进速度．保证钢轨焊接接头质量，提高生产效率，节约能源。     

现场钢轨拉伸锁定闪光焊技术研究

现场钢轨拉伸锁定焊接技术通过改变原有闪光焊过程控制方式和现场施工组织方案，将闪光焊过程分为加热和顶锻2个阶段分控，加热阶段长钢轨处于自由状态，顶锻阶段通过拉伸钢轨实现顶锻的同时恢复线路锁定轨温，采用闪光焊和感应热处理一体机，在焊接和焊后热处理过程中实现全程保压，焊接质量稳定可靠。闪光焊拉伸线上锁定焊接工艺可同时解决目前线路施工中的合龙口焊接及线路恢复锁定轨温的难题，实现岔区、胶结绝缘外无缝线路全部可采用闪光焊完成的技术突破。     

焊轨列车专用焊机及成套对轨装置研制

随着高速铁路服役时间的增长,线路换轨施工越来越多。为了实现既有线钢轨的"焊铺换"一体化施工,提出将钢轨闪光焊接整合到长轨运输车上的构想。由于车载设备运行情况复杂且长钢轨质量太大,要在车上完成钢轨焊接面临很多难题,包括焊机位置和轨头配合的问题以及钢轨之间的对轨问题等。分析车载钢轨焊接的技术难点并提出具体的设计方案,形成了以焊机为核心的成套对轨系统。通过研制焊轨列车,解决了车载长钢轨的焊接及对轨难题,为今后的换轨一体化施工提供技术支持。     

中海拔地区钢轨焊接工艺及质量对比

以包钢U75V热处理钢轨焊接为对象,依据焊接接头型式检验结果,对比研究兰州铁路局中海拔地区基地闪光焊、现场移动式闪光焊、移动式气压焊及铝热焊接头性能。结果表明:基地焊接接头综合性能最佳,现场移动式闪光焊和移动式气压焊接头综合性能相近,铝热焊接头性能最差。     

钢轨对接的焊剂带约束电弧超窄间隙焊

采用焊剂带约束电弧超窄间隙焊接方法对U71Mn钢轨对接进行试验研究。结果表明,焊前坡口底部间隙宽度预留为4.5 mm,反变形角度设定为1.3°,焊接过程中对钢轨进行定位,可保证每层坡口间隙宽度稳定的保持在4~5 mm之间,通过48层焊道可完成对钢轨的超窄间隙焊接。采用此种方法焊接时,使用H08Mn2Si焊丝,焊剂中不添加任何合金元素就能够获得焊缝区硬度与母材相当、热影响区硬度高于母材的接头,焊缝区组织为铁素体和珠光体,热影响区组织为晶粒较细小的片状珠光体。得到的接头冲击功远大于要求的6 J。     

气压焊轨车长吉城际重伤钢轨焊复应用

针对长吉城际重伤钢轨焊复需要满足区间钢轨焊接消除铝热焊接头以及施工中一次完成钢轨更换、焊接、锁定的技术难题,采用YHGQ-1200气压焊轨车,利用气压焊轨机的拉轨、焊接和正火一机化作业功能,开展了重伤线路焊复探索模拟试验,并在低于线路锁定轨温的环境条件下,在250 km/h设计速度的长吉城际铁路现场,完成了3段重伤线路的焊复施工和质量跟踪工作。结果表明:在高铁和重伤线路上,使用气压焊轨车和配套的金属垫轨装置,采用切除伤损钢轨、插入短轨、应力焊施工工艺,采用"先线下焊、后线上应力焊"的倒序施工方法,能保证在"天窗时间"维修时间内一次完成线路焊复施工任务,满足线路锁定设计轨温要求,其作业效率高,施工方便,达到区间钢轨焊接消除铝热焊接头的目的,服役焊头经过一年多的探伤跟踪,无伤损,质量满足TB/T1632《钢轨焊接》标准要求。     

用于钢轨焊接的电子束焊机电源系统

介绍用于钢轨焊接的电子束焊机工作原理及系统组成,分析焊机的电源系统组成。采用软开关技术减少了功率管在高速开通、关断下产生的谐波,降低开关损耗,减小电源系统体积和质量。对电源系统的主要部件进行选型设计,搭建试验电路,编制控制软件,通过调试原理样机,获得试验参数,验证了设计的合理性。该电源系统可以满足钢轨焊接对电子束焊机的要求。     

客运专线钢轨焊接技术

我国铁路钢轨焊接主要采用铝热焊、气压焊和闪光焊。综述了客运专线所涉及的这三种钢轨焊接方法的特点、工艺及设备以及常见缺陷产生原因和相应对策，并提出了提高我国钢轨焊接质量的建议。     

拉弧式电弧螺柱焊质量影响因素

将拉弧式电弧螺柱焊质量影响因素归纳为材料因素、焊接能量输入参数、焊枪行为参数、焊接过程不确定因素等4个方面，分析了各影响因素的影响规律及结果。分析表明：材料因素中的螺柱及焊接工件的外形是影响焊接质量的重要因素；焊接电流和焊接时间是对接头质量影响最大的焊接规范参数；而焊接过程的不确定因素是产生焊接质量问题的主要原因。     

钢轨脉动闪光焊的焊接缺陷及消除方法

采用K900型焊机和脉动闪光焊工艺焊接U75V钢轨会出现一些焊接缺陷，如：轨底角过烧、提前短路形成的灰斑缺陷、平齐断口等。在此分析了缺陷形成的原因，并提出了相应的解决措施观场应用取得了很好的效果。     

U78CrV百米钢轨焊接工艺调试

介绍攀钢新研制的U78CrV重载钢轨的工艺调试、U78CrV重载钢轨的材质和焊接性能、GAAS80/580焊机特点、工艺的调试方法和焊接参数调试原则等,为钢轨直流焊机进行U78CrV重载钢轨焊接工艺调试提出了具体的解决方法。