钢轨铝热焊工艺及焊接接头性能研究

分别采用QPCJ铝热焊剂、THERMIT铝热焊剂以及国产铝热焊剂在U75V钢轨母材上制备了三种焊接接头,分析研究了接头的合金成分、拉伸和冲击性能.结果表明,三种焊接接头的拉伸性能均符合333/T1632-2005的要求.国产焊接接头的w(S)、w(P)较高,焊接接头易发生疲劳断裂,并且造成冲击性能偏低.因此应进一步优化设计铝热焊剂.     

钢轨焊接接头冲击吸收功统计与分析

统计与分析了U71Mn和U75V系列钢轨接头的室温冲击吸收功性能及规律,系统全面地了解了钢轨焊接接头冲击性能特点,可为焊接工艺制订规范和质量控制提供参考依据。统计与分析结果表明:铝热焊、移动焊、固定焊和气压焊接头冲击吸收功的平均值分别为4,14.1,13.8,14.1 J,铝热焊接头的韧性最差,闪光焊和气压焊相当;不同焊接方法不同系列钢轨(除气压焊外)的冲击吸收功平均值轨头轨底轨腰;气压焊接头冲击吸收功平均值轨底轨头轨腰;轨腰由于脆性夹杂物、疏松、偏析等缺陷原因冲击吸收功最低。U71Mn和U75V系列钢轨焊接接头全断面各部位的冲击吸收功变化规律相似,距离钢轨断面对称中心线越近,冲击吸收功越低。     

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...     

钢轨现场焊打磨工艺对接头质量的影响

针对无缝线路换铺工程中的钢轨焊接接头踏面上出现的纵向裂纹问题,采用现代材料分析方法分析该类裂纹的特征和组织形貌;采用数控钢轨仿形精磨机进行打磨工艺的模拟对比试验,探讨该类裂纹的形成原因。结果表明,纵向裂纹的产生原因是焊后打磨操作违规导致焊接接头轨顶面打磨发蓝,形成了薄壳状马氏体硬化层,在列车车轮碾压作用下形成了沿纵向的表面裂纹,致使钢轨接头损伤。打磨压力越大,砂轮硬度越高,焊头表面越容易发生打磨发蓝现象。     

重载线钢轨焊接接头常见失效形式及特征分析

研究和分析了重载线不同焊接方法的钢轨接头的几种常见失效形式及特征,通过失效机理和原因分析,提出了相应的改进对策,从而提高重载线钢轨焊接接头的服役效率。重载线焊接接头伤损特点:焊接缺陷易形成疲劳裂纹源;易形成应力集中区域,裂纹萌生和扩展较快,疲劳敏感性强;裂纹的扩展至断裂,其周期较短,隐患较大。     

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.     

高速道岔铝热焊焊接技术控制

随着高铁的发展,高速道岔铝热焊焊接技术日益重要。本文从铝热焊的过程出发,讨论了钢轨铝热焊常见质量缺陷及注意事项,总结了高速道岔铝热焊焊接工艺关键技术及质量控制要点,并在实际运用中取得了较好效果,为其他铝热焊焊接工艺提供了借鉴经验。     

钢轨窄间隙气保护自动化焊接可行性研究

目前无缝线路的建设及钢轨修复主要采用闪光对焊、气压焊、铝热焊和电弧焊,但其使用环境和接头质量等方面存在着一定的限制,需要一种效率更高、质量更好的解决方案。对钢轨窄间隙气保护自动化焊接系统在钢轨焊接中的应用进行可行性研究,系统采用FANUC公司的小型机器人和山东奥太焊接电源,以特定的摆动方式与焊接方法进行焊接,焊缝成形良好,内部熔合状况良好,但因试验钢轨较短,焊接过程中钢轨变形严重,采取了一定的抗变形措施,应进一步开展研究和推广应用。     

无缝钢轨焊接接头在冲击荷载作用下的磨损性能研究

为掌握无缝钢轨焊接接头在列车运行冲击荷载作用下的磨损规律,文中对闪光焊和铝热焊2种焊接工艺的接头,在不同冲击荷载、冲击循环次数下的磨损进行模拟试验。结果表明：母材的磨损程度最小,焊缝的磨损程度居中,热影响区的磨损程度最大,热影响区将先于焊缝进入疲劳磨损状态;磨损程度随着冲击载荷和循环次数的增加而逐渐增大,在低冲击力下,闪光焊热影响区磨损程度小于铝热焊热影响区的;在高冲击力下,闪光焊热影响区磨损程度高于铝热焊热影响区的;经历冲击磨损后,珠光体组织逐渐拉长为纤维状,接头处的Fe含量逐渐减小,C和O含量将逐渐增加;疲劳磨损和氧化磨损是造成钢轨接头冲击磨损的主要原因。     

T2紫铜-45钢电子束焊双材料界面性能与裂纹偏转

焊接接头性能与缺陷一直是焊接材料相关课题的重要方面,大量的研究描述了焊接材料的接头性能与特征,但异种焊接材料的界面与开裂问题研究并不充分. 文中对T2紫铜-C45钢电子束焊接双材料界面强度和裂纹开裂的问题,首先采用标准拉伸和三点弯曲试验,得到该材料焊缝区抗拉强度、屈服强度、弹性模量参数,并依此计算判断出断裂韧性值;其次对拉伸和三点弯曲试验试样的宏观和微观断口分析,表征其断口形貌特征,得出断口断裂类型为准解理和沿晶脆性复合断裂模式;基于试验分析结果对裂纹开裂偏转路径进行讨论,得出裂纹沿焊缝区扩展并偏向T2紫铜端;最后以实测参数为基准,基于ABAQUS有限元分析得出三点弯曲试验下焊缝区的裂纹扩展和偏转方向结果,为该种异种金属焊接材料接头性能的提升提供了依据.     

含铜磷合金铝热焊粉的开发及性能研究

研究铜磷合金的添加对铝热焊粉性能的影响,同时对其不锈钢包钢焊接接头导电性能、接头强度与国外特质焊粉进行对比。结果表明,随着铜磷合金含量的增加,铝热焊粉焊接接头截面气孔呈先减后增的趋势;铜磷合金含量为7.5%的铝热焊粉焊接接头无气孔、未焊合等缺陷,接头基本以含铜固溶体为主,并分布着游离状的富铁相,接头界面分布着少量颗粒状氧化铝、氟化钙等夹渣。与国外特制焊粉焊接不锈钢包钢接头性能相比,铜磷合金含量为7.5%的铝热焊粉焊接接头从宏观形貌、显微组织、导电性能、力学性能都非常相似。     

钢轨铝热焊轨头下颚伤损分析及预防对策

钢轨铝热焊接头下颚裂纹产生的主要原因是焊缝金属收缩应力和钢轨的温度应力。当应力达到一定数值和比例,接头下颚处就出现应力集中峰值。车轮压过接头时,此处应力减小,从而产生疲劳应力循环,达到一定循环次数后产生开裂。     

钢轨气压焊接头断裂的组织研究

对钢轨气压焊接头断裂的组织进行了研究,结果表明,钢轨焊接温度过高使轨底产生过烧组织或脱碳等缺陷;钢轨焊接后,接头温度降至450－550℃时必须及时正火,否则在焊接热影响区将产生马氏体组织和冷裂纹,使钢轨性能下降。     

钢轨焊接方法与焊接接头的质量控制研究

钢轨焊接接头的质量直接影响着机车行车安全。本文主要对铺设无缝线路焊接中的闪光焊、气压焊、铝热焊三种焊接工艺的性质、原理以及相应的优缺点进行了比较说明,指出了它们的主要应用场合以及焊后缺陷的类型及原因,并提出了减少焊接缺陷的应对措施。     

异种金属焊接接头的应力腐蚀开裂和寿命评估

综述了镍基合金异种金属焊接接头和不锈钢异种金属焊接接头的焊接工艺、缺陷特征和残余应力应变特征;介绍了目前国内外异种金属焊接接头应力腐蚀开裂裂纹萌生和扩展行为的研究进展;介绍了核电站中发生的异种金属焊接接头应力腐蚀开裂的典型失效案例及其有效的缓解技术。结合历史经验、实验室研究和ASME规范等,对异种金属焊接接头进行了应力腐蚀开裂敏感性评估和寿命评估。     

钢轨铝热焊焊接工艺及其质量控制

目前在线路维修中越来越多地采用铝热焊技术,本文分析了钢轨铝热焊焊接工艺及焊接过程中可能出现的缺陷以及缺陷出现的可能原因,从而便于分析、采取保障措施,更好地保证铝热焊的质量。     

超超临界1000MW机组P92钢焊接接头开裂原因分析及修复

通过资料调查、现场勘查和取样检测,比较全面地研究了1 000 MW超超临界机组P92钢焊接接头开裂原因。经分析认为,焊接接头裂纹类型为Ⅳ型蠕变裂纹,材料本身特质、服役温度、焊接接头应力状态是决定Ⅳ型裂纹早期产生的先决条件。在高温运行条件以及机组启停过程中,低旁暖管膨胀变化产生较大的管道二次应力,细晶区产生了蠕变损伤,并发展成裂纹。通过机械切割的方法将失效焊接接头切除后,成功进行了焊接修复,并对修复后的焊接接头应力状态进行了优化,可为P92钢焊接接头早期Ⅳ型开裂的预防和处理提供经验借鉴。     

焊前准备、焊后处理及辅助设备

坡口角度对TCS不锈钢焊接接头组织及力学性能的影响；预热时间对钢轨铝热焊焊缝组织和力学性能的影响；5Al2铝合金有限宽薄板钨极惰性气体焊接的数值模拟；气焊熔剂在铝合金激光焊接中的应用；热处理对TD3合金显微结构与力学性能的影响     

不锈钢包钢复合材料铝热焊接试验研究

针对新型耐腐蚀接地网材料不锈钢包钢复合材料的铝热焊技术,以铝粉、氧化亚铜和氧化铜为基体,添加铜磷合金、硼酐和硅钡钙等合金粉末研制出专用铝热焊粉,并对接头组织形貌、物理和力学性能进行研究。结果表明,研制的新型焊粉可以获得完好的不锈钢包钢接头,接头表面光滑,内部无气孔、夹渣和裂纹等缺欠。焊粉熔体熔点、焊接接头电阻值和强度指标达到进口焊粉水平,优于国内市售焊粉,完全可以满足新型接地装置的工程应用。