残余应力对钢轨焊接接头落锤试验性能的影响

对钢轨窄间隙电弧焊接头热处理前后的残余应力分布进行了测量和比较,结合落锤试验结果和断口形貌,分析了焊接残余应力对钢轨接头落锤试验性能的影响.结果表明,热处理前,钢轨接头的轨腰和轨颚部位存在较大残余拉应力,在落锤冲击载荷作用下容易形成裂纹源,并沿轨腰向母材延伸、扩展、断裂;热处理后,钢轨接头的残余应力最大值下降1/2~2/3,抗冲击载荷能力显著提高,落锤试验时的钢轨接头沿焊缝中心或热影响区垂直断裂.钢轨接头存在较大残余应力时,在落锤冲击载荷作用下,容易在残余应力较大的部位产生裂纹,并加速扩展和断裂.

高速铁路钢轨焊接技术的发展与应用

主要介绍高速铁路钢轨及钢轨焊接技术的国内外发展和应用现状。采用合金化和热处理方法提高珠光体钢轨的力学性能已接近极限,而贝氏体钢轨不仅具有优异的力学性能,而且具有优良的耐磨和耐表面伤损性能,是21世纪的钢轨发展方向。无缝线路的钢轨焊接主要有闪光焊、气压焊、铝热焊和电弧焊4种方法。闪光焊主要用于厂焊或基地焊;移动闪光焊和移动气压焊用于单元轨节现场焊;铝热焊和电弧焊常用于现场锁定焊、大修换轨和道岔焊接。闪光焊的焊接接头质量和生产效率是最佳的,相对于闪光焊,气压焊在单元轨节焊接中成本优势明显。铝热焊和电弧焊属于钢轨原位焊接,铝热焊操作简单灵活,但焊接接头综合性能较差;电弧焊在日本应用广泛,中国正在开展全自动钢轨窄间隙电弧焊接设备的研究开发和应用试验。

基于激光干涉法精密测量材料线膨胀系数装置的研究

阐述了中国计量科学研究院自行设计和研制的基于激光干涉法材料线膨胀系数测量的装置。该装置采用单频激光干涉法测量样品长度变化。为了消除样品自重带来的影响，进行了新的光路设计，以实现材料线膨胀系数的绝对测量，其分辨率小于1nm。在常温下采用美国国家标准技术研究院（NIST）标准参考物质硼硅酸玻璃进行了测试，测得材料线膨胀系数与NIST公布值的相对偏差在1．2％以内，结果证明，该测量装置的性能是可靠的。

激光干涉法测量硅高温环境下的线膨胀系数的实验研究

利用中国计量科学研究院自行设计的基于激光干涉法的材料线膨胀系数测量装置进行了材料线膨胀系数测量试验。该装置采用单频激光干涉,对称光路设计,其干涉仪分辨率小于1 nm。实验过程中改进并完善了该装置,重新设计了加热炉,改进了实验方法,使该装置在800 K以上的高温环境下能进行材料线膨胀系数的测量。在800 K到1200 K温度范围内,对单晶硅试样采用分段加热进行测量,并对样品变化过程及测量结果作了分析,得到了单晶硅线膨胀系数的曲线,实现了在1200 K环境下采用激光干涉法材料线膨胀系数的纳米级测量。

低气压对自保护药芯焊丝焊缝成形的影响

对低气压地区自保护药芯焊丝电弧焊接的焊缝成形及其影响因素进行了研究.结果表明,在相同焊接工艺参数设定下,气压愈低,焊缝的熔深愈浅、熔宽愈宽、余高愈小;气压降低导致电弧的冷却作用减弱,弧柱区的直径与正常气压相比将增大,电弧的稳定性和挺度下降.电弧行为的改变影响了焊缝成形质量,气压越低,焊缝成形的对称性越差;焊炬高度的增加对焊缝成形及电弧稳定性同样有不利影响,适当增加送丝速度和降低电弧电压有助于焊缝成形质量的改善.研究结果为低气压地区的自保护药芯焊丝焊接工艺参数制定和优化提供了科学依据.

自保护药芯焊丝熔化速度模型及其影响因素

焊丝熔化速度与送进速度的合理匹配是保征焊接过程稳定和获得良好焊缝成形质量的基础。在焊接过程稳定的条件下,通过采集电弧电压、焊接电流、焊丝伸出长度等工艺信息,定量分析和研究了焊丝伸出长度和焊接电流对自保护药芯焊丝熔化速度的影响规律,同时求出了焊丝熔化速度模型系数。研究结果为采用自保护药芯焊丝的钢轨窄间隙电弧焊的工艺规范制定和参数匹配提供了理论指导和依据。

激光干涉法测量材料线膨胀系数的实验研究

本文主要利用中国计量科学研究院最新建立的基于激光干涉法的材料线膨胀系数测量装置，在300～770K（温度范围内，对美国国家标准技术研究院（NIST）提供的SRM738不锈钢样品进行测量，实验结果与NIST公布值的相对偏差在1．7％以内。

低气压对自保护药芯焊丝电弧特性的影响

为了研究气压降低对电弧特性的影响,对不同大气压情况下的焊接工艺数据进行研究和机理分析。研究结果表明:自保护药芯焊丝的电弧静特性呈下降趋势;随着焊炬高度(电弧长度)的增加,电弧静特性曲线上移。在低气压环境下,电弧空间的气体密度和温度降低,导致导电粒子密度降低,焊接电流减小;焊接电弧的扩展,导致弧柱直径增大、电场强度降低,但阴极和阳极压降增加,仍使总电弧电压增加。由于低气压时的弧柱电场强度降低,电弧的自身调节能力减弱,电弧稳定性和弧柱挺度下降,从而影响焊缝成形和接头质量。在低气压地区进行自保护药芯焊丝电弧焊接时,必须严格控制焊接工艺参数,尽可能采用低电弧电压进行焊接。