重載線鋼軌焊接接頭磨損研究.pdf

1、重載鐵路通過擴能改造和技術創(chuàng)新，運輸能力得到快速提升，隨著重載鐵路軸重、單列最大載重和運量的不斷增加，鋼軌及其焊接接頭磨損日益嚴重。然而近幾年的國內外研究主要集中在重載鐵路鋼軌壓潰剝離和曲線段側磨領域，很少系統(tǒng)的研究作為軌道薄弱環(huán)節(jié)的焊接接頭的磨損方式、機理和失效形式等。本文主要研究重載鋼軌焊接接頭區(qū)域相對于相鄰母材的不均衡磨損方式和機理，以期達到通過控制接頭狀態(tài)以減少焊接接頭區(qū)域的不均衡磨耗，延長鋼軌焊接接頭的服役壽命。
　　研

2、究工作基于近幾年重載線鋼軌焊接接頭的磨損情況，研究不同焊接方法的各種鋼軌接頭對應的磨損機制原理，以及相對應的磨損失效形式。通過現場的監(jiān)測、考察和后期的取樣試驗，得到大量的統(tǒng)計和積累數據后，經過準確合理的數據分析，得到一些結論性內容。
　　重載線服役鋼軌焊接接頭磨損周期一般分為三個階段:接頭磨合期、焊縫及熱影響區(qū)的加速磨耗期和接頭區(qū)域穩(wěn)定磨損期;三個階段的時間長短不同，接頭磨合初期較為穩(wěn)定，一般為2-4個月，而焊縫及熱影響區(qū)的加速磨

3、耗期所受接頭本身性能及服役條件的影響，差別較大，然后進入接頭穩(wěn)定磨損期，直至接頭下道退役。分析了5種類型的起始平直度焊接接頭磨損情況，其中平接頭的磨耗狀況最好，具有磨速小磨耗低的特點，而凸接頭和凹接頭的狀況較差。
　　焊接接頭服役過程中的磨耗狀態(tài)與軌頂踏面硬度分布密切相關，焊接接頭在焊縫及熱影響區(qū)的軟化區(qū)相對其他位置磨耗較為嚴重，磨耗的嚴重性與硬度差異的程度相關。鋼軌焊接接頭軌頂面硬度分布與磨耗的關系的規(guī)律:閃光焊和鋁熱焊接頭區(qū)域

4、相對磨耗都隨著接頭/母材硬度(Hj/Hb)比值的增加而減小，接頭與母材硬度比為0.98左右時，接頭與母材的相對磨耗量最小，此時，焊縫硬度接近母材的1.06-1.07倍。接頭軟化區(qū)相對磨耗量隨軟化區(qū)寬度增大而增大，閃光焊接頭軟化區(qū)寬度小于13mm時磨耗速率處于0.06mm/month以下，接頭軟化區(qū)磨耗壓潰程度大大降低，鋁熱焊接頭軟化區(qū)寬度小于16mm時磨耗速率處于0.08mm/month以下，接頭軟化區(qū)磨耗壓潰程度大大降低。閃光焊接頭與

5、鋁熱焊接頭研究結果相當接近，說明不論哪種焊接方法，接頭區(qū)域相對磨耗量與接頭區(qū)域踏面硬度密切相關，規(guī)律相似。
　　焊接接頭踏面表面裂紋分布狀態(tài):閃光焊熔合線區(qū)域裂紋較集中，往鋼軌內部擴展，裂紋擴展深度和擴展長度都大于母材處。鋁熱焊焊縫區(qū)域和軟化區(qū)裂紋分布密度比母材處小，但是裂紋擴展深度和擴展長度都大于母材處，往鋼軌內部擴展更快，且存在比較明顯的撕裂現象。與閃光焊接頭相比，鋁熱焊接頭區(qū)域的表面裂紋密度相差不大，但擴展深度較大，擴展較快