钢轨闪光对焊接头断口金相分析
闪光对焊试验报告
闪光对焊试验报告1. 引言闪光对焊（Flash Welding）是一种常见的金属焊接技术，通过在金属接头处施加电流和压力，使金属迅速加热至熔点，然后迅速冷却，实现金属接头的连接。
本次试验旨在通过对闪光对焊进行参数调整和检测，探究其焊接效果和影响因素。
2. 实验方法2.1 材料准备本次试验所用材料为两块相同材质的金属样品，样品的尺寸为10cm × 5cm × 0.5cm。
2.2 试验步骤1.将两块金属样品准备好，保持表面清洁。
2.在样品的接头位置涂抹金属焊接剂，以提高接触和导电性能。
3.将两块样品固定在试验架上，确保样品之间的接触良好。
4.调整闪光对焊设备的参数，包括电流大小、施加时间和压力大小。
5.进行闪光对焊，记录下焊接时的参数以及实际焊接时间。
6.观察焊接接头的质量，并进行检测和分析。
3. 实验结果3.1 参数调整在本次试验中，我们尝试了不同的参数组合，如表1所示：参数名称参数1参数2参数3电流大小10A15A20A施加时间0.5s1s2s压力大小5kg10kg15kg3.2 焊接质量评估通过检测焊接接头的外观和内部结构，我们评估了不同参数下的焊接质量。
基于观察和测试，我们将焊接质量分为以下三个等级：1.优：焊接接头无明显的裂纹和孔洞，金属结合紧密，焊接强度高。
2.良：焊接接头表面有细微的裂纹或孔洞，但不影响焊接强度。
3.差：焊接接头有明显的裂纹和孔洞，金属结合松散，焊接强度差。
根据实验结果，我们得到了不同参数下的焊接质量如下：•参数组合1：电流大小10A，施加时间0.5s，压力大小5kg，得到的焊接质量为良。
•参数组合2：电流大小15A，施加时间1s，压力大小10kg，得到的焊接质量为优。
•参数组合3：电流大小20A，施加时间2s，压力大小15kg，得到的焊接质量为差。
3.3 结果分析通过对不同参数下的焊接质量评估，我们可以得出以下结论：•电流大小对焊接质量有较大的影响，较大的电流可以提高焊接强度。
高强度热处理钢轨闪光焊接头断裂原因分析
高强度热处理钢轨闪光焊接头断裂原因分析自75 kg/m 高强度热处理钢轨大批量生产以来，其以优越的综合服役性能受到国内外重载铁路用户的较高评价［1-5］。
但其性能也存在不足之处，导致在实际应用中出现了接头病害。
国内某厂生产的75 kg/m高强度热处理钢轨在一重载铁路服役过程中，钢轨闪光焊接头处发生断裂。
为查明钢轨出现接头伤损的原因，避免类似事故再次发生，本文对接头断口进行了检验和分析。
1 接头断口理化检验1.1 宏观检验试样为75 kg/m 高强度热处理钢轨闪光焊伤损接头，接头断口的断裂面位于轨底闪光焊缝处，并斜向轨头母材扩展［6］。
钢轨生产日期、炉号和焊接日期不详。
图1 为接头断口宏观及局部放大形貌。
可知，断口宏观显示的河流花纹样为断裂源区，位于接头左轨底角的黑色锈蚀氧化区，该区域长度约62 mm。
局部放大该区域，肉眼可见呈圆弧状的疲劳辉纹从轨底扩展至轨底与轨腰交界圆弧处发生瞬断。
轨底角处可见长约25 mm 的较为平整的光滑区域，疲劳扩展区长约37 mm。
图1 接头断口宏观及局部放大形貌1.2 体视显微镜检验采用LEICA M80 体视显微镜对轨底角黑色氧化区的宏观形貌（见图2）进行观察。
图2（a）为放大7.5倍视场下的平滑区宏观形貌；图2（b）为放大20倍视场下的平滑区局部宏观形貌；图2（c）为放大7.5 倍视场下的平滑区与扩展区交界处宏观形貌；图2（d）为放大7.5 倍视场下的扩展区与瞬断区交界处宏观形貌。
可知：因氧化严重无法观察到轨底角平滑区金属断口特征；疲劳扩展区出现呈圆弧状的疲劳辉纹，并从轨底角向轨底中心区扩展；疲劳辉纹扩展至轨底与轨腰交界圆弧处时接头发生瞬断，瞬断区具有新鲜金属断口特征。
图2 断口体视显微镜检验宏观形貌体视显微镜观察结果表明，闪光焊接头的断裂源区为轨底角处的平滑区。
该区域表面平滑，氧化严重，说明该区域出现的时间较长，接头轨底处的韧塑性较好，裂纹扩展速率缓慢。
1.3 扫描电镜检验采用电火花线切割长度约为65 mm 的轨底角断裂源黑色氧化区试样，用丙酮浸泡并用超声波震荡清洗后，采用2%的盐酸（HCl）水溶液清洗断口表面的锈蚀氧化物，再用丙酮清洗后烘干，制备成电镜观察试样。
浅谈钢轨闪光接触焊工艺参数的选择及常见缺陷的预防措施
浅谈钢轨闪光接触焊工艺参数的选择及常见缺陷的预防措施王洪钢轨闪光接触焊是一种生产效率高、质量稳定可靠的钢轨焊接方法，也是目前国内外运用最为广泛的一种，在我国发展高速铁路事业中起到不可或缺少的作用。
如何取得优质的钢轨闪光焊焊头，是一个复杂的问题，这其中包括设备问题等等。
我们从事钢轨焊接的过程中，除了要考虑焊机的问题外，还要在生产过程中注意钢轨焊前的准备、钢轨焊接过程，焊后焊头的处理和焊头质量的检控等问题，要解决这些问题，从而获得质量可靠的焊接接头，就要建立一个好的焊接工艺参数。
一、钢轨闪光接触焊的可焊性钢轨闪光接触焊是一种以塑性变形再结晶过程为基础的压力焊接方式。
两个待焊轨本身存在电阻，接触处存在接触电阻，当电流流经钢轨时就会产生电阻热量，接触电阻在闪光加热过程中起主要作用，所产生的热量和电阻大小成正比，与电流大小的平方成正比。
在钢轨端部由于电流流经电阻产生热量，使钢轨端部迅速加热、触点被加热烧化，形成金属“过梁”进一步加热，“过梁”加速，“爆炸”形成金属火花从钢轨间隙中射出，这就是闪光，随着钢轨端部温度的提高，闪光就会愈来愈激烈，在闪光加热过程中，钢轨端部逐渐达到溶化温度，在高温下，迅速施加相当大的挤压力，在钢轨相接触的界面上，就会产生塑性变形再结晶过程，使两根钢轨连接成为一个整体，形成焊接接头。
焊接接头质量是与钢轨材料的化学成分、轨种、生产厂家有密切联系，并不是所有的钢轨材料都具有同样的良性的可焊性。
钢轨闪光接触焊的可焊性一般是就工艺可焊性而言的，选择使用合理的焊接工艺过程，使钢轨得到优质焊接接头的能力，在接近或邻近区域内没有裂缝，未焊透，非金属夹杂物等缺陷，并且有良好的综合性能。
对工艺原则可焊性来讲，并不是钢轨材料固定不变的性质，看起来不甚好焊的钢轨，通过新工艺参数的调整后，不好焊接的钢轨也可以变成较好焊接的钢轨了。
二、钢轨闪光接触焊的特点钢轨的种类很多，以化学成分来分，碳钢和合金钢轨使用较多。
钢筋闪光对焊接头脆断质量通病原因分析及防治措施
钢筋闪光对焊接头脆断质量通病原因分析及防治措施1.通病现象低应力状态下，接头处发生无预兆的突然断裂。
脆断包括淬硬脆断，过热脆断和烧伤脆断,以断口齐平、晶粒很细为特征（图2.3-7）o2.规范标准相关规（(）)《城市桥梁工程施工与质量验收规范》CJJ 2—20086.5.3受力钢筋连接应符合下列规定：3钢筋焊接接头质量应符合国家现行标准《钢筋焊接及验收规程》JGJ 18的规定和设计要求。
检查数量：外观质量全数检查；力学性能检验按本规范第6.3.4、6.3.5条规定抽样做拉伸试验和冷弯试验。
（2）《钢筋焊接及验收规程》JGJ 18-20125.1.9闪光对焊每批接头取3个做拉伸试验，有2个及以上接头断于焊缝或热影响区，呈脆性断裂，并且其中有1个及以上的抗拉强度小于钢筋母材抗拉强度，或者符合复验条件的，再取6个接头做拉伸，经复验有3个及以上试件断于焊缝或热影响区，呈脆性断裂，均判定该批接头不合格。
3.原因分析(1)闪光焊接工艺不当，或焊接电流太强导致温度梯度陡降，冷却速度加快，因而产生淬硬缺陷。
(2)对于某些焊接性能较差的钢筋，焊后热处理效果不良（温度过低，未能取得应有的效果），形成脆断。
（3）次级空载电压（闪光电流密度）过大，导致接头热影响区过热形成过热脆断。
(4)钢筋端头与电极接触处，在焊接时产生熔化状态（局部过热），导致过热脆断。
4.预防措施（1）重视预热作用，掌握预热要领，增加预热程度，力求扩大沿焊件纵向的加热区域,减少温度梯度。
(2)采取正常的烧化过程，使焊件获得符合要求的温度分布。
尽可能平整的端面以及较均匀的熔化金属层，为提高焊件质量创造条件；避免采用过高的变压器级数施焊,提咼加热效果。
(3)正确控制热处理程度，对准焊的IV级钢筋，焊后热处理。
第一，避免快速加热或冷却；第二，正确控制加热温度。
(4)加快临近顶锻时的烧化程度，加快顶锻速度，增大顶锻压力。
（5）在保证稳定闪光的前提下尽量选择较低的次级空载电压（闪光电流密度）,以防止焊接热影响区过热。
钢轨焊接接头超声探伤缺陷分析
落锤试验是钢轨焊接接头断口质量验证常用的 方 法 ，按 照 TB/T 1632—2014《钢轨焊接》规定的落 锤试验标准进行试验。锤 质 量 为 1 〇〇〇kg,落锤高
装 备 机 械 2021 No.2
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质量•检测
Quality • Inspection
度 为 5.2 m,支 距 为 1 m。试 件 长 度 为 1.3 01，焊缝 居 中 ，试件温度为2 5 尤 落 锤 时 一 锤 击 断 ,落 锤 试 验 结 果 不 合 格 。落 锤 断 口 宏 观 形 貌 及 断 裂 起 源 分 别 如 图 4 、图 5 所示。
在 钢 轨 焊 接 过 程 屮 ，由 于 钢 轨 焊 接 端 面 被 氧 化 ， 形成了含有氧、硅 、锰等元素的非金属复合氧化物 非 金 属 复 合 氧 化 物 熔 点 高 ，在 焊 缝 组 织 冷 却 结 晶 过 程 中 ，非金属复合氧化物周围的基体组织冷却收缩, 在 非 金 属 复 合 氧 化 物 周 围 形 成 孔 洞 、微 裂 纹 等 缺 陷 ， 造成钢轨焊缝金属组织结构不连续钢轨焊接接头 的 孔 洞 、微裂纹缺陷使超声探伤产生缺陷回波，落锤 一锤击断。
探 头 进 行 扫 查 ，用 一 次 波 扫 查 钢 轨 底 脚 下 部 ，用二次 波扫查钢轨底脚上部。4 区 为 钢 轨 轨 头 部 分 ，可从 轨头两侧用尺=〇. 8 ~ 1 横 波 探 头 进 行 型 扫 查 ，从
斜探头\
钢轨
内部缺陷
图 2 值示意图
3 回波显示与缺陷定位
武汉焊轨基地焊接的攀钢U75V60N热轧钢轨焊 接接头,焊 机 为 瑞 士 产 GAAS80/580直流闪光焊机。 钢 轨 焊 接 接 头 经 粗 铣 、焊 后 热 处 理 、24 h 时效热处 理 、矫 直 、精铣后,进行超声探伤。探 伤 仪 器 为 CTS1010H T 型 手 工 探 伤 仪 ，通 过 手 工 扫 查 方 式 探 伤 。
不同材料焊接接头的金相分析
焊接热循环的特点： 局部加热。 熔池温度高。 移动速度快。 高温停留时间短。 自然冷却。
C
材料热处理的特点：
整个热处理过程均在可 控制范围内，按人的意 志实现转变。
三、实验原理
C
三、实验原理
低碳钢根据焊接热影响区内各区段在焊接过程中所达 到的最高温度范围不同，按距焊缝由近及远依次分为：
C
四、实验内容及步骤
4.1实验内容
自制Q235钢与管线钢焊接接头试样。 对实验室制备好的Q235与管线钢试样进行金相组织观
察、分析和比对。
C
四、实验内容及步骤
4.2实验步骤
制样：将已焊好的试件(以结422焊条在150×80×3mm的 试件上堆焊)，切成25×25mm的试片，然后把试片四周 用砂轮打去毛刺，并把四个角打磨成圆角。
不同材料焊接接头组织的 金相观察与分析
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一、实验目的
对焊接接头进行金相组织分析，已成为焊接生产与科研 中用以评判焊接接头质量优劣，寻找焊接结构失效原因 的一种重要方法。 实验目的： 初步掌握焊接接头金相试样的制备方法。 观察焊接接头的宏观组织及焊接缺陷。 观察低碳钢Q235及管线钢焊接接头各区域的典型结晶形 态及其分布特点。 掌握焊接接头各区域的组织变化。
晶粒长大： 晶核的长大方式有两种，即均匀长大和树枝状长大。 当晶体最易长大方向与散热最快方向一致时，晶体便优 先得到成长，有的晶体由于取向不利于成长，晶粒的成 长会被遏止，这就是选择长大。选择长大过程中形成焊 缝中的柱状晶。
均匀长大
C
树枝状长大
三、实验原理
金 属 的 树 枝 晶
金 属 的 树 枝 晶
低碳钢焊接接头热影响区的粗晶区中能否出现马氏体 组织？
焊接接头的金相分析
焊接接头的⾦相分析实验⼀焊接接头的⾦相分析⼀、实验⽬的1.初步掌握焊接接头⾦相试样的制备⽅法。
2.了解低碳钢、管线钢焊接接头各区域⾦相组织及分布特点。
⼆、实验内容1.⾃制低碳钢焊接接头试样，观察与分析其⾦相组织。
2.对实验室制备好的低碳钢、管线钢试样进⾏⾦相组织观察、分析和⽐对。
三、实验原理⾦属材料焊接成型的过程中，焊接接头的各区域经受了不同的热循环过程，因⽽所获得的组织也有很⼤的差异，从⽽导致机械性能的变化。
对焊接接头进⾏⾦相分析，是对接头性能进⾏分析和鉴定的⼀个重要⼿段，它在科研和⽣产中已得到了⼴泛的应⽤。
焊接接头的⾦相分析包括宏观和显微分析两⽅⾯。
宏观分析的主要内容为：⽤⾁眼、放⼤镜、或低倍显微镜（＜100×）观察与分析焊缝成形、焊缝⾦属结晶⽅向和宏观缺陷等。
图1-1是在50倍显微镜下所观察到的焊接接头的宏观照⽚：图1-1 焊接接头的宏观照⽚ 50X显微分析是借助于光学显微镜或电⼦显微镜（＞100×）进⾏观察、分析焊缝的结晶形态、焊接热影响区的组织、分布特点以及微观缺陷等。
焊接接头由焊缝⾦属、焊接热影响区及母材等三部分组成。
焊缝⾦属的结晶形态及焊接热影响区的组织变化不仅与焊接热循环有关，也和所使⽤的焊接材料及被焊材料有密切的关系。
1.焊缝的交互结晶熔化焊是通过加热使被焊⾦属的联接处达到熔化状态，焊缝⾦属凝固后实现⾦属的联接。
联接处的母材和焊缝⾦属具有交互结晶的特征，图1-2为母材和焊缝⾦属交互结晶的⽰意图。
图1-2 母材和焊缝⾦属的交互结晶由图可见，焊缝⾦属与联接处的母材具有共同的晶粒，即熔池⾦属的结晶是从熔合区母材的半熔化晶粒上开始向焊缝中⼼成长的。
这种结晶形式称为交互结晶或联⽣结晶。
当晶体最易长⼤⽅向与散热最快⽅向⼀致时，晶体便优先得到成长，有的晶体由于取向不利于成长，晶粒的成长会被抑制，这就是所谓的选择长⼤，并形成焊缝中的柱状晶。
2.不易淬⽕钢焊接热影响区⾦属的组织变化不易淬⽕钢包括低碳钢和热轧、正⽕低合⾦钢等。
浅析钢轨闪光接触焊接缺陷的产生及预防
在焊接过程 中，熔化 的液态金属过梁爆破 ，形成 大 的火坑 ，在顶锻时来不及 闭合 ；或者某些杂质元素
时未夹紧 、打滑 ；顶锻速度太低或带 电顶锻时 间过小
等 。增 加 顶锻 压 力 和 带 电顶 锻 时 间 ，调 整 送 进 速 度 可 以控 制 未 焊透 的产 生 。
（ 四）疏松
二 、焊 接 接 头 内部缺 陷 的产 生 原 因和预 防 措施
内部缺 陷的产 生往往和母材材质 、焊接工 艺参数 及 设备有关，有些 内部缺 陷我们可 以通过调整焊接 生
程 中尽量保持稳 定，减 少氧 化，再采用合 适的顶锻力 和顶端速度 能减少夹渣 的产生 。 （ 未焊透 三） 未焊透是指钢轨母材之 间未 能完全结合 的部 分，
济南焊轨基地 白建立 以来 ，就用Ｇ Ａ ８ ／ ８ 焊机 Ａ Ｓ０５ ０ 采用闪光焊工艺焊接钢轨 ，这是一种 生产 效率高，质 量最为稳定可靠 的钢轨焊接方法 ，也是 目前国 内外使
用 最 为 广 泛 的一 种 钢 轨 焊 接 方 法 。但 在 焊 接 过程 中 ，
பைடு நூலகம்
氧化后没被挤 出，从而形成灰斑 。灰斑 是钢 轨闪光接 触焊工艺 中一种特有缺 陷，也是焊 缝中出现最多的缺 陷。灰斑 的存在使得钢轨成 为非连 续均匀 介质，使得
通过 增大推 凸余量 ，增加打磨厚度 ，当推土余粮打磨 掉后 ，多数微裂纹 即被消除。
（ 表 面划 伤 四） 钢 轨 被 利 器 划 伤 ，在 划 伤 部 位 产 生 应 力 集 中 ，如
疏松一般发 生在半熔 化区里 ，这个区域液相和 固 相 并存 ，在顶锻 力不足 的情况下 ，冷却收缩产生 的细
ｄ ： 隙 不 能 够 被 及 时 弥 补 ，则 会 形 成 疏 松 。 由于 疏 松 ，Ｌ ｆ
U71Mn钢轨闪光焊对接接头断裂原因分析
U71Mn钢轨闪光焊对接接头断裂原因分析钟英华【摘要】随着列车行车速度的提高,钢轨的损坏由过去的磨损转变为各种形式的疲劳损坏,而夹杂物往往被视为显微裂纹的发源地,疲劳裂纹与夹杂物的存在关系密切.非金属夹杂物降低了钢轨的塑性、韧性和疲劳寿命.夹杂物对钢轨疲劳性能影响的具体程度取决于一系列因素,如夹杂物的数量、颗粒大小、形态及分布等.应用肉眼观察、光镜、电镜和能谱分析等方法从宏观和微观两个方面分析成昆线闪光对焊U71Mn钢轨断件的断裂原因.结果表明,本钢轨断件的破坏是由于疲劳裂纹扩展引起的横向断裂,即钢轨核伤；而疲劳裂纹是由闪光焊后残留在焊缝中的硅酸盐非金属夹杂物引起的.%As the train speed increased,damage to rail is changed from wear to various forms of fatigue.Inclusions are often seen as the birthplace of micro cracks, fatigue cracks and inclusions have a close relationship.The inclusions can reduce the plasticity, toughness and fatigue life of the rail.The concrete influence intensity that the performance of the inclusion to rail are decided by a series of factors,such as quantity,particle magnitude,shape and distribution and so on.The fracture of U71Mn rail welded butt jioints was analyzed by visual observation,metallographic microscope,SEM and EDS from macro and micro.The results show that:the cracking of the rail is fatigue-crack propagation,fatigue cracking is caused by silicate-non-metallic inclusions which are residues in the weld after flash welding.【期刊名称】《电焊机》【年(卷),期】2011(041)012【总页数】5页(P48-52)【关键词】U71Mn钢轨;疲劳断裂;硅酸盐夹杂【作者】钟英华【作者单位】成都铁路局工务处,四川成都 610082【正文语种】中文【中图分类】TG441.7近年来，我国高速铁路快速发展，特别是客专行车速度不断提高。
断口金相分析
断口金相分析一、实验目的1、掌握断口宏观分析的方法，了解断口宏观分析的意义及典型宏观断口的形貌特征。
2、了解扫描电镜在断口分析中的应用，识别几种常见断口的微观形貌。
二、实验设备及试样1、实验设备：低倍体式显微镜、扫描电子显微镜。
2、试样：铸铁及低碳钢拉伸断口、氢脆断口、疲劳断口、系列冲击断口，过热过烧断口等等。
四、实验内容钢材或金属构件断裂后，破坏部分的外观形貌通称断口。
断裂是金属材料在不同情况下当局部破断发展到临界裂纹尺寸，剩余截面不能承受外界载荷时发生的完全破断现象。
由于金属材料中的裂纹扩展方向总是遵循最小阻力路线，因此断口一般也是材料中性能最弱或零件中应力最大的部位。
断口型貌十分真实地记录了裂纹的起因、扩展和断裂的过程，因此它不仅是研究断裂过程微观机制的基础，同时也是分析断裂原因的可靠依据。
断口分析中分宏观断口分析与微观断口分析两类，它们各有特点，相互补充，是整个断口分析中互相关联的两个阶段。
（一）宏观断口分观宏观断口分析：用肉眼、放大镜、低倍实体显微镜来观察断口形貌特征，断裂源的位置、裂纹扩展方向以及各种因素对断口形貌特征的影响称断口宏观分析。
从断裂机理可知，任何断裂过程总是包括裂纹形成，缓慢扩展、快速扩展至瞬时断裂几个阶段。
通过宏观断口分析人们可以看到，由于材质不同，受载情况不同，上述各断裂阶段在断口上留下的痕迹也不相同，因此我们掌握了常见宏观录了裂纹的起因、扩展和断裂的过程，因此它不仅是研究断裂过程微观机制的基断口特征以后，就可在事故分析中根据宏观断口特征来推测断裂过程和断裂原因，本实验主要观察下列几种断口：a）拉伸试样断口：材料为：低碳钢、铸铁。
断口特征：低碳钢拉伸断口外形呈杯锥状，整个断口可分三个区，中心部位为灰色纤维区，纤维区四周为辐射状裂纹扩展区，边缘是剪切唇区，剪切唇与拉伸应力轴交角为 45°。
铸铁拉伸试样断口为结晶状断口，呈光亮的金属光泽，断口平齐。
b）疲劳断口断口特征：轴类零件多在交变应力下工作，发生疲劳断裂后宏观断口上常可看到光滑区和粗糙区两部分，前者为疲劳裂纹形成和扩展区，有时可见贝纹线，蛤壳状或海滩波纹状花样，这种特征迹线是机器开动和停止时，或应力幅发生突变时疲劳裂纹扩展过程中留下的痕迹，是疲劳宏观断口的重要特征。
钢轨闪光焊接接头探伤出波问题研究
- 89 -技术应用科学大众·Popular Science 2019年4月钢轨闪光焊接接头探伤出波问题研究苏州市轨道交通有限公司运营分公司 周少凡摘 要：文章主要针对近期出现的焊接接头探伤出波问题进行分析，并对其实行了宏观的探析，借助电镜探析了其金相组织以及晶粒度等方面内容，由此明确了一部分的出波原因，并从工艺的角度提出了对应的处理举措关键词：钢轨闪光焊接；焊接接头；探伤出波近期，很多焊轨基地在焊接出产进程中，持续产生很大面积的探伤出波状况。
不同于寻常的灰斑缺陷，人们很难从断口的微观层面进行探析判定。
文章对焊轨车间探伤出波缺陷进行比较，并对导致其缺陷的几种因素进行了有效的探析。
1 材料导致探伤出波缺陷1.1 导致缺陷的特征近几年，钢轨焊接的出产检验中，持续出现疑似过烧组织的断面形貌，而且还伴有裂纹的产生。
在钢轨焊接的出产当中，曾经大范围地出现了位于轨底50~70 mm 处探伤出波的情况，经过落锤检验，很多焊头都不合格，也没办法支撑住落锤[1]。
并且在砸开后，实行断口探析，大部分均是此类缺陷。
经过细致的探析后，可以排除掉灰斑以及夹渣等缺陷，可以判定为过烧。
为此，对焊接时的热量以及推动时的速度实行有效的调节后，新一批钢轨的焊接缺陷已然消失。
但是在焊头实行二次正火时，其出波状况没有任何的改善，为此，对焊接参数实行有效的调整，其成效并不明显。
1.2 探伤回波特点探伤仪器在校正灵敏度后实行探伤操作，运用双k1的探头检查轨底，并在50~70 mm 处出波，反射出回波峰值在60%以上，以至于发生其他冲顶状况。
在探测的进程中，全程波动较为频繁，其波形显示出轨底材料反射不均匀，在第二回正火后其峰值没有降低，如图1所示。
图1 探伤回波峰2 晶粒度不均匀导致探伤出波缺陷2.1 缺陷特征近些年，焊轨车间对焊机实行了大规模的修理维护，在维护修理后实行对工艺参数的调整，在调整过程中发现其出现探伤出波的情况，出波的位置也不稳定，出波高度从35%到冲顶不等。
钢筋闪光对焊的质量缺陷及防治
钢筋闪光对焊地质量缺陷及防治（一）未焊透或脆断．现象：（）焊口局部区域未能相互结晶，焊合不良，接头墩粗变形量很小，挤出地金属光刺极不均匀，多集中于上口，并产生严重胀开现象为未焊透.文档收集自网络，仅用于个人学习（）低应力状态下，接头处发生无预兆地突然断裂.脆断包括淬硬脆断，过热脆断和烧伤脆断.．危害：接头处达不到标准要求地力学强度，使接头焊件不合格.．原因分析：（）焊接工艺方法不当，如钢筋截面太小与对焊工艺不匹配.（）焊接参数选择不合适，如烧化留量太小，烧化速度太快，造成焊件端面加强不足，不均匀，未形成较均匀地熔化金属层.文档收集自网络，仅用于个人学习（）对于某些焊接性能较差地钢筋，焊后热处理效果不良，形成脆断.．预防措施：（）钢筋直径Ⅰ级在以下，Ⅱ级在以下，Ⅱ级在以下采用连续闪光焊工艺，其他直径采用预热闪光焊工艺.对焊接性“有限制”地钢筋，均采取闪光——预热——闪光焊工艺（Ⅲ级以上地低合金钢筋，均至少为焊接性“有限制”地钢筋）.文档收集自网络，仅用于个人学习（）重视预热作用，掌握预热要领，增加预热程度，力求扩大沿焊件纵向地加热区域，减小温度梯度.（）采取正常地烧化过程，使焊件获得符合要求地温度分布.尽可能平整地端面以及较均匀地熔化金属层，为提高接头质量创造条件；避免采用过高地变压器级数施焊，提高加热效果.文档收集自网络，仅用于个人学习（）正确控制热处理程度，对准焊地Ⅳ级钢筋，焊后热处理，第一，避免快速加热或冷却；第二，正确控制加热温度.文档收集自网络，仅用于个人学习（）加快临近顶锻时地烧化程度；加快顶锻速度；增大顶锻压力.．治理方法：返工重新对焊.（二）过热、烧伤及塑性不良．现象：（）焊缝或近缝区断口上可见粗晶状态称为过热.（）钢筋与电极接触处在焊接时产生地熔化状态称为烧伤.（）接头冷弯试验时，受拉区在横肋根部产生大于地裂纹称为塑性不良.．危害：对焊接头不合格．原因分析：对焊施焊操作不善.如预热过分造成过热；电极外形不当或严重变形，电极太脏造成烧伤；调伸长度过小，顶锻留量过大造成塑性不良.文档收集自网络，仅用于个人学习．预防措施：改善对焊施焊操作方法.如严格控制顶锻时地温度及留量，采用适宜预热方式和程度预防过热.经常修整电极外形，保持电极表面干净，导电良好，清除钢筋端部长度范围锈斑和污物预防烧伤；在不致发生旁弯前提下，尽量加大调伸长度，采取适宜烧化留量，采取适当顶锻留量，快速有力完成顶锻过程预防塑性不良.加快烧化速度，缩短焊接时间.避免过多带电顶锻.文档收集自网络，仅用于个人学习．治理方法：切除接头部分，重新对焊.（三）接头弯折或偏心．现象：接头处发生弯折，折角超过规定，或接头处偏心，轴线偏移大于（为钢筋直径）或. ．危害：钢筋接头处两根钢筋地作用线不在一条直线上，当钢筋承受拉力作用时，产生附加应力而提前断裂.．原因分析：（）钢筋对焊端面歪斜.（）电极变形太大或安装不准确.（）对焊机夹具晃动太大.（）对焊操作不规范、不认真.．预防措施：（）钢筋端头不良时，焊前应予以矫盲或切除.（）经常保持电极正常外形，变形较大时，应及时修理或更换，安装时应力求位置准确.焊接前，正确调整电极位置. 文档收集自网络，仅用于个人学习（）夹具如凼磨损晃动较大，应及时维修.（）接头焊毕，稍冷却后再小心地移动钢筋.五、钢筋电弧焊地质量缺陷及防治钢筋电弧焊接头中常见地焊接缺陷有两种：一种是外部缺陷.另一种是内部缺陷.有地缺陷既可能存在外部，也可能存在内部，如气孔.裂纹等. 文档收集自网络，仅用于个人学习（一）注意地几个问题钢筋电弧焊是桥梁工程中广泛采用地方法，为保证焊接质量，一定要注意做到以下几点：．钢筋及焊条均有出厂质量证明或合格证；焊件要检验合格后方可施焊.．焊条使用前必须要烘干才能使用.焊条使用前应进行外观检查——药皮应无裂缝、气孔、凹凸不平等缺陷，并进行工艺试验.文档收集自网络，仅用于个人学习．焊条牌号应与施焊钢筋相匹配.如号钢用结焊条，Ⅱ、Ⅲ级钢筋象锰硅、锰硅、号钢多数用结焊条.冬季室外施焊及重要结构.应相对选质量较好焊条. 文档收集自网络，仅用于个人学习以下介绍常见缺陷产生原因及防治方法.（二）焊缝尺寸偏差．现象：（）帮条及搭接接头焊缝长度不足.（）帮条沿接头中心线纵向偏移.（）接头处钢筋轴线弯折和偏移.（）焊缝尺寸不足或过大.．危害：接头处机械性能达不到设计要求地程度，接头处两钢筋受力线不在一条直线上，产生附加应力.．原因分析：（）焊前准备工作没有做好，操作不认真.（）原预埋件位置偏移过大.（）下料不准确.．防治方法：（）钢筋下料和配料应由专人进行，检查合格后方准予焊接.（）焊接过程中应精心操作.（）预埋件钢筋地相对位置应严格控制.（三）焊缝成型不良．现象：焊缝表面凹凸不平，宽窄不匀.．危害：此缺陷易产生应力集中，对承受动载不利.．原因分析：焊工操作不当；焊接参数选择不适.．预防措施：选择合适地焊接参数；要求焊工精心操作.．治理方法：仔细清渣后精心补焊一层.（四）未焊透或夹渣．现象：（）焊缝金属与钢筋之间有局部未熔合，便会形成没有焊透地现象.根据未焊透产生地部位不同，分为根部未焊透，边缘未焊透和层间未焊透等情况.文档收集自网络，仅用于个人学习（）焊缝金属中存在块状或弥散状非金属夹渣物.．危害：搭接焊缝强度不高.．原因分析：（）搭接焊及帮条焊中，电流不适当或操作不熟练.坡口接头，如焊接电流过小，焊接速度太快，钝边太大，间隙过小或操作不当，焊条偏于坡口一边，均会产生未焊透现象.文档收集自网络，仅用于个人学习（）准备工作未做好或操作技术不熟练引起夹渣.夹渣也可能来自钢筋表面地铁锈、氧化皮、水泥浆等污物，或焊条药皮渗入焊缝金属所致.多层施焊时，熔渣没有清除干净，也会造成层间夹渣.文档收集自网络，仅用于个人学习．预防措施：（）钢筋坡口加工应由专人负责进行，不得采用电弧切割；气割溶渣及氧化铁皮，焊前需清除干净；合理选择焊条直径，焊接电流及适当放慢焊接速度等来预防未焊透.文档收集自网络，仅用于个人学习（）采用焊接工艺性能良好地焊条，正确选择焊接电流；焊接时必须将焊接区域内地脏物清除干净.多层施焊时，应层层清除焊渣.施焊中，应适当将电弧拉长，利用电弧热量和吹力，将熔渣吹到旁边或后边，来预防夹渣. 文档收集自网络，仅用于个人学习．治理方法：（）焊接过程中发现钢筋上有脏物或焊缝上有熔渣，焊到该处应将电弧适当拉长，并稍加停留，使该处熔化范围扩大，以把脏物或熔渣再次熔化吹走，直至形成清亮熔池为止.文档收集自网络，仅用于个人学习（）未焊透应铲除重焊.（五）电弧烧伤钢筋表面．现象：钢筋表面局部有缺肉或凹坑.．危害：电弧烧伤钢筋表面对钢筋有严重地脆化作用，往往是发生脆性破坏地起点.．原因分析：操作不慎，使焊条，焊把等与钢筋非焊接部位接触，短暂地引起电弧后，将钢筋表面局部烧伤，形成“钝肉”或凹坑或产生淬硬组织.文档收集自网络，仅用于个人学习．预防措施：（）精心操作.（）不得在非焊接部位随意引燃电弧.（）避免带电金属与钢筋相碰引起电弧.地线与钢筋接触良好紧固.．治理方法：外观检查中发现Ⅱ、Ⅲ级钢筋有烧伤缺陷时，应予以铲除磨平，视情况焊补加固，然后进行回火处理，回火温度一般为～℃为宜.文档收集自网络，仅用于个人学习（六）裂纹、气孔．现象：（）按产生部位不同，可分为纵向裂纹、横向裂纹、熔合线裂纹、焊缝根部裂纹、弧坑裂纹以及热影响区裂纹等.按产生地温度和时间不同，而分为热裂纹和冷裂纹.文档收集自网络，仅用于个人学习（）焊接熔池中，气体来不及逸出，而停留在焊缝中形成地孔眼，大半呈球状.根据其分布可分为疏散气孔、密集气孔和连续气孔等.文档收集自网络，仅用于个人学习．危害：焊缝有裂纹和气孔，易产生应力集中，造成焊缝力学性能降低.．原因分析：（）焊接碳、锰、硫、磷化学成分含量相当高地钢筋时，在焊接热循环地作用下，近缝区易产生淬火组织.这种脆性组织加上较大地收缩应力.容易导致焊接或近缝区产生裂纹.文档收集自网络，仅用于个人学习（）焊条质量低劣；焊接次序不合理，焊接环境温度偏低或风速大，焊接参数选择不当都会产生裂纹.（）碱性低氢型焊条受潮；酸性焊条烘干温度过高.造成药皮变质失效；钢筋焊接区域内清理工作不彻底；焊条药皮偏心或磁偏吹造成电弧强烈不稳定；焊接电流过大，焊条发红造成保护失效，空气侵入或焊接速度过快，空气湿度太高，均造成气孔.文档收集自网络，仅用于个人学习．预防措施：（）为防止产生裂纹，除选择质量符合要求地钢筋和焊条外，还应选择合理地焊接参数和次序.（）负温焊接时，环境温度不应低于一，并应采取控温循环施焊，必要时应采取挡风、防雪、焊前预热、焊后缓冷或热处理等措施，刚焊完地接头防止碰到雨雪，预防产生裂纹.文档收集自网络，仅用于个人学习（）各种焊条均应按说明书规定温度和时间进行烘干.药皮开裂、剥落、偏心过大及焊芯锈蚀地焊条不得使用；钢筋焊接区域内地水、锈、油、熔渣及水泥浆等必须清除干净，风雪天气不能焊接，以预防产生焊缝气孔.文档收集自网络，仅用于个人学习（）电焊过程中，引弧及收弧时，均应拉长电弧，适当加热，收弧时先拉长电弧，然后缩短电弧，稍停一会再断弧.整个过程中可适当加在焊接电流，降低焊速，使熔池中气体完全逸出.文档收集自网络，仅用于个人学习。
贝氏体钢轨闪光焊接头伤损分析及预防对策 黄坚
贝氏体钢轨闪光焊接头伤损分析及预防对策黄坚摘要：在现今重载试验线路中，贝氏体钢轨引起良好的韧性以及强度而得到了广泛的应用。
而在实际应用中，其也将存在一定的伤损问题，并因此对实际应用效果产生了较大的影响。
在本文中，将就贝氏体钢轨闪光焊接头伤损分析及预防对策进行一定的研究。
关键词：贝氏体钢轨，闪光焊接头，伤损分析，预防对策一、引言钢轨滚动接触疲劳伤损是现今世界范围内铁路运输当中的重点问题，不仅对铁路运输安全具有关联，也将直接影响到钢轨使用寿命，并因此对线路的维修养护成本产生影响。
对于钢轨的滚动接触疲劳伤损，我国不同铁路运输部门也开展了较多的研究，主要包括有伤损机理的研究、新型抗接触疲劳钢轨材质的研究和钢轨打磨技术的研究等。
在轨道交通建设中，通过具有较高强度耐磨钢轨的应用能够对重载线路的疲劳伤损起到较好的减缓作用，避免其进一步发展，其中，其具体伤损类型包括有核伤、波浪磨耗、接触疲劳裂纹以及剥离裂纹等。
目前，贝氏体钢轨因其在韧性以及强度方面的较好表现在试验线路当中得到了较多的推广应用。
在上世纪90年代，美、日、德等国家就陆续开展了贝氏体钢轨的相关试验研究，并获得了较好的试验结果。
贝氏体钢轨具有较好的性能，对于低温回火贝氏体钢轨，其性能指标具有较高的水平，而根据现场服役情况，其也将具有较好的使用性能。
根据具体焊接类型的不同，其可以分为现场闪光焊、现场铝热焊以及基地闪光焊这几种类型，在本研究中，主要根据现场服役贝氏体钢轨伤损情况对伤损的产生原因以及预防对策做好分析，以此对贝氏体钢轨的应用效果进行提升。
二、轨头焊缝裂纹接头情况2.1 宏观分析对于问题焊接接头，在经过磁粉探伤以及超声波检测处理后，则可以发现其轨头侧边存在有伤情况，且很多外观观察不存在问题的钢轨在经过检测后则可以发现疲劳裂纹已经扩展到钢轨表面位置。
在将轨头裂纹位置打开之后，则可以发现在轨头内部具有疲劳裂纹源，在向四周扩展的情况下最终形成疲劳裂纹。
焊接区断口金相分析(图片转文字)
第一章绪论 (1)§1—1断口金相学的发展及任务……………1 一、断口金相学的由来爰发展……………1 二、断口金相学的任务……………………1 三、断口金相学在焊接中的应用…………1 §1—2断口金相的一般技术…………………2 一、断口的保存与清洗………………………2 二、断口的宏观分析技术……………………2 三、断口的微观分析技术……………………3 §2—1§2—2二、v §2-3§3一l §3-2一、氢致延迟裂纹断口特征及其形成机制………………………………………68 二、淬火裂纹断口特征及其形成机制………87 三、层状撕裂断口特征及其形成机制………93 §3-3焊接再热裂纹断口特征厦形成机制……………………………………………100 一、裂纹性质，宏观特征爰形成条件…100 二、裂纹形成机制爰断口微观形貌……102 第四章焊接区脆化及脆性断裂断口形貌分析……………………………108 §4—1焊缝金属的低温脆性及其断口 §1-1断口金相学的发展及任务一、断口金相学的由来及发展金属断口分析是一门研究金属断裂表面的科学。
由于断裂过程往往是瞬间完成的，所以靠实验方法直接掌握整个断裂过程的物理现象或断裂机理比较困难，然而，在断裂造成的断口表面上却往往留下某些反映断裂的物理过程的痕迹或信息。
正如考古学家靠分析化石，法医靠解剖尸体来取得结论那样，断口金相工作者靠对断口表面保留的痕迹的分析目录来获得断裂起因或断裂机制方面的可靠情报。
从中世纪开始，人们已经会运用肉眼或放大镜对金属断口进行宏观分析，16世纪，人们已懂得用断口的宏观形貌来评定金属材料的质量。
如将开缺口的铜锭横向打断，观察断口以检查铜锭的质量。
19世纪，人们已经把断口的宏观形貌进行分类；研究了断口形貌由纤维状转变为结晶状的影响因素；认识了典型的标准形状拉伸断口的形成与分区等(2)作为事故分析的重要手段。
钢轨闪光焊 技术 焊缝 伤损
闪光焊工作原理及钢轨焊头一、什么是闪光焊闪光焊也称接触焊，是在电阻对焊的基础上发展起来的。
焊接开始时，两个金属工件端面接触，通过端面的接触点导电，接触电阻产生的电阻热加热工件端部，当温度达到一定程度时，工件接触面的金属熔化形成液态金属层，通过外加纵向力挤出液态金属，并使高温金属产生塑性变形，在结合面产生共同晶粒，获得致密的热锻组织形成对接接头。
1. 闪光的形成过程在金属工件相互靠近的过程中，端面间一些相互突出的凸点首先接触，电流从这些接触点通过时，由于导电面积突然减小，造成电流线弯曲与收缩从而形成了接触电阻，如图1所示。
图1 闪光面的接触点这些小接触点的电阻很大，电流流过时被迅速加热、熔化，形成一个个液体金属过梁，这些金属过梁将热量传入焊件的内部。
每个过梁都存在液态表面张力、径向压缩效应力、电磁引力和电磁斥力的作用，径向压缩力与流过过梁的电流强度平方成正比，在这些力的作用下过梁直径减小，电流密度急剧增大，温度迅速上升，使过梁内部出现金属蒸气。
金属蒸气使液体过梁体积急剧膨胀而爆破，熔化的金属微粒从对口间隙中飞溅出来，形成了飞溅的火花。
爆破后的位置留下一定深度的火口，为邻近产生过梁创造了条件。
闪光过程就是焊接端面不断产生液态金属过梁又连续不断的爆破过程，并伴随有工件金属的烧损。
2. 闪光的作用（1）加热焊件。
闪光过程中金属液体过梁的电阻热和过梁爆破时一部分喷射熔滴飞溅到对口面上带来的热量对焊件加热。
（2）烧掉焊件端面上的赃物和不平之处。
因此也就可以降低焊接前对焊件端面的打磨要求，用手提砂轮粗打磨即可。
（3）金属的液体过梁爆破时产生的高压力、金属蒸气及CO、CO2气体形成了保护气氛，减低了焊件端面间隙中气体介质的氧化能力。
（4）闪光后期，焊件断面形成液态金属覆盖层，为顶锻时排除端面的氧化物和过热金属提供了有利条件。
3. 获得闪光对焊优质接头的条件（1）后期闪光过程不出现闪光中断，加速烧化时闪光稳定、激烈，有良好的保护气氛。
重载铁路钢轨闪光焊接头推凸根部断裂分析及防止方法
48焊接质量控制与管理焊接技术第42卷第2期2013年2月文章编号：1002—025X(2013)02—0048—03重载铁路钢轨闪光焊接头推凸根部断裂分析及防止方法丁韦，李力，李金华，高振坤，胡玉堂(中国铁道科学研究院金属及化学研究所，北京100081)摘要：重载铁路钢轨闪光焊接头推凸根部裂纹产生的主要原因是推凸根部与轨底构成V形缺口，在疲劳载荷作用下，形成裂纹源轨底表面脱碳使得该区域强度下降，进一步促进了裂纹的萌生?防止裂纹的方法是将轨底的推凸余量打磨干净，消除推凸构成的缺13'，关键词：钢轨；闪光焊；接头断裂中图分类号：T G453．9文献标志码：B0前言钢轨闪光焊接顶锻完成后，在接头部位会形成局部凸起，也称焊瘤，在接头冷却前，焊机的推凸刀沿钢轨纵向运动，将凸起切掉。
关于推凸后的余量，TB／T1632--2005要求轨头、轨底和轨底顶面斜坡不应大于1m m，其余部分不应大于2f i l m。
对于重载铁路来说，钢轨闪光焊接头轨底推凸余量大小，对接头的使用性能会产生严重影响。
图1为钢轨闪光焊接头轨底推凸后的情况，然后对箭头区以外进行打磨，打磨后与钢轨表面平顺，对箭头区中部不进行打磨。
图l a和图1b比较，图l a所示轨底由于推凸较为彻底，焊瘤根部并未出现棱角，而图1b所示由于推凸余量较大，焊瘤根部出现明显棱角(图l e)。
当轨底推凸余量较大时，其推凸余量根部一侧很容易形成V形缺口．缺15的存在．在重载作用下，构成了应力集中区。
(a)(b)(c)图1轨底打磨状态示意图曾经有研究…认为推凸不彻底会引起轨腰开裂，并导致接头断裂。
另有文献[2]介绍，推瘤在焊缝一收稿日期：2012—08一l O基金项目：铁道科学技术研究发展中心基金项目(J2009G007)侧产生包边(舌状)，相当于一个尖劈，有应力集中现象，在使用中可能造成钢轨早期疲劳断裂。
由此说明，闪光焊推凸质量对接头性能确实有很大影响。
从重载线路实际情况看，闪光焊轨底推凸余量形成V形缺口的数量虽然不多，但在重载下，产生应力集中的概率很高，加之探伤有一定难度，因此，成为闪光焊接头伤损甚至断裂的重要方面。
钢轨固定式闪光焊接头力学性能分析
提供 参考 依据 。
１ 试 验 材 料 和 方 法
作者简介 ： 程亚萍 （ １ ９ ９ １ 一 ） ， 女， 硕士研究生。
Ｅ－ ｍａ ｉ ｌ ： ｌ ３ ５ ５ ２ｌ ９ ３ １ ２ ９＠ ｌ ６ ３． ｃ ｏ ｎ ｒ
ｌ ３ ４ 表 ２ 钢 轨 固定 式 闪光 焊 接 头 冲击 功 平 均值
通 过轨 头 喷风方 式快 速 冷 却 ， 明显 地 提 高 了轨 头 部 位
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２ ０ １ ７年 第 ４期
道
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１ ３ ３
Ｒａ ｉ ｌ ｗａ ｙ Ｅｎｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎｇ
文章 编号 ： １ ０ ０ ３ — １ ９ ９ ５ （ ２ ０ １ ７ ） ０ ４ － ０ １ ３ ３ — ０ ５
钢 轨 固定 式 闪 光 焊 接 头 力 学 性 能 分 析
我 国铁路 列 车运 行 速度 与轴 重 不 断 增加 ， 对无 缝
线 路焊 接接 头 的质量要 求相 应提 高 。铁路钢 轨 焊接方
法 主要 有 ３种 ： 闪光焊接 、 气 压焊接 和铝 热焊 接 。其 中 闪光焊 接又 分 为 固定 式 闪 光 焊 接 （ 厂焊 ） 和 移 动 式 闪 光 焊接 （ 现场 焊 ） 。据统 计 ， 闪 光 焊接 头 约 占我 国无缝 线 路接 头 总数 的 ８ ０ ％ 左右 ， 固定式 闪光 焊 接头 大 约是 移 动式 闪光 焊接 头 的 ４倍 ， 因此 固定 式 闪光 焊 接 头 性 能特 点 和质量 控制 的研究 尤 为重要 。 由于钢 轨截 面 （ 工 字钢 ） 不规则 ， 截 面 各部 分 焊接 质 量 的控制 有 明显差 异 ， 钢 轨 受 力 时不 同 区域 的应力 也 不完 全相 同 ， 因此 有 必要 进 行 较 为 系统 的全 断 面
钢筋闪光对焊接头质量标准及检验方法
钢筋闪光对焊接头质量标准及检验方法----83278e58-7165-11ec-8d14-7cb59b590d7d质量要求检验方法(1)接头处应密闭完好，并有适当而均匀的镦粗变形和金属毛刺；（2）接头处的钢筋表面应无横向裂纹；(3)与电极接触处的钢筋表面，对于i一皿级钢筋应无明显烧伤，对于ⅳ级钢筋应没有烧伤；负温闪光对焊时，对于ⅱ～ⅳ级钢筋，均不得有烧伤；（4）接头处弯曲时，角度不应大于4O；(5)接头处如发生偏心，其轴线偏移不得大于0．1d(d为钢筋直径)，并不得大于2mm检验员从焊工自检合格的成品中分批抽检10%的接头，接头不少于10个；当外观检查发现有1个接头不符合要求时，应逐个检查，剔除不合格品，切除热影响区后重焊（1）三个试样的抗拉强度不得低于钢筋等级的规定值，三级钢筋接头试样经废热处理后的抗拉强度不得低于热轧三级钢筋抗拉强度的570Mpa；(2)至少有两个试件应断于焊缝以外，并呈延性断裂特征；当试验结果表明一个试样的抗拉强度低于规定指标，或两个试样在焊缝或热影响区出现脆性断裂时，应重新试验两倍的试样。
根据复验结果，如果一个试件的抗拉强度仍低于规定的指标，或三个试件在焊缝或热影响区断裂，并显示脆性断裂，则该批接头不合格试件应从成品中切取(当焊接定长钢筋时，可按生产条件制作模拟试件)；当试验结果不能满足规定要求时，应切断该批接头并重新焊接；试样的切割方法和数量与拉伸试验相同(1)在弯心直径为2倍(ⅰ级钢)、4倍(ⅱ级钢)、5倍(ⅲ级钢)及7倍(ⅳ级钢)钢筋直径的情况下，冷弯至90o时，接头处或热影响区外侧个得出现大于0．15mm的横向裂纹(直径大于25mm的钢筋对焊接头，弯曲试验时弯心直径增加一倍钢筋直径)；（2）如果弯曲试验结果中有两个试件不符合上述要求，则应取两倍的试件进行重新检查。
如果复检结果仍有三个不符合要求，则该批接头视为不合格品冷弯试件的内侧(即受压面)应将金属毛刺和镦粗部分去除．外侧保持原状；冷弯试验在万能试验机上进行；如果受到条件限制并有检查员参与，也可以在成型机上进行；若不合格，该批接头密切除重焊。
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第17卷第1期1999年3月
佳木斯大学学报(自然科学版)
Journal of Jiamusi University(Natural Science Edition)
Vol.17No.1
Mar.1999钢轨闪光对焊接头断口金相分析
丁成钢 郜忠海
(大连铁道学院,大连,116028)(佳木斯石油化工压力容器检验所)
摘 要 进行了钢轨闪光对焊接头断口金相研究.结果表明,钢轨接头断裂系疲劳断裂,氧化物夹杂是疲劳裂纹源.
关键词 闪光对焊 疲劳/断口 氧化物夹杂
分类号 TG456
0 前言
高速与重载是当今我国铁路发展的两大主流技术.发展高速铁路已成为解决铁路运输问题的必由之路,而建设无缝线路是实现铁路现代化的重要内容.我国铁路正线的六万多公里,其中无缝线路约占三分之一,并逐渐增长.世界各国无缝线路长钢轨焊接主要采用闪光对焊,因此,铁路全面提速后,钢轨闪光对焊接头的可靠性便成为业内人士关注的焦点.本文对提速后的沈山线钢轨接头断口金相进行了分析.
1 试验材料和方法
试验用的钢轨取自沈山线高山子站下行线路.钢轨系鞍钢产60公斤级重轨U71M n,化学成分为C≈0.7%,M n=1.2%,Si=0.32%,S、P<0.04%.钢轨闪光对焊前,表面进行淬火处理,焊后接头进行正火处理,钢轨1996年4月15日上线,1997年11月7日断裂,断裂位置在近缝区.
用光镜进行显微组织观察,腐蚀液为2%硝酸酒精.用扫描电镜观察了断口的形貌,并用能谱鉴定了夹杂物成分.
2 试验结果和分析
2.1 闪光对焊接头的组织观察
图1为轨底左端头靠近断口处的光镜组织.其特征是,边缘大部分为铁素体(a),越向里(纵向)铁素体越少,为珠光体组织(b).同时,在端头边缘发现有夹杂,如图2所示.图3进一步显示了它的微观形貌.扫描电镜能谱分析表明,夹杂含有大量的氧和铁,是氧化物夹杂.
a 200× b 500×
图1 轨底左侧端头组织
*铁道部基金资助项目
收稿日期:1998—12—20
作者简介:丁成钢,男,1968年9月出生,1993年毕业于大连铁道学院研究生部,工学硕士,现任大学铁道学院讲师.
图2 氧化物夹杂 图3 夹杂微观形貌
2.2 断口形貌观察
2.2.1 宏观断口分析
钢轨断口宏观形貌如图5所示,可以看出它有两个断裂源,一个是在轨底的左侧端头,该处断口平滑,有明显的裂纹扩展前沿线(海滩花样),是典型的疲劳断口.另一个断裂源在轨头靠近踏面处,在轨头踏面的亚表面有许多小台阶,形成多个断裂源,裂纹向轨腰扩展
.
图4 氧化物夹杂能谱 图5 钢轨宏观断口
2.2.2 微观断口分析
将清理干净的断口在SEM 下进行观察分析.第一个疲劳源是在轨底左侧端头,
断口裂纹源处已磨
图6 轨底左端头断口形貌疲劳源区15×
损,但是疲劳裂纹扩展特征非常明显,如图6所示.该区域断口平滑,说明疲劳裂纹扩展比较慢,而且断口已磨损,氧化程度比轨头严重,它是疲劳裂纹最先形成的部位.图7显示了轨头靠近踏面的断口形貌,沿轨头宽度方面有多条小的台阶线,并向轨腰辐射.这说明在钢轨踏面的表面形成多源疲劳裂纹,这些裂纹向轨腰扩展.图8显示出裂纹扩展的疲劳特征,再向里出现解理断裂(图9),裂纹扩展速度加快.
2.2.3 讨论39
第1期 丁成钢等:钢轨闪光对焊接头断口金相分析
由上述宏观观察和SEM 微观观察表明,钢轨在使用过程中,由于在轨底左侧端头靠近焊缝处和轨头踏面亚表面先后形成疲劳裂纹,裂纹不断从两个方向向轨腰扩展,最后导致钢轨断裂
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图7
轨头断口疲劳源区×
图8 疲劳裂纹扩展区500× 图9 解理断口500×
钢轨接头断裂,发生在焊缝区域.在轨底左侧端头靠近断口处.表层为铁素体,这说明表面产生脱碳.在闪光焊时,特别是高碳钢闪光表面上的碳含量会减少,顶锻时已脱碳的金属未被完全挤出,留一些在焊缝里,便成为焊缝的薄弱区域,而且通过焊后热处理(正火)也难以消除此不良组织.在该区域还发现氧化物夹杂,这是在焊接时形成的,由于所用的顶锻力不足以挤出氧化物夹杂,使他们存留在焊接接头中,削弱了焊缝的性能.钢轨在使用过程中,就会在这些薄弱区域优先产生疲劳裂纹,导致钢轨过早失效.另外,该钢轨端头踏面在淬火处理后,经过无数次列车通过时的撞击和震动,轨端淬火层与钢轨基体的过渡交界处,性能差别较大的地方(即踏面亚表面)会出现疲劳裂纹,随后不断扩展,导致钢轨断裂.
3 结 论
1)钢轨闪光对焊接头断裂系疲劳断裂.
2)轨底左侧端头焊缝处最先形成疲劳裂纹,焊缝中的氧化物夹杂是启裂点.轨头踏面亚表面也可成为疲劳裂纹源.
参 考 文 献
1 郭鸿年.钢轨焊接.大连铁道学院自编教材,1982
2 许广德.从钢轨断裂情况谈无缝线路焊轨应注意的问题.铁道建筑技术,1996(1):40
3 金属机械性能编写组.金属机械性能.北京:机械出版社,1982
FRACTOGRAPH INVESTIGATION OF RAIL FLASH
BUTT WELDING JOINT
Ding Chenggan Gao Zhonghai
(Dalian Raiway Ins titue ,Dalian ,116028)(Jiamusi Petroleum Press ure Containers Checking Lab )
ABSTRACT T he fractog raph investig ation of rail flash butt Welding jo int is intr oduced.T he ex -perimental results show that fatigue failure is characterised ,and o xide inclusion is fatigue initiatio n .
KEY WORDS flash butt w elding,fatig ue fracture sur face,ox ide inclusion.40佳 木 斯 大 学 学 报 (自 然 科 学 版) 1999年。