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钢轨超窄间隙焊接装备研制及工艺试验
| 论文题名： | 钢轨超窄间隙焊接装备研制及工艺试验 |
| 关键词： | 超窄间隙;钢轨焊接装备;坡口尺寸;工艺参数;裂纹敏感性 |
| 摘要： | 目前国内钢轨的焊接方法主要有接触焊、铝热焊和气压焊，其中闪光对焊仅适合于在焊轨厂内施焊;铝热焊应用于现场的焊接，但接头容易产生较为粗大的铸态组织，质量不稳定;气压焊对钢轨断面的处理要求较高，易出现焊接接头错口和接头缺陷，国外也采用电弧焊焊接钢轨，发展较快，但以上四种焊接方法都不同程度的存在接头软化现象。焊剂带约束电弧的超窄间隙焊接具有焊接线能量小、焊接效率高、接头质量好、残余变形小和适合厚大件的焊接等优点。本课题采用焊剂带约束电弧超窄间隙焊接方法对钢轨施焊，开发了一套适合于现场焊接的钢轨定位以及焊枪调节和自动行走机构，通过试验得到了成形良好的焊接接头，对角变形规律进行分析，得到了适合于钢轨超窄间隙焊接焊前预留坡口的尺寸，保证焊接过程顺利实施，并在此基础根据焊接实践得到了较为合适的焊接工艺规范。具体研究成果如下: (1)设计了一套可实现焊接自动化的机构，包括钢轨装夹和定位机构以及焊枪的调节和自动行走机构，现场焊接时能实现对钢轨夹持和定位，为现场焊接提供一个平台，并可实现焊枪的位置调节和自动行走。 (2)研究并制作了保证超窄间隙钢轨焊接过程顺利进行以及提高接头质量的设备，用来约束电弧和保证侧壁熔合的焊剂带，提高接头质量和保证焊道平整的引弧板，以及用于预热钢轨的陶瓷加热毯，焊枪固定装置等。 (3)分析了钢轨的焊接性和裂纹敏感性，采用两组钢轨进行焊接试验，通过预热和调整焊接工艺参数可得到成形良好的焊缝接头。 (4)对焊接接头进行组织分析和力学性能测试，焊缝区由铁素体和珠光体组成，其硬度可达到285HV，与母材等强，且韧性高于母材;热影响区主要由细小的珠光体组成，硬度达到350HV。 (5)对焊接过程中的角变形进行记录和分析，得到超窄间隙钢轨焊接过程中的角变形规律，并估算出合适的反变形角度和坡口尺寸，即预留的坡口下端宽度为4mm，上端宽度为10.5～11.1mm，得到焊接过程中坡口底部宽度的变化规律，根据焊接经验总结出不同坡口尺寸下的焊接规范。 |
| 作者： | 符平坡 |
| 专业： | 材料加工工程 |
| 导师： | 朱亮 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州理工大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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