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钢轨焊接接头轨底面微裂纹与超声检测异常回波的研究
| 论文题名： | 钢轨焊接接头轨底面微裂纹与超声检测异常回波的研究 |
| 关键词： | 钢轨焊接;接头裂纹;焊缝探伤;超声检测;异常回波 |
| 摘要： | 焊接钢轨是铁路铺设无缝线路的基础工作，钢轨焊接质量影响铁路运输的安全性、旅客乘坐的舒适性、线路养护维修的经济性。本文选择了多年来困扰焊轨基地的钢轨接头焊缝轨底下表面存在微裂纹、探伤报警率高的工程难题，从材料冶金、焊接工艺角度，采用宏观微观分析、超声检测等研究手段，对焊接接头轨底下表面微裂纹特征、对不同批次钢轨母材超声检测进行全面分析研究，获得了以下结果： 1.焊轨基地钢轨闪光焊接头轨底面微裂纹的特征主要分布在轨底下表面的焊缝过热区，通常在钢轨纵向方向上距离焊缝约1mm过热区范围内，越靠近轨底下表面中心区域，微裂纹出现的概率越大；在钢轨高度方向上微裂纹存在于轨底下表面和近表面，自轨底下表面深入钢轨基体，2mm后微裂纹消失。微裂纹较严重时，对焊接接头落锤性能有影响，在金相磨面上有时肉眼可见微裂纹，按照Q/CR707-2019进行超声检测，一般会出现波高大于20%的回波。 2.研究了焊接工艺与轨底面微裂纹的关系，通过对不同推凸工艺下的焊缝轨底下表面和近表面进行微观分析，发现推凸温度偏低是轨底下表面焊缝产生微裂纹的主要原因之一。采用缩短自顶锻开始至推凸开始（推凸刀接触焊瘤）的时长措施，保证接头在较高温度下完成推凸，可避免或显著减少轨底下表面的焊缝微裂纹。增加焊接热输入量、减少顶锻量，在一定程度上有助于提高推凸温度，降低微裂纹出现的几率。 3.研究发现了待焊钢轨母材钢轨母材出现异常回波的区域存在A类、B类或C类夹杂物，夹杂物的轻重程度不同，多数情况下，单一视场反映的夹杂物并不严重。通过测试并绘制出钢轨母材出现异常回波区域的夹杂物图谱，结果发现夹杂物具有区域性分布特点，首次提出了采用超声检测图谱（包括对钢轨母材取样加工、试样热处理、定点超声检测、计算并分析回波的平均高度等）评价钢轨夹杂物的方法优于单一视场的金相分析方法。据此可预判不同批次待焊钢轨母材对焊缝探伤结果的影响程度，创造性地提供完善了在焊前准备阶段实现钢轨焊接性预判评价的解决方案和手段。 |
| 作者： | 屈欣睿 |
| 专业： | 土木水利 |
| 导师： | 高文会 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中国铁道科学研究院 |
| 学位年度： | 2023 |
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