基于高速采集的钢轨交流闪光焊质量特征的提取与分析

针对钢轨交流闪光焊的特点，采用PCL-1800高速数据采集卡设计了硬件采集系统，编制了基于LabVIEW软件的高速采集程序，采集了U71Mn钢轨焊接工艺正交试验的焊接电流、焊接电压和动立柱位移等信息参数。通过对这些信息的分析，提出质量特征参数的提取方法．并从中提取了影响焊接接头质量的信息特征参数：低压Ⅱ阶段的闪光率、加速烧化阶段的闪光率、钢轨闪光焊焊接接头的能量输入、焊接接头闪光焊的焊接时间、闪光焊的烧化量，采用数理统计和线性回归的方法分析了这些质量特征参数与钢轨焊接质量之间的关系，分析表明：提取的质量特征参数包含了钢轨焊接接头的质量信息，适合作为钢轨焊接接头的质量评判的特征量。     

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。     

К190ПК钢轨闪光焊机改造及工艺研究

针对К190ПК钢轨闪光焊机响应速度慢,只具有连续闪光焊工艺,难以实现U75V钢轨的焊接等问题,对焊机控制系统的软、硬件进行了改造.采用电液比例伺服阀替代原有的电液随动装置对液压系统进行了重新设计和制作,提高了液压系统的响应速度和精度.在此基础上,以焊接电流作为反馈参数,采用比例控制与ON-OFF控制相结合的方式实现了钢轨脉冲闪光焊功能;采用可编程控制器控制焊接过程,实现焊接过程自动化.采用脉冲闪光焊工艺进行U75V钢轨焊接工艺试验,达到了铁标要求,改造后的系统采用脉冲闪光焊工艺进行钢轨焊接生产,焊接时间短,焊接接头质量稳定.     

钢轨闪光焊接工艺与接头落锤试验分析

试验采用YHG-1200TH型移动式钢轨闪光焊机，焊接武钢60 kg/m U71Mn G热轧态钢轨.通过观察分析焊接曲线中闪平、脉动闪光、加速闪光与顶锻保压各阶段电流、电压、钢轨位移、压力等因素，结合接头落锤试验情况，调整并优选出合理工艺参数；分析焊接热输入与顶锻量间的搭配关系及接头抗落锤次数，观察断口与接头显微组织.结果表明，试验用钢轨闪光焊接热输入在11.5~12.5 MJ之间且顶锻量在15~16 mm之间时，接头抗落锤情况较集中，质量稳定性好；合理工艺参数焊接且经落锤检验合格的接头断口无明显缺陷，焊缝及热影响区组织为珠光体和少量铁素体，未见马氏体、贝氏体组织或其它缺陷.     

基于PLC的钢轨接触焊机速度控制系统

介绍钢轨闪光接触焊接机械结构和焊接工艺流程。研究控制系统的硬件组成和软件设计,重点讨论闪光接触焊接闪光阶段和顶锻阶段的顶锻油缸同步速度控制系统,针对焊接过程中顶锻送进速度对焊头的关键性作用,重新设计了基于速度反馈的PID闭环同步控制系统。     

线上钢轨焊接接头电感应热处理的应用

研究了电感应热处理设备在线上钢轨焊接接头热处理的工艺参数和现场施工组织流程,探讨电感应热处理工艺在线上钢轨焊接接头应用的优选方案。实践证明,采用电感应热处理工艺替代传统的火焰正火,减少了人为因素的干扰,提高了现场钢轨闪光焊接接头质量。     

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。     

钢轨化学成分偏析及接头热处理对质量的影响

针对60kg／m U76NbRE钢轨闪光焊焊接接头断面进行了断口扫描、化学成分、金相以及力学性能试验,通过对钢轨母材和焊接工艺的分析发现：裂纹源区域存在明显的Nb偏析;钢轨母材中的C含量偏高;焊接接头正火后的冷却速度过快造成马氏体淬火。为此．提出了相应的预防措施。     

钢轨现场闪光焊焊接和感应热处理一体机工艺研究

针对现有技术及装备进行适应性兼容改进,制订钢轨现场闪光焊焊接和感应热处理一体机装备研制及工艺、一体化施工方案,实现钢轨现场焊接和焊后热处理一体化全自动作业模式,既提高了焊接接头质量稳定性,也缩短整体作业时间,降低了施工组织难度。文中分析总结了钢轨现场闪光焊接现状及应用需求,并制订了一体机主要方案、焊接和热处理流程及工艺参数,进行了焊接试验和接头取样力学性能分析。     

U75V钢轨闪光焊工艺研究

介绍了钢轨连续和脉动闪光焊接工艺.脉动闪光工艺的有效热输入大,有利于降低落锤断口灰斑,适合焊接U75V钢轨.为获得有效加热,脉动闪光工艺参数必须根据加热钢轨接触电阻变化,对焊接参数分多段进行独立调节,确保不发生长时间短路或快速烧化.     

基于AMESim软件的钢轨气压焊顶锻系统仿真

随着高速铁路的快速发展,对钢轨接头的要求也越来越高.气压焊适用于无缝线路的单元焊和锁定焊.其中顶锻过程是影响焊接质量的重要因素,研究影响顶锻过程的因素有利于改善焊接质量.采用AMESim仿真软件搭建项锻系统模型,根据气压焊的工艺要求设置子模型的各项参数,分析在顶锻过程中活塞杆的运动情况,得出溢流阀自身的特性直接影响顶锻...     

钢轨闪光焊焊接断裂分析

应用金相和电镜方法对75kg／m断轨的金相组织、断口形貌进行了分析。结果表明,闪光焊焊接时锻量不足,加之焊缝在正火后冷速较快形成粗大马氏体组织是造成钢轨早期断裂的原因。     

一种新型的移动闪光焊轨机供电系统

针对传统柴油发电机组给移动闪光焊轨机供电的不足,提出一种新型移动闪光焊轨机供电系统. 通过分析移动闪光焊轨机工作特性,提出采用超级电容器与双向DC/DC功率变换器连接后通过开关与蓄电池组并联,构成蓄电池-超级电容混合储能供电系统应用于驱动移动闪光焊轨机工作. 建立了其复合储能系统仿真模型并进行测试,同时通过系统样机的产品开发进行试验,结果表明,该新型混合储能供电系统动态响应速度快、输出稳定,可满足移动闪光焊轨机钢轨焊接的供电需求. 除此之外,该系统还能够克服传统柴油发电机组供电模式的三相负载不平衡,产生废气污染环境等缺点,具有低噪环保等优势. 该系统的自主研发对国内无缝轨道焊接装备技术升级与创新具有重要参考意义.     

凸轮式闪光焊机的变频送进控制

设计了一种用变频器对凸轮式闪光焊机进行变频送进的控制系统。该系统以工控机为控制平台，应用Visual C^ 进行语言编程，通过改变变频器的频率来控制电机的转速，实现对焊接遥进速度的控制。试验证明．使用该控制系统可以用一种凸轮实现多种焊接送进曲线，并且可以根据被焊工件的材质、尺寸进行控制参数预置。应用该系统实现了闪光悍机递进曲线的柔性控制。     

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。     

钢轨自保护药芯焊丝自动窄间隙电弧焊工艺及装备研究

无缝线路建设的大范围展开迫切需要性能、质量、生产效率相匹配的原位焊接方法,目前使用最多的为铝热焊和电弧焊.介绍了窄间陈电弧焊在钢轨焊接中的应用,并重点对电弧位置实时检测技术和自保护药芯焊丝自动钢轨窄间隙电弧焊工艺及装备进行了说明.进行接头性能试验,结果表明:采用钢轨自保护药芯焊丝自动窄间隙电弧焊焊接的接头性能良好,完全...     

贝氏体钢辙叉与U71Mn钢轨的焊接

采用 Gleeble 热模拟试验技术,确定贝氏体辙叉钢与 U71Mn 钢轨钢电阻对焊时热影响区的温度场分布及顶锻压力工艺参数;利用该参数在小型闪光焊机上进行小试件焊接试验,确定闪光焊接试验参数;利用 Gaas-100 次级直流闪光焊机对贝氏体钢辙叉与 U71Mn 钢轨进行整轨实际焊接,分析焊接接头拉伸、冲击、硬度分布等力学性能以及其组织结构.结果表明,贝氏体辙叉与钢轨闪光焊接的最佳顶锻压力为 30 MPa 左右,其焊接热影响区很小,焊接接头各项力学性能均达到了铁道部有关标准要求,贝氏体钢辙叉与 U71Mn 钢轨采用闪光对焊直接焊接是可行的.

Abstract：

The temperature field distribution of heat-affected zone (HAZ) in weld joints of bainite steel and U71Mn steel and the technical parameters of upset pressure of flash butt welding were determined by using the Gleeble thermal simulation test technology.After some small specimens of bainitic crossing steel and U71Mn rail steel were welded with a miniature flash butt welder by using the results of the parameters to determine the technical parameters of flash butt welding experiment, bainitic steel crossing and U71Mn steel rail were practically welded with Gaas-100 direct current flash butt welder. The mechanical properties, including tensile toughness, impact test and hardness,and the microstructure of welded joints were analyzed. The results show that the best upset pressure of flash butt welding is about 30 MPa, which the HAZ is very small, and the mechanical properties of the welded joint comes up to the standard of the Ministry of Railway. The welding bainitic crossing steel and U71Mn rail steel by flash butt welding is completely feasible.     

钢轨现场焊接参数远程采集系统

目前我国铁路换铺维修工程的钢轨现场焊接主要由焊轨车完成,其施工作业点自然环境条件复杂。为了实时获取焊接数据,跟踪钢轨现场焊接质量,设计了由数据整合工具软件、物联网网关设备和云平台组成,能通过移动网络将钢轨现场焊接参数实时上传至云平台的钢轨现场焊接参数远程采集系统,以供焊接技术管理人员共享,从而实现焊接参数的远程采集分析与质量评估。该系统成功应用于YHGQ-1200型气压焊轨车的现场施工。     

焊接系统中直流电机转速控制的研究

在CO2焊接和埋弧焊接系统中,精确控制行走电机和送丝电机的速度是提高焊接质量的重要保证,传统直流电机转速控制方法是通过转速表测量电机的转速后反馈控制,该控制方法存在精度差、不易调试等缺点.采用锁相环闭环控制直流电机的转速,其控制方法是:由于行走电机和送丝电机的转速比较慢,因此,编码器不通过减速机构直接安装在直流电机的转...     

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。