PDF《奥 —贝合金钢道岔与 U75V 钢轨闪光 对焊接头组织与性能分析》

收稿日期 : 2007-12-18 基金项目 : 铁道部重点科技研究开发基金资助项目( 2007G023 ) 奥 ―贝合金钢道岔与 U75V 钢轨闪光 对焊接头组织与性能分析 陈辉1 , 吴冰1 , 涂铭旌2 ( 1.

西南交通大学 工程科学研究院, 四川 成都

610031 ;

2. 四川大学 材料学院, 四川 成都 610041) 摘要: 用闪光对焊方法焊接了奥―贝合金钢道岔与 U75V 钢轨的异种钢接头. 对接 头的微观组织、显微硬度、冲击吸收功、抗拉强度、疲劳性能进行了试验, 分析了正火处 理对接头硬度 、强度和冲击吸收功的影响. 结果表明, 奥―贝氏体合金钢道岔与 U75V 钢轨焊接接头经过

900 ℃±20 ℃正火处理后明显改善接头的硬度分布;

接头的抗拉强 度和冲击吸收功也得到了很大提高;

焊缝及热影响区的晶粒细化且分布比较均匀, 因而 具有优良的综合力学性能. 关键词: 奥―贝钢道岔;

U75V 钢轨;

闪光对焊 中图分类号: TG115 .

28 文献标识码: A 文章编号: 0253-360X( 2008) 04-0041 -04 陈辉0序言随着铁路运输量不断增加 ,为满足运输要求, 国 内铁路正向着高速重载方向发展.列车行驶速度提 高,轴重增大 ,必然导致钢轨损伤加剧, 这对铁路轨 道线路提出了更高的要求 .钢轨正朝着 重型化、强 韧化 、 高纯净度 、 高平顺性 、 高焊接性能 方向不断发 展,以满足新的运输形势的需要[

1 - 3] . 目前, 国内时速160 km/h以下线路道岔广泛使 用合金钢组合辙叉, 其心轨采用高耐磨 、 高强韧性的 奥―贝钢整体锻造成型, 并与其后叉跟轨拼接而成 , 大大提高辙叉使用寿命.缺点是结构采用组装拼 接,整体性较差 ,列车通过时产生振动, 影响平顺性 . 同时 ,拼装结构不利于温度应力的传递 ,联结螺栓易 疲劳而影响辙叉使用寿命.作为新一代合金钢辙 叉,心轨与其后钢轨宜采用焊接方式,消除螺栓联接 造成的缺陷,提高辙叉整体性 . 奥―贝氏体合金钢道岔和 U75V 钢轨因耐磨性 能好 、 抗剥离、 抗波浪磨耗以及综合使用性能优良而 得到了广泛应用 [ 4] .但是 ,在无缝线路的建设中, 需 要对奥 ―贝氏体合金钢道岔与 U75V 钢轨进行焊 接,选用何种焊接方法实现道岔与钢轨之间的可靠 连接尚需深入分析.与其它焊接方法相比, 闪光对 焊由于加热时间短 、 焊接过程不需要填充金属、冶金 过程简单、 焊接热影响区小 、 容易获得质量较高的焊 接接头 ,而且闪光焊既能用于工厂焊接长轨,又能采 用焊轨列车在现场进行钢轨或道岔的焊接 ,所以在 世界各国无缝线路的连接中都得到了广泛的应 用[

5 ] .为此 ,文中选用闪光对焊方法 ,主要分析奥― 贝氏体合金钢道岔与 U75V 钢轨异种钢闪光对焊接 头的组织与力学性能 , 为取代道岔与钢轨之间的螺 栓联结方式提供试验依据.

1 试验方法 1.

1 试验材料 试验选用奥 ―贝合金道岔钢和 U75V

60 kg/m 钢轨钢 ,它们的化学成分和力学性能见表

1 和表

2 . 由化学成分分析结果表明,U75V 钢轨钢比普通 碳素钢轨钢碳含量高 , 硅含量高 , 且含有钒.随着 C ,Si 元素含量的提高 , 钢的强度提高 .同时 U75V 钢轨钢中加入了合金元素V ,细化了晶粒 ,提高了钢 的强度.硅对氧的亲和力比铁大, 与氧结合生成的 酸性氧化物 SiO2 熔点高、粘度大 、流动性不好而易 形成焊缝夹渣缺陷 , 使接头质量下降 .奥氏体-贝 氏体合金道岔钢是一种以 Si ,Mn 为主要合金元素的 新型高碳低合金耐磨钢 , 其特点是在铸态下获得以 贝氏体为主的奥氏体―贝氏体混合组织. 第29 卷第4期2008年4月焊接学报TRANSACTIONS OF THE CHINA WELDING INSTITUTION Vol .