钢轨焊缝缺陷分析.ppt

2.2铝热焊:又称热剂焊，它是将铝热焊剂放入坩埚中用高温火柴点燃，焊剂发生激烈化学反应和冶金反应放出大量热能，形成铝热钢液和上浮的熔渣，高温钢液浇入装卡在轨缝上的砂型中，将轨端熔化，冷却后形成接头。

由于铝热焊的浇铸和冷却过程与铸造的规律极为相似，所以铝热焊也称为铸焊。

2.2.1焊剂的基本材料：

由铝粉、氧化铁、铁钉头和铁合金、石墨组成，其中合金用于对不同牌号钢轨焊接时焊缝成分的调整。

焊剂点燃后，立即发生氧化——还原反应，其主要化学反应式（略）。2.2.2工艺流程:（1）焊前准备(2)待焊钢轨检查与对轨（3）装卡砂型及坩埚装料（4）轨端预热（5）点火及浇铸（6）拆模与推瘤（7）焊缝打磨焊前准备（焊剂、液化气、丙烷、乙炔、打磨）检查与对轨（预留轨缝：轨头28mm、轨底27mm，翘起1.5mm）装卡砂型坩埚装料轨端预热点火浇注拆模推瘤焊缝打磨2.2.3铝热焊主要产生的缺陷

2.2.3.1气孔:气孔是铝热焊的典型缺陷。焊接过程中铝热钢水中的气孔在金属冷却前未能来得及逸出，存留在焊缝金属中（熔合区）所形成的孔穴。气孔的产生与铝热焊剂或焊条质量、预热工艺和焊接工艺有关。铁标对气孔的大小和数量允许值都有明确的规定。气孔2.2.3.2夹渣：铝热焊夹渣缺陷是铝热钢水进入型腔后，熔渣未能完全上浮而残留于焊缝金属中的缺陷。

铝热焊夹渣与接触焊夹渣是推凸过程中将冷却的焊渣挤入钢轨焊头内是不同的。夹渣2.2.3.3未焊合：是指经铝热焊工艺后，原来待焊的两个钢轨端部断面上仍没有熔化的区域，本质上没有达到金属原子的结合。未焊合的情况，一般不会在焊缝中心出现，而是在熔合边缘的熔合线附近出现。原因：预热温度过低、预留轨缝太小、浇注设计不良、砂箱“跑铁”等。未焊合2.2.3.4缩孔与疏松：高温钢水在冷却及凝固过程中，体积收缩，在没有外来钢水补缩的情况下，就会在铸件中温度最高的部分，也就是最后凝固的部分形成集中孔穴，这就是缩孔。小儿不连贯的、比较均匀的分布在铸件的局部范围内的缩孔成为疏松。

形成原因：由于钢轨个别部位（轨腰及轨脚）有局部过热的现象，浇注系统违背了顺序冷却的原则，使液态收缩后得不到钢水的补充而形成。缩孔与疏松1钢轨焊缝缺陷分析

序：

截止2008年，我国无缝线路延伸长度已达32000余公里，为列车大提速提供了重要的基础。

目前三分之二以上断轨发生在焊缝部位，钢轨焊缝部位已成为线路最薄弱的环节。

焊缝的主要缺陷：

夹杂、疏松﹑缩孔﹑气孔、过烧等

-----体积状/点状缺陷。

光斑、灰斑、裂纹、未焊透等

-----平面状缺陷。

疲劳缺陷：即疲劳裂纹。

平面状缺陷减小了有效截面，还可造成应力集中，是最危险的缺陷。

1.焊接的实质：利用加热或加压（或者加热和加压），使分离的两部分金属靠的足够近，原子间互相扩散，形成原子间的结合。2.焊缝的主要形式

2.1接触焊（厂焊）

2.2铝热焊（工地焊）

2.3气压焊（工地焊）2.1接触焊:(分固定式和移动式）

也称电阻焊，属压焊范畴。焊接时，将工件置于两电极之间加压夹紧，对焊件或焊件接通处通以电流，利用工件的电阻产生的电阻热加热工件（1300℃）左右，形成局部熔化或达到塑性状态，通电结束后，压力继续作用一段时间，形成牢固接头。

2.1.1接触焊生产的工艺流程：

（1）钢轨的选配。（2）钢轨表面伤损检查和锯切。（3）钢轨焊前矫直。（4）钢轨焊前除锈。（5）钢轨焊接和推瘤。（6）焊接接头热处理（正火或淬火）。（7）焊后矫直（8）焊接接头粗打磨。（9）冷却（10）焊缝精磨。（11）焊缝探伤（12）产品质量检验。GAAS80/700焊机钢轨焊前校直除锈一体机端面除锈焊后打磨2.1.2接触焊焊接过程中容易产生的缺陷

2.1.2.1灰斑：是接触焊最主要的缺陷，呈平面状，厚度极薄，有明显的轮廓，形状不规则。从不同角度观察时呈亮银色或灰暗色，平滑，有时有放射性条纹的片状夹杂物。

出现位置：可出现在任何部位，其中以轨脚边居多。

灰斑是可以接受的缺陷，但大面积的灰斑将降低焊接接头力学性能，因此必须限制灰斑面积。

原因：轨底厚度较薄，闪光造成的打火口较多，而轨底的热容量小散热快，顶锻过程受氧化的可能性增大，加之母材存在的夹杂物析出，在顶锻过程（合缝时）中熔化的金属与氧化物一起被挤压，沿工件径向流动，未被排挤干净的氧化物，就形成了断口上的灰斑。也就是说，火口中的液态金属成份是改变这种缺陷的原因。这种氧化物能否被挤出取决于其流动性和顶锻量。（流动性：取决于氧化物的温度及其成份。顶锻量：顶锻时的加速