高速列车转向架SMA490BW耐候钢焊接接头低温性能研究

转向架作为高速列车车走行部的主要构件,在工作过程中承受着交变载荷的作用。SMA490BW耐候钢因具有较高的强度、韧性及良好的耐大气腐蚀性,专门用作CRH2型高速动车组转向架焊接构架关键材料。在低温条件下的SMA490BW耐候钢接头性能优劣直接关系着高速列车车体的运行安全。主要针对该材料对接接头,进行了不同低温环境下接头的拉伸试验、冲击试验、疲劳强度试验,研究抗拉强度、冲击值随温度变化规律。试验结果表明:随着温度的降低,接头的抗拉强度略有提高,但韧性降低,疲劳性能因缺陷存在而变化不大。

高速列车基础共性焊接技术研究新进展

根据近一两年来高速列车焊接研究情况,综合简述了焊接新方法、焊接组织变化、残余应力变形和应力、焊接接头的强度、焊接接头的腐蚀等方面的研究情况和进展。

SMA490BW钢双丝焊接头组织及力学性能研究

对SMA490BW钢进行双丝MAG焊接,并研究了接头组织及力学性能。结果表明,SMA490BW钢双丝焊焊缝成型美观,无未熔合、夹渣等焊接缺陷。焊缝各层组织有差异,上层组织主要为先共析铁素体、针状铁素体、条状铁素体和粒状贝氏体组织;中层柱状晶组织有细化趋势;底层出现过热的魏氏组织。接头硬度和抗拉强度满足生产要求,焊接残余应力较小,接头疲劳性能优良,疲劳极限可达到420 MPa。

轨道车辆车体5083铝合金焊接接头低温服役性能研究

随着中国轨道车辆行业的快速发展,轨道车体铝合金焊接接头在各种环境条件下的服役性能越来越受到关注,研究铝合金焊接接头低温服役性能对于高速列车服役安全及确保高速列车车体设计具有重要意义。针对A5083P-O铝合金焊接接头开展了金相组织观察、硬度测试及不同低温条件(常温、-25℃、-40℃、-50℃)下的拉伸试验、弯曲试验及疲劳强度试验。试验结果表明:(1)接头抗拉强度随着温度的降低有所提高;(2)接头在各个温度条件下的疲劳强度差别不大,这是由于焊接接头中存在微小气孔,使得温度对疲劳强度的影响不是很明显。

钢轨焊接接头平直度研究

钢轨焊接接头是无缝线路的重要组成部分,其平直度情况对于列车行车速度、运行平稳性和旅客乘坐舒适性具有重要影响。采用型尺测量方法,对某线路现场新铺钢轨焊接接头平直度进行了测量、统计及分析,结果表明现役钢轨焊接接头平直度与TB/T1632-2005《钢轨焊接》关于平直度的要求差距很大。结合轨道平顺性控制特点,总结了钢轨焊接接头平直度控制的主要措施,对钢轨焊接接头平直度研究方向提出了建议,指出全面系统研究钢轨焊接接头平直度,对于发展我国高速重载无缝线路、加快经济建设等具有重要意义。

Q345C钢MAG焊接头低温韧性研究

针对高速列车转向架服役气候条件及对焊接接头低温韧性严格要求,采用夏比缺口冲击试验方法在不同温度条件下测试了Q345C钢母材试样及其MAG焊接头焊缝区试样的冲击功,观察了冲击试样在不同温度条件下的断口形貌,测定了各个试样的纤维断面率,得到了冲击功、纤维断面率随温度变化的关系曲线,确定了Q345C钢MAG焊接头的韧脆转变温度。试验结果表明,焊缝在-40℃时冲击吸收功可达71 J;焊缝韧脆转变温度ETT50为-41.16℃,FATT50为-37.34℃;Q345C钢MAG焊接头具有良好的低温韧性,可以很好地满足设计需求。

钢轨焊接顶锻变形模拟研究

顶锻是决定钢轨闪光焊及气压焊接头质量的关键工序,文章采用Gleeble热模拟试验技术,研究U71Mn钢轨加压顶锻行为,为高速铁路焊轨工程质量控制提供数据。研究表明:钢轨焊接所需顶锻力随顶锻量、顶锻速度的增加而增大,随焊口温度的降低而升高。匹配好顶锻力、顶锻速度、顶锻量等参数,促使焊口金属充分进行交互结晶和形变再结晶,可获得优质的焊接接头。通过观察焊瘤是否具有均匀分布的毛刺特征,可以初步判断顶锻参数的匹配效果。

基于ANSYS平台的不同焊接工艺参数对管线钢焊接温度场的模拟研究

针对管线钢焊接,根据材料热物理性能参数、相变潜热与温度的非线性关系,建立了焊接过程的数学模型和物理模型。利用ANSYS软件的APDL语言编写程序,实现了在移动热源载荷下的焊接有限元计算,分析对比了不同焊接工艺参数对焊接温度场的影响程度。

无缝线路钢轨现场焊接质量研究

针对无缝线路的钢轨现场闪光焊和数控小型气压焊轨铺设施工工程,从材料、工艺、设备的选择、施工操作规范、参数采集与质量监控等方面,研究了钢轨现场基地焊、单元焊、锁定焊联质量的影响因素,提出了控制无缝线路现场焊轨工程质量的有效措施。

钢轨恒位移控制气压焊接温度场模拟研究

在钢轨气压焊加热过程中,由于存在火焰干扰,实时检测焊接温度十分困难,无法实现焊接温度和质量的自适应控制。本文利用新型数控气压焊轨机,依据钢轨加热纵向膨胀热应力与温度场之间存在的物理性质对应关系,采用ANSYS有限元软件分析方法,对顶锻力为720和1200 kN的两种数控气压焊轨机,在恒位移控制工艺条件下,对实时采集获得的保压压力参数进行统计,对其表征焊接温度场特征的信息进行分析和模拟计算,获得了钢轨气压焊接温度场模拟结果。结果表明,在钢轨气压焊恒位移控制新工艺条件下,无论设备顶锻力大小,只要监控保压压力参数,经过程序控制计算,就能够监控钢轨气压焊接温度场。经平原和高原地区现场焊轨工程应用,该种质量控制方法实用性良好,焊接质量稳定。

AMS60钢轨交流闪光焊机焊接工艺研究

由于AMS60移动式钢轨交流闪光焊机焊接回路长,具有较大的回路阻抗,相对于К系列钢轨交流闪光焊机而言,其短路焊接电流小,焊接电流上升速度慢,焊接工艺调节困难。针对AMS60焊机这些特点,对U71Mn钢轨进行了焊接工艺研究,得到了适合其特点的焊接工艺参数,通过了铁标规定的工艺试验,并已在工程实际中得到应用。

轨道车辆车体A6NO1S-T5铝合金焊接接头低温性能研究

在高寒条件下,A6N01S-T5铝合金焊接接头的性能好坏对于高速列车车体的安全运行至关重要,研究焊接接头的低温性能可以为设计高寒条件下使用的高速列车车体提供理论依据。针对A6N01S-T5铝合金对接接头,进行了不同低温环境下接头的抗拉强度、冷弯性能、疲劳强度试验研究,同时测定接头的硬度分布,观察该接头的微观组织。试验结果表明:接头各区的组织状况能够很好的分析硬度分布规律。随着温度的降低,接头强度有所提高,但由于焊缝中存在缺陷,使得温度对接头疲劳强度的影响不是很明显,气孔是引起疲劳裂纹的主要原因之一。

铁神一号净化剂净化孕育处理铸铁的焊接性研究

对用铁神一号净化剂净化孕育处理的灰口铸铁作了一系列用普通碳钢焊条焊接的试验:浇口棒的对接,铸铁板预热300℃、400℃堆焊以及铸铁板钻孔补焊。通过磁粉探伤或金相检验可以发现焊缝中是有微小裂纹的,就其形态而言,它们是晶间断裂,属结晶裂纹。并且在大多数焊缝熔合区内存在白口组织。白口组织和铸铁成分中碳、硫、磷含量高以及熔合区内铸铁熔液的快速冷却有关。用普通碳钢焊条与一般焊接工艺是很难避免裂纹的。然而,这种新型铸铁与普通灰口铸铁相比,有一定的塑性。表现为卷曲的钻屑和铸铁板堆焊时出现少量弯曲挠度。因此焊接时可产生一些变形,降低了焊接应力,从而减轻裂纹倾向,裂纹不明显。所以生产现场对这种新型铸铁已有用普通碳钢焊条焊补一些不要求机加工、致密性和刚度小的铸件的成功经验。

运载工具的铝合金选材与焊接

阐述了运载工具的轻量化及采用铝合金焊接结构的效果 ,焊接结构常用铝合金的选择及其焊接接头性能试验结果 ,介绍了近期发展的铝合金焊接新方法、设备及工艺。

基于BP人工神经网络的钢轨交流闪光焊焊接接头质量预测

对刘国东等提出的BP(误差反向传播)神经网络归一化模型进行了改进,得到了适合钢轨交流闪光焊落锤质量预测的BP神经网络归一化模型。基于LabV iew开发软件编制了高速采集软件。采集了U71Mn钢轨焊接工艺正交试验的焊接电流、焊接电压和动立柱的位移,并从中提取加速烧化前一阶段的闪光率、能量输入、焊接时间和烧化量等质量特征量作为BP神经网络预测模型的输入量。建立了输入层单元数为5、隐含层单元数为14的BP神经网络焊接接头落锤质量的预测模型;以正交设计工艺试验的27个焊接接头中的17个作为训练样本,对预测模型进行训练。以余下的10个作为检验样本,采用将训练后的预测模型进行预测,预测准确率达到90%。

基于RBF神经网络的钢轨交流闪光焊接头灰斑面积预测

针对进口AMS60移动式钢轨交流闪光焊机,高速采集了U71Mn钢轨焊接过程中的焊接电流、电压和动端的位移,并从中提取了加速阶段闪光率、低压二及稳定烧化阶段闪光率、焊接接头的能量输入、烧化量、焊接时间、低压二及稳定烧化阶段短/断路权重因子、加速阶段的短/断路权重因子、顶锻量等8个影响焊接接头灰斑面积的特征量作为RBF神经网络预测模型的输入量,建立了RBF神经网络焊接接头灰斑面积的预测模型;以29个工艺试验焊接接头中的19个作为训练样本,对预测模型进行训练,以余下的10个作为检验样本,确定了扩展速度为1.5的预测模型,并采用训练后的预测模型进行预测,按铁道部标准TB/T1632-2005要求,预测准确率达到了100%。

我国高速列车焊接技术及其新发展

阐述了我国高速列车焊接技术及其新发展,包栝:机车车辆转向架结构及焊接、车体结构的焊接、高速动力车不锈钢耐候钢混合车体的焊接、铝合金高速列车车体焊接。回顾了现状,探讨了发展。

U71Mn钢轨压焊顶锻行为模拟研究

顶锻是决定钢轨闪光焊及气压焊接头质量的关键工序。本文采用Gleeble热模拟试验技术,对U 71Mn钢轨加压顶锻行为进行研究,为无缝线路焊轨工程的工艺选择和质量控制提供数据。结果表明:钢轨焊接所需顶锻力随顶锻量、顶锻速度的增加而增大,随焊口温度的降低而升高。匹配好顶锻力、顶锻速度、顶锻量等参数,促使焊口金属充分进行交互结晶和形变再结晶,可获得优质的焊接接头。通过观察焊瘤是否具有均匀分布的毛刺特征,可以初步判断顶锻参数的匹配效果。

解决运载工具铝合金焊接难题的新途径——搅拌摩擦焊

阐述了采用铝合金焊接结构制造运载工具的必要性和效果,论述了铝合金焊接运载工具的机械性能试验结果并分析其焊接中的难题。介绍了用搅拌摩擦焊解决铝合金焊接难题的新途径及其主要原因。

钢轨焊接接头平直度测量控制系统的设计

高速铁路的发展对无缝线路平直度提出了更高要求,传统钢轨焊接接头平直度测量方法已不能满足高速铁路快速发展的需要,因此,研究钢轨焊接接头平直度测量新装置具有重要意义。在此设计的测量系统硬件部分以工控机为上位机,以PLC为下位机,软件部分采集及分析程序采用VB6.0作为开发平台。经调试表明,所设计的系统合理,能快速准确地测量钢轨焊接接头平直度数据,绘制平直度曲线,形象反映出钢轨焊接接头分布,对钢轨焊接接头的校直和打磨具有一定的指导意义。