75kg/m U78CrV热轧钢轨与热处理钢轨气压焊质量研究

在大秦、朔黄等重载铁路上,由于不同区段线路换铺维修时的耐磨性要求,采用的75kg/m U78CrV钢轨有热轧、热处理两种类型。针对热轧态与热处理态钢轨混合焊接的难度大,采用GPW-1200(75)气压焊轨机按照75kg/m U78CrV轨成套焊轨工艺开展了焊接和正火试验。经各项性能检测结果表明,在该工艺参数下热轧钢轨和热处理钢轨混合焊接接头满足TB/T1632《钢轨焊接》标准要求。     

高锰钢辙叉与U71Mn钢轨闪光对焊接头组织分析

利用Gaas-100/580型闪光对焊机对ZGMn13高锰钢辙叉与U71Mn钢轨进行整轨焊接,分析了轨头、轨腰和轨底焊接接头拉伸、冲击、硬度分布等力学性能以及组织结构。结果表明,焊接接头各项力学性能均达到了国家铁路局有关标准要求,焊接接头高锰钢侧热影响区晶粒因动态再结晶而变得细小,钢轨钢侧热影响区为珠光体组织,没有马氏体出现;高锰钢辙叉与U71Mn钢轨采用直接闪光对焊是可行的。     

现场钢轨焊接接头热处理设备研制及工艺研究

摘 要:研制的现场钢轨焊接接头热处理设备具有中频感应加热、喷风冷却和钢轨纵向锁定功能.对U71Mn和U75V钢轨闪光焊接头的工艺试验结果表明,接头与母材轨顶硬度匹配良好,焊缝晶粒度由1～2级提高到8级,冲击功提高3倍.     

奥贝体钢轨和珠光体钢轨气压焊接头界面行为及力学性能分析

采用气压焊对U26Mn奥贝体钢轨和U75V珠光体钢轨混焊进行研究,通过OM、SEM、冲击、拉伸、硬度试验探究异种钢轨气压焊接头焊缝界面的冶金结合特征与力学性能水平。结果表明:气压焊接头焊缝界面两侧存在元素扩散行为,焊缝界面金属在热机循环作用下发生了交互结晶和再结晶,冶金结合良好(除轨底脚外);焊态接头平均强度达到贝氏体钢轨母材的86%,正火态接头平均强度达到贝氏体钢轨母材的90%;焊态接头轨顶面平均硬度、软化区平均硬度及宽度均满足TB/T1632《钢轨焊接》标准要求;接头中存在硫化物夹杂,对接头冲击韧性有较大影响。     

75N U95Cr重载用过共析钢轨气压焊质量研究

在大秦、朔黄等重载铁路线路上,为了更好地满足钢轨高耐磨性的使用需求,攀钢集团研发出了1330 MPa高耐磨U95Cr过共析钢轨,现场焊轨施工亟需可靠稳定高效的焊接工艺.采用GPW-1200数控式气压焊轨机对75N U95Cr钢轨开展了焊接和正火工艺试验研究.结果表明,采用该套工艺参数焊接(第一阶段,乙炔/氧气:111/107 SLM,焊接加热270 s;第二阶段,乙炔/氧气:92/87 SLM,焊接加热90 s)U95Cr接头,硬度满足《试铺试验用高耐磨、高强韧过共析钢轨气压焊接技术条件》要求,落锤、静弯、疲劳、拉伸、冲击、金相及晶粒度满足TB/T 1632.4《气压焊接》要求,气压焊接头性能稳定性、可靠性好,与闪光焊接头性能相当.     

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。     

正火热处理对钢轨焊接接头表面硬度的影响

钢轨焊接接头由于内部组织与母材不同,上道服役后会产生马鞍形磨耗,导致线路不平顺。我国铁路行业标准规定:接头焊后都必须采用正火热处理,达到提高接头组织强韧性,保证平顺性的目的。本文采用火焰正火方法,研究了现场闪光焊和气压焊焊接接头的表面硬度。结果表明:气压焊U75VG钢轨正火喷风冷却比焊态自然冷却接头硬度高,为308 HBW,硬度值波动范围也增大到4.4%,软化区宽度平均值减小到5.69 mm;气压焊U71MnG钢轨正火喷风冷却性能最好,接头硬度值为306 HBW,软化区宽度最窄,均值为1.55 mm,硬度波动范围为6.7%;闪光焊U75VG正火喷风冷却较焊态自然冷却接头硬度高,为320 HBW,硬度值波动范围提高到2.6%,软化区宽度平均值减小到3.89mm,焊缝处由于碳烧损,存在硬度值的下降。     

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。     

高强耐磨钢轨压焊接头软化区研究

钢轨焊接接头经过热循环后形成热影响区,该区域内存在不完全相变重结晶区域,导致其硬度下降,出现软化,而软化严重的接头在上道服役后会产生马鞍形磨损,导致线路不平顺.通过试验研究了不同冷却条件下高强耐磨钢轨气压焊接头软化区硬度的变化规律.结果表明:冷却过程采用喷风、喷雾等方式提高冷却速度,对缩小接头软化区宽度有显著作用.高强耐磨钢轨气压焊接头软化区最软点硬度随母材强度升高而升高,但钢轨强度级别越高,接头最软点与母体硬度的比值越低.1280 MPa级及以上强度级别的钢轨,很难稳定达到压焊接头软化区硬度标准要求(HJ1/HP≥0.8),建议修改或降低指标要求.     

高强耐磨钢轨接头软化区准确测定方法研究

针对高强耐磨钢轨接头软化区如何在工地便捷准确测定,以满足TB/T1632《钢轨焊接》标准要求的问题,采用里氏硬度计、细化测点间距的测试方法对60N U76CrRE钢轨气压焊接头硬度进行了测试.结果表明:接头轨顶面软化区硬度均值比标准检测方法降低15 HB(5％);接头硬度均值降低18 HB(5％),软化区宽度变宽0.5～1.2 mm(4％～9％);接头纵断面软化区硬度均值降低1.1 HRC(3％),接头硬度均值降低1.3 HRC(3％),软化区变宽1～1.5 mm(7％～10％);细化测点间距法比标准方法更加准确、便捷.     

高速线路用贝氏体钢轨焊后硬度的研究

通过对目前铁路大量使用的珠光体型热轧钢轨以及国产贝氏体AB1钢轨闪光焊及铝热焊接头硬度进行检验,其结果符合铁道部行业标准TB/T1632-2005钢轨焊接中的相关要求,对比了几种钢轨焊后硬度的不同,认为贝氏体钢轨整体硬度较高,正火后接头硬度不均匀性大幅改善,将较大地提高钢轨接头的耐磨性,减少因接头磨耗而导致过早下道的发生.贝氏体钢轨焊后接头两侧易造成马鞍型磨耗的软化区宽度较窄,有利于提高无缝线路使用中的平顺性,为保证行车速度提供必要条件.     

在线连续冷却对U75V钢轨组织和性能的影响

研究在线连续冷却热处理工艺对60 kg/m U75V钢轨显微组织、拉伸性能以及硬度的影响。结果表明,在线连续冷却热处理工艺可以有效地细化珠光体片层间距,显著提高U75V钢轨屈服强度、抗拉强度、轨顶面中心线及轨头横断面硬度,一定程度提高钢轨的断后伸长率,有效保证生产质量的稳定。     

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。     

奥-贝合金钢道岔与U75V钢轨闪光对焊接头组织与性能分析

用闪光对焊方法焊接了奥-贝合金钢道岔与U75V钢轨的异种钢接头.对接头的微观组织、显微硬度、冲击吸收功、抗拉强度、疲劳性能进行了试验,分析了正火处理对接头硬度、强度和冲击吸收功的影响.结果表明,奥-贝氏体合金钢道岔与U75V钢轨焊接接头经过900 ℃±20 ℃正火处理后明显改善接头的硬度分布;接头的抗拉强度和冲击吸收功也得到了很大提高;焊缝及热影响区的晶粒细化且分布比较均匀,因而具有优良的综合力学性能.     

铁路钢轨铝热焊接接头的低温力学性能试验

青藏铁路等低温地区铁路的建设与维护,对钢轨铝热焊接接头的低温力学性能的研究提出了迫切的要求.通过U71Mn和U75V两种钢轨的铝热焊接接头低温拉伸试验,得到了两种钢轨铝热焊接接头各温度下的强度与塑性指标,分析了各指标随温度的变化规律.结果表明,两种钢轨铝热焊接接头的规定非比例延伸强度均随温度的降低而提高,而抗拉强度均随温度的降低而降低;两者的屈强比均随温度的降低而升高,断后伸长率和断面收缩率均随温度的降低而减小,塑性变差,低温冷脆倾向增加;U71Mn钢轨接头的断后伸长率和断面收缩率均较U75V钢轨接头大,塑性更好.在寒冷地区的铁路建设中,宜优先选用U71Mn钢轨及相应的铝热焊接材料.     

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。     

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。     

316不锈钢电子束焊接热处理复合接头组织及力学性能北大核心CSCD

通过调节扫描轨迹、束流数量、束流能量比、束流间距等参数,进行了316不锈钢电子束焊接同步预热/缓冷复合工艺研究,获得了成形良好的焊接接头。利用光学显微镜、材料试验机、扫描电子显微镜等测试分析了电子束焊接热处理复合接头的显微组织、显微硬度、拉伸性能、拉伸断口。结果表明,与常规电子束焊接相比,电子束焊接热处理复合接头焊缝区的析出相细小均匀,焊缝区及热影响区显的微硬度分布均匀,焊接热处理复合接头抗拉强度提高了6%;接头的微观断口具有韧性断裂特征,断口为典型韧窝断口;电子束焊接热处理复合加工有助于提高焊缝质量和焊缝的力学性能。     

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.     

316不锈钢电子束焊接热处理复合接头组织及力学性能

通过调节扫描轨迹、束流数量、束流能量比、束流间距等参数,进行了316不锈钢电子束焊接同步预热/缓冷复合工艺研究,获得了成形良好的焊接接头。利用光学显微镜、材料试验机、扫描电子显微镜等测试分析了电子束焊接热处理复合接头的显微组织、显微硬度、拉伸性能、拉伸断口。结果表明,与常规电子束焊接相比,电子束焊接热处理复合接头焊缝区的析出相细小均匀,焊缝区及热影响区显的微硬度分布均匀,焊接热处理复合接头抗拉强度提高了6%;接头的微观断口具有韧性断裂特征,断口为典型韧窝断口;电子束焊接热处理复合加工有助于提高焊缝质量和焊缝的力学性能。