u71mn與u75v鋼軌焊接可行性及可靠性研究(已修改)
2025-07-05 07:42 本頁面
【正文】 U71Mn與U75V鋼軌焊接可行性及可靠性研究U71Mn與U75V鋼軌焊接可行性及可靠性研究目 錄1 不同材質(zhì)鋼軌焊接相關(guān)標準 3 地方標準 3 行業(yè)標準 3 應用及研究情況 32 不同材質(zhì)鋼軌性能分析 4 化學成分 4 物理性質(zhì) 5 機械性能 5 結(jié)論 53 鋼軌氣壓焊 6 焊接原理 6 焊接工藝 6 材質(zhì)對焊接工藝的影響 7 材質(zhì)對焊接質(zhì)量的影響 7 可行性及可靠性分析 74 鋼軌鋁熱焊 8 焊接原理 8 焊接工藝 8 材質(zhì)對焊接工藝的影響 8 材質(zhì)對焊縫質(zhì)量的影響 10 可行性及可靠性分析 105 鋼軌閃光焊 10 焊接原理 10 焊接工藝 11 預熱閃光焊 11 連續(xù)閃光焊 12 脈動閃光焊 13 材質(zhì)對焊接工藝的影響 14 材質(zhì)對焊縫質(zhì)量的影響 15 可行性及可靠性分析 166 結(jié)論及建議 171 不同材質(zhì)鋼軌焊接相關(guān)標準 地方標準《DB 11 9952013 城市軌道交通工程設(shè)計規(guī)范》中有如下規(guī)定：“軌道結(jié)構(gòu)部件及工程材料應符合國家或行業(yè)的相關(guān)要求，全線軌道產(chǎn)品宜統(tǒng)一”。此條標準屬于建議性標準，表明無特殊情況盡量采用同種鋼軌焊接。 行業(yè)標準《TB/T 鋼軌焊接》是鐵道行業(yè)標準，主要分為四個部分：通用技術(shù)條件、閃光焊接、鋁熱焊接、氣壓焊接。其中閃光焊接、鋁熱焊接、氣壓焊接中關(guān)于不同牌號鋼軌焊接接頭質(zhì)量要求有如下規(guī)定：“不同牌號鋼軌之間的焊接，焊接接頭的質(zhì)量要求按照強度級別較低的鋼軌執(zhí)行”；鋁熱焊接中關(guān)于不同牌號鋼軌焊接焊劑選擇有如下規(guī)定：“供應商應在手冊中詳細列明所需設(shè)備及消耗性材料，以及詳細的操作方法，還應包括下列內(nèi)容：…不同牌號、型號的鋼軌所對應的焊劑...”；由上述標準描述可知，鐵路中對于異種鋼軌焊接主要在焊劑選擇（鋁熱焊）和接頭質(zhì)量要求兩個方面有明確的規(guī)定，對于焊接工藝無明確規(guī)定。地鐵規(guī)范中對異種鋼軌焊接無明確規(guī)定。 應用及研究情況氣壓焊：不同材質(zhì)鋼軌氣壓焊接在實際生產(chǎn)中沒有具體的應用。鋁熱焊：施密特鋼軌技術(shù)（昆山）有限公司的鋁熱焊說明書中有不同材質(zhì)鋼軌鋁熱焊接焊劑選擇的相關(guān)規(guī)定。某鐵路局探傷管理組的《鋁熱焊焊縫探傷工藝》中有不同材質(zhì)鋼軌鋁熱焊接焊劑選擇的相關(guān)規(guī)定。閃光焊：不同材質(zhì)如鋼軌和高錳鋼轍叉焊接有相關(guān)應用。鋼軌與高錳鋼轍叉在線膨脹系數(shù)和導熱性能上有很大差別不能直接焊接，《高錳鋼轍叉和高碳鋼鋼軌的焊接》一文中提出目前采用“過渡塊”，一般是一種用鈮或鈦穩(wěn)定化處理的低碳奧氏體鋼，先將其制成鋼軌形狀的過渡層，與鋼軌進行閃光焊，再將帶有過渡層的鋼軌與高錳鋼轍叉焊接。《貝氏體合金鋼軌與PD3鋼軌閃光焊接工藝研究》中對貝氏體合金鋼軌與PD3鋼軌焊接進行了試驗，采用預熱閃光焊接工藝，通過優(yōu)化試驗，確定了主要焊接參數(shù)進行了閃光焊接并正火處理。焊后對焊縫進行了質(zhì)量檢測，符合標準的規(guī)定值。研究表明貝氏體合金鋼軌與PD3鋼軌可以進行閃光焊接，只要選取合適的焊接參數(shù)和熱處理參數(shù)，就能得到滿足標準的焊縫。鐵道科學研究院金化所現(xiàn)場焊接人員反饋在實際生產(chǎn)中存在不同材質(zhì)鋼軌采用閃光焊接，U71Mn和U75V鋼軌可以進行閃光焊接，經(jīng)過前期的參數(shù)調(diào)整和工藝試驗后進行焊接，接頭可以滿足標準要求?？傮w來說，不同材質(zhì)鋼軌焊接在鐵路中有應用并有相關(guān)規(guī)范，在地鐵中并無應用的相關(guān)資料。2 不同材質(zhì)鋼軌性能分析地鐵中常用的鋼軌材質(zhì)有U75V和U71Mn兩種，這兩種材質(zhì)的鋼軌在化學成分、物理性質(zhì)、機械性能上有很大的不同。 化學成分U75V鋼軌和U71Mn鋼軌兩者化學成分不同，各元素含量見表11。表11 U75V鋼軌和U71Mn鋼軌化學成分由上表數(shù)據(jù)可知，與U71Mn鋼軌相比，U75V鋼軌的含碳量有一定程度增加，Si和V的含量明顯提高，Mn的含量有所降低。由于含碳量略有增加，U75V鋼軌的抗拉強度、耐磨性及硬度有所提高，其塑性和韌性有所降低。Si易與氧化合，故能去除鋼中氣泡，使鋼質(zhì)密實細致。由于Si含量的提高，U75V鋼軌的耐磨性有顯著提高。但是Si也降低了U75V鋼軌的焊接性能。焊接時易產(chǎn)生低熔點硅酸鹽，增加了熔渣和融合金屬的流動性，可能引起嚴重噴濺現(xiàn)象，影響焊縫質(zhì)量。同時，Si含量的提高降低了鋼軌熱傳導性能，焊接時需要強化加熱。V的含量增加可有效提高鋼軌的抗拉和疲勞強度，以及耐磨和耐腐蝕的性能。V在鋼中以碳化物V4C3的形態(tài)存在，起著細化鋼的組織和晶粒，降低鋼的過熱敏感性等作用。 物理性質(zhì)鋼軌在加熱或冷卻的過程中，內(nèi)部組織發(fā)生轉(zhuǎn)變的溫度稱為臨界溫度（臨界點）。臨界點Ac1表示鋼在焊接加熱時珠光體轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體的終了溫度，臨界點Ac3表示鋼在焊接加熱時鐵素體轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體的終了溫度。臨界點Ar3表示鋼在焊接后冷卻過程中由奧氏體開始析出鐵素體的溫度。臨界點Ar1表示焊接后冷卻過程中奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w的溫度。不
數(shù)學相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1