【正文】 鋼軌焊接理論培訓班講義(移動閃光焊部分)鐵科院金化所北京市海淀區(qū)大柳樹路2號主要內(nèi)容梗概第一章:基礎(chǔ)知識:金屬的力學性能:鋼軌的基本知識第二章:鋼軌焊接理論:鋼軌焊接方法:閃光焊接的基本概念和基本理論第三章:鋼軌閃光焊接設(shè)備第四章:鋼軌閃光焊接工藝和技術(shù)規(guī)程第五章:鋼軌閃光焊接缺陷及預防第六章:鋼軌焊接接頭打磨第七章:鋼軌焊接標準第八章:高速鐵路鋼軌焊接質(zhì)量控制附錄1:百米定尺鋼軌吊運,存放規(guī)定(暫行)附錄2:鋼軌焊接接頭標識規(guī)則前言鋼軌焊接質(zhì)量關(guān)系到鐵路和車安全鐵路提速和客運專線建設(shè)對鋼軌焊接質(zhì)量提出了更高的要求中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃描給了2020年以前鐵路發(fā)展的宏偉藍圖,未來幾年是中國鐵路大規(guī)模建設(shè)的關(guān)鍵階段我國鋼軌焊接作業(yè)人員的素質(zhì)急待提高第一章 基礎(chǔ)知識 金屬的力學性能金屬力學性能:定義::強度、塑性、硬度和韌性。 強度 定義：金屬材料在外力作用下抵抗永久變形和斷裂的能力。MPA=N/MM2 常用強度指標主要有：抗拉強度屈服強度 塑性：定義：金屬材料在外力作用下產(chǎn)生永久變形的能力常用的塑性批標主要有：伸長率5和斷面收縮率標距長度等于試樣直徑的5倍 通常倍時的延伸率為同一材料的不能直接比較鋼軌焊接中用拉伸試驗抗拉伸試驗試件及斷口照片 硬度定義：衡量金屬材料軟硬程度的一種性能通常用壓入硬度法。常用硬度指標：布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度。（1） 布氏硬度：以一定直徑、一定載荷P壓入表面，保持一定時間，測量壓痕直徑D，求出壓痕面積F（P/F=HB）表示方法：HBS（壓頭為卒火鋼球，適用于布氏硬度值小于450的材料） HBW(壓頭為硬質(zhì)全金，適用于布氏硬度450650的材料。例如：150HBS10/1000/30:表示用100MM淬火鋼球，（1000KGF）載荷作用下，保持30秒。測得的布氏硬度為150。優(yōu)點：硬度值代表性全面，不受個別組成相及微小不均勻度的影響。試驗數(shù)據(jù)穩(wěn)定。數(shù)據(jù)重復性強。缺點：壓痕大。不適用于成品檢驗。鋼軌頂面布氏硬度測量（2） 洛氏硬度：測量壓痕深度。我國常用三種標尺：HRA\HRB HRC 優(yōu)點：操作方便?？梢灾苯幼x數(shù)缺點、：壓痕小。代表性差。如果進料存在偏折。測量值分散度大（3） 維氏硬度：試驗原理與布氏硬度相同。根據(jù)壓痕單位面積載荷計算硬度值。不同點是：壓頭是金剛石棱錐體。符號：HV 例如：640HV30/20,表示施加30kgf載荷,保持20秒,測得的維氏硬度值是640/優(yōu)點:精確可靠缺點:生產(chǎn)率低,不適用于成批生是的常規(guī)檢驗.:定義::沖擊動:AKU(或AKV )缺口類型:韌性轉(zhuǎn)變,斷裂強度大于尸屈服強度,材料先發(fā)生屈服，后發(fā)生斷裂。當TTK時斷裂強度小于屈服強度,材料尚未發(fā)生屈服就已經(jīng)達到了它的斷裂強度,也就是沒有發(fā)生明顯塑性變形就已經(jīng)斷裂,呈現(xiàn)脆性斷裂,溫度TK為材料屈服強度與斷裂強度相等的溫度,凡提高屈服強度的因素,因此材料的屈強比提高,脆斷傾向也會增加.:作用:承受機車車輛的重量,并將重量及其震動沖擊力傳給道床,:壓力,.要求:鋼軌應該 :.鋼軌的冶煉和軋制.1)按化學成分:普通碳素鋼軌(U7U71Mn)、低(微)合金鋼軌（U75v）合金鋼軌2）按外型尺寸和重量：43kg/m,50kg/m 60kg/m 75kg/m3)按強度級別：80kg級(U74) ,785Mpa 90kg級(u71Mn) 883Mpa 100kg 級[U75v (PD3) U76NbRe (BnbRe)], 980Mpa4）按牌號：U7U71Mn U75v(PD3) 、U76NbRe(BnbRe)等 5）按交貨狀態(tài)：熱軋鋼軌和熱處理鋼軌。鋼軌淬火后。強度強以達到1080Mpa1275Mpa注：目前我國已經(jīng)停止生產(chǎn)U74鋼軌。干線鐵路已經(jīng)取消U74鋼軌，支線鐵路還有部分U74鋼軌，焊接再用鋼軌時可能還會遇到。1）牌號：U7U71Mn U75v、U76NbReU74: U是鋼軌鋼代號。%Mn：表示鋼軌中含有錳元素。 U71Mn（k）客專用軌，強度級別相當于U71Mn ，化學成分相當于歐洲EN2602）廠標：鋼軌廠標（攀鋼）和牌號（U75v）攀鋼，05年，2號爐，第1176爐現(xiàn)在的標識武鋼的鋼軌標識軌端貼有標簽，顯示負軌型號。牌號。長度。爐號。交貨狀態(tài)等 。有的還標注適用的線路速度基礎(chǔ)知識：軌頭軌腰軌底（TB/T23342003,鐵標適用速度為160km/h及以下）軌高允差軌底寬允差軌頭寬允差面積50kg/m152177。132+70177。60kg/m176177。150+73177。75kg/m192177。150+75177。注1：端面不對稱，允差偏差177。注2：鋼軌端部彎曲：1米范圍內(nèi)，向上≤,向下≤,左右≤注3：端面斜度（垂直、水平方向≤注4：高速鐵路對鋼軌外形尺寸另有要求 TB/T23442003對熱軋鋼軌的表面質(zhì)量要求（1）鋼軌表面不應有裂紋；（2）熱刮傷、軋痕、縱向線紋、折疊、（3）冷狀態(tài)下形成的鋼軌縱秘史或橫向劃痕、碰傷的深度不應大于：（軌底下表面不應有橫向劃痕）；（4）鋼軌表面缺陷允許用打磨方法清理干凈。清理應沿縱向進行。清理寬度不應小于深度的5倍。清理后保證鋼軌尺寸符合規(guī)定。鋼軌修磨處應圓滑過渡。并且不應影響其顯微組織 鋼軌的第學成分（%）cSiMnVRepSU74≤≤U71Mn≤≤U75v≤≤U76NbRe≤≤碳元素：提高強度，硬度。但碳元素增加、塑性、韌性變差。鋼軌是高碳鋼錳元素：是一種強化元素、強化鐵素和細化珠光體組織。提高強度。硬度但錳保量增加，塑性、韌性變差，過熱敏感性淬硬性增加。晚使晶體長。錳元素與硫元素結(jié)合形成高熔點的硫化錳雜物。形成焊接缺陷。硅元素：強化元素。大量溶于鐵素休、提高耐磨性。但硅合量增加。塑性、韌性下降，硅與氧的親和力比鐵強。晚形成焊接缺陷。釩元素：碳化物形成元素、細化晶粒，降低過熱敏感性。提高強度。韌性，微量的釩元素對焊接有利。鈮（Nb）元素：固溶到奧氏體中。可使奧代體晶粒細化。提高韌性。稀土元素 ：改變夾雜物形態(tài)，對夾雜物起變質(zhì)處理作用，提高韌性。硫（S）元素：有害元素，易形成熱裂紋磷（P）元素：有害元素，易形成冷裂紋。(未脫干凈).鋼軌中最常見的夾雜物是脆性的鏈狀AL2O3和塑性的長條狀MnS、FeS.危害：破壞基體的連續(xù)性，降低韌性、塑性、焊接性、耐磨性、是鋼軌疲勞傷損的主要原因。產(chǎn)生裂紋源和應力集中，存在于軌頭。常引起剝離和掉塊。非金屬夾雜物是鋼軌純凈度的重要批標（在TB23442003中有規(guī)定）：A類夾雜：硫化物，B類夾雜：氧化鋁，C類夾雜：硅酸鹽，D類夾雜：球狀氧化物。鋼軌中的夾雜物：左圖：C 類夾雜右圖C類D類夾雜共存是鋼軌中的脆性組織，不允許存在馬氏體：高溫奧氏體在較快冷卻下的較變產(chǎn)物危害：存在于軌頭，引起剝離掉塊，存在于軌底，引起斷裂來源：軋制或焊接近程中、注意鋼軌或接頭在高溫下不允許淋水成分偏析：鋼軌中局部某元素含量超高，成分不均勻危害：焊接性變差。晶格畸變嚴重，引發(fā)形核，斷裂，硅元素偏析，焊接時易形成灰斑。 不能直接用于焊接的鋼軌 （1）尺寸允許偏差超出鐵標的鋼軌。特別是軌高軌頭寬。軌端向下彎曲超標的鋼軌（2）表面質(zhì)量或傷損超過鐵標規(guī)定的鋼軌（3）對鋼軌母材落錘檢查，復驗2次仍不符合規(guī)定時；。不得混焊5異形鋼軌型式檢驗未達到小斷而尺寸鋼軌焊接標準時6進貨渠道不明，沒有質(zhì)保書的鋼軌7舊軌未來、經(jīng)整修和探傷時根據(jù)線路設(shè)計速度不同，執(zhí)行不同的鋼軌標準43kg/m75kg/m熱軋鋼軌訂貨技術(shù)條件（TB23442003）時速200公里客運專線60kg/m鋼軌暫行技術(shù)條件（1998）250km/h客運專線60kg/m鋼軌暫行技術(shù)條件（2005）時速300公里高速線路60kg/m鋼軌暫行技術(shù)條件（1998）350km/h客運專線60kg/m鋼軌暫行技術(shù)條件(2004)以下重點介紹350km/h客運專線60kg/m鋼軌暫行技術(shù)條件,主要包括:鋼軌幾何尺寸,平直度. 化學成分,性能.,表面質(zhì)量 其它要求參內(nèi)子標準原文尺寸允許偏差160km/h200km/h250km/h300km/h350km/h鋼軌高度177。177。177。177。177。軌頭寬度177。177。177。177。177。軌腰厚度+ + + + + 軌底寬度+ 177。177。177。177。軌底邊緣厚度+ 離軌底邊緣20mm的軌底厚度177。+ 離軌底邊緣20mm的軌底厚度177。+ 軌底凹陷≤≤≤≤≤端面斜度≤≤≤≤≤端面不對稱177。177。177。177。177。平直度允許值160km/h200km/h250km/h300km/h350km/h軌端01m向上≤軌端02m部位向上≤≤向下≤水平≤≤向上≤≤向下≤水平≤≤向上≤向下≤水平≤向上≤向下≤水平≤垂直≤。水平≤距軌端13m部位垂直≤水平≤垂直≤水平≤垂直≤水平≤軌身垂直方向≤≤水平方向：水平≤垂直方向≤≤水平方向：水平≤垂直方向≤≤水平方向：水平≤垂直方向≤≤水平方向：水平≤垂直方向≤≤水平方向：水平≤（350km/h客運專線60kg/m鋼軌暫行技術(shù)條件）鋼號CSiMnpSVALEN260~~~≤~≤≤U75V~~~≤~~≤抗拉強度、伸長率和軌頭踏面硬度（350km/h客運專線60kg/m鋼軌暫行技術(shù)條件）鋼號抗拉強度Rm(N/mm2)伸長率A（%）軌頭踏面中心線硬度（HBW10/3000）EN260≥880≥10260~300U75V≥980≥10280~320軌頭跳面中心線硬度值應符合上表規(guī)定，在同一根鋼軌上石硬度變化范圍應不大于30HB表面質(zhì)量1） 鋼軌表面不應有裂紋2） 在熱狀態(tài)下形成的鋼軌縱向?qū)话骞蝹⒛ズ?、熱刮傷、縱向線紋、折疊、氧化皮壓入、軋痕等的最大允許深度；——鋼軌踏面： ——鋼軌其他部位：3） 在冷狀態(tài)下形成的鋼軌縱向及橫向劃痕等缺陷最大允許深度；——(軌底下表面不應有橫向劃痕)——鋼軌其他部位：4） 表面缺陷銹磨 如果缺陷深度無法測量，可用深度探測器進行探測，然后修磨到符合以下標準，修磨時可用手砂輪，銼刀或砂帶，但應保證鋼軌的顯微組織不受影響和修磨面輪廓應圓滑，最大允許修磨深度：——鋼軌踏面： ——鋼軌其他部位：，每10m可修磨1處，修磨后鋼軌的尺寸和平直度應符合要求。 熱處理鋼軌熱處理鋼軌熱軋鋼軌（俗稱素軌）熱處理鋼軌（俗稱淬火軌）熱處理鋼軌：同時提高強度和韌性，提高耐磨性。提高壽命經(jīng)濟有效。熱處理鋼軌分類： ——在線熱處理：鋼軌軋制后不再重新加熱到奧氏體化狀態(tài)而直接加速冷卻，得到細片狀珠光體組織的熱處理。利用軋制余熱，一次加熱全斷面離線熱處理：將鋼軌重新加熱到奧氏體化狀態(tài)后加速冷卻，得到細片狀珠光體組織的熱處理。利用電感應二次加熱。加速冷卻方式：噴風+噴霧硬化層形狀包圍軌頭周邊呈對稱分布的帽形硬化層深度頂面不小于15毫米，側(cè)面不小于10毫米熱處理鋼軌代號太性能H340:軌頂面硬度332391（HBW10/3000）抗拉強度不小于1180Mpa,伸長率不小于10%H370：軌頂面石硬度341401（HBW10/3000）具體要求參見熱處理鋼軌技術(shù)條件(TB/T26352004)思考量題金屬力學性能常用指標有哪些?塑性指標主要包括哪兩項?硬度指標有哪些?150HBS10/1000/30表示什么意思?鋼軌按照型號\牌號\交貨狀態(tài)如何分類?解釋U75V的含義?鐵道行業(yè)標準TB/T2344是關(guān)于什么的標準?規(guī)定的60kg/m鋼軌主要幾何尺寸和允許偏差是多少?端面不對稱允許偏差是多少?鋼軌端部彎曲允許偏差是多少?端面斜度(垂直\水平方向)允許偏差是多少?350km/h客運專線60km/h鋼軌暫行技術(shù)條件,規(guī)定的鋼軌端部彎曲允許偏差是多少?踏面硬度是多少?在冷狀態(tài)下形成的鋼軌頂面和底面,縱向和橫向劃痕最大允許深度是多少?鋼軌中主要化學元素有哪些?熱處理鋼軌如何分類?第三章：鋼軌閃光焊接設(shè)備 生產(chǎn)設(shè)備主要有（1） 配電室；（2） 焊軌作業(yè)線（動力滾筒、非動力滾筒）；（3） 20 噸吊車 4 臺： 卸車、選配軌、配合進軌；（4） 鋼軌焊前矯直機1 臺：焊前矯直鋼軌端硬彎；（5） 鋸軌機（宜采用帶鋸機）；（6） 除銹機1臺：焊前鋼軌除銹；（宜備角向磨光機，裝配鋼絲砂輪）