U75钒钢轨固定式闪光焊接接头组织及性能研究

发布时间：2017-07-20 05:04

  本文关键词：U75钒钢轨固定式闪光焊接接头组织及性能研究

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【摘要】：高速与重载是当今世界铁路发展的两大趋势,而要实现铁路的高速化和重载化,必须建设超长无缝线路。目前,在中国的无缝线路上,80%的焊缝由闪光焊接法焊接。尽管闪光焊的焊接质量相对稳定,但是在铁路的运营过程中焊接接头部位仍是整条线路的主要薄弱环节,易出现低塌、脆断及压溃等重大损伤。因此,进一步对钢轨闪光焊接头的失效机理,组织性能特点进行研究是十分有必要的。研究成果对优化钢轨焊接质量,提高列车运行的安全性以及降低后期维护成本具有十分重要的实际工程意义。本文对U75V热轧钢轨的基地闪光焊接接头进行了研究,重点对热处理前以及经正火空冷处理和正火强制喷风冷却处理后的钢轨接头焊缝处的抗拉强度、冲击韧性、硬度分布等力学性能及显微组织的变化规律进行了分析。最终通过对比研究,得出了以下相关结论：(1)由于焊接高温作用,焊后接头在热处理前,各项力学性能大幅下降,接头焊缝处的晶粒组织严重粗化,铁素体沿晶界呈网状分布。(2)经正火处理后,焊缝处的组织和力学性能得到显著改善,原来的焊接热影响区消除。但是由于正火作用,在接头部位形成了更宽的正火热影响区,在距离焊缝约46mm处出现了新的硬度软化带。(3)正火空冷工艺由于冷速缓慢,不能有效地优化接头部位的硬度分布,且在局部出现性能恶化,严重影响行车质量。(4)与正火空冷相比,正火喷风冷却工艺的热处理效果最佳,其硬度分布与母材达到良好匹配,虽然也有局部软点存在,但整体硬度分布符合标准规定；此外,接头强度及塑韧性也接近或优于母材,接头部位的综合性能良好。
【关键词】：闪光焊 焊接接头 力学性能 显微组织 正火处理
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG457.11
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-10
• 1 绪论10-29
• 1.1 选题背景与研究目的10-12
• 1.1.1 选题背景10-11
• 1.1.2 研究目的11-12
• 1.2 国内铁路钢轨的研究及选用12-16
• 1.2.1 国内钢轨的分类12-13
• 1.2.2 我国钢轨化学成分及性能特点13-15
• 1.2.3 国内铁路钢轨材质的选用原则15-16
• 1.3 钢轨焊接技术的国内外研究进展16-19
• 1.3.1 国外研究进展17-18
• 1.3.2 国内研究进展18-19
• 1.4 钢轨焊接技术简介19-24
• 1.4.1 闪光焊接技术19-21
• 1.4.2 气压焊接技术21-23
• 1.4.3 铝热焊接技术23
• 1.4.4 电弧焊接技术23-24
• 1.5 钢轨焊后热处理工艺简介24-26
• 1.6 存在的问题26-27
• 1.7 本文主要研究内容及研究意义27-29
• 1.7.1 研究内容27-28
• 1.7.2 研究意义28-29
• 2 U75钒钢轨固定闪光焊接及焊后热处理工艺研究29-42
• 2.1 实验材料29
• 2.2 钢轨固定闪光焊接工艺研究29-34
• 2.2.1 钢轨固定闪光焊接设备29-31
• 2.2.2 钢轨固定闪光焊接基本原理及过程31-33
• 2.2.3 闪光焊接参数设定33-34
• 2.3 钢轨固定闪光焊热处理工艺研究34-40
• 2.3.1 焊后热处理工艺分析34-35
• 2.3.2 钢轨焊后热处理参数的确定35-40
• 2.4 本章小结40-42
• 3 U75钒钢轨固定闪光焊接接头性能研究42-63
• 3.1 实验方法42-46
• 3.1.1 焊接接头拉伸实验方法42-44
• 3.1.2 焊接接头冲击性能实验方法44-45
• 3.1.3 冲击断口形貌观察实验方法45
• 3.1.4 焊接接头硬度实验方法45-46
• 3.2 实验结果与分析46-62
• 3.2.1 钢轨接头抗拉强度分析46-49
• 3.2.2 钢轨接头冲击性能分析49-52
• 3.2.3 冲击断口形貌分析52-56
• 3.2.4 焊接接头硬度分析56-62
• 3.3 本章小结62-63
• 4 U75钒钢轨固定闪光焊接接头组织形态研究63-70
• 4.1 金相实验方法及试样的制取63-64
• 4.1.1 实验方法63
• 4.1.2 试样的制取63-64
• 4.2 实验结果与分析64-69
• 4.3 本章小结69-70
• 5 结论70-71
• 参考文献71-74
• 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果74-76
• 学位论文数据集76

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本文编号：566325