K922閃光焊機(jī)鋼軌焊接接頭軌頂缺陷分析

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。K922閃光焊機(jī)鋼軌焊接接頭軌頂缺陷分析K922閃光焊機(jī)鋼軌焊接接頭軌頂缺陷分析K922閃光焊機(jī)鋼軌焊接接頭軌頂缺陷分析K922閃光焊機(jī)鋼軌焊接接頭軌頂缺陷分析王曉林(中土集團(tuán)公司軌道事業(yè)部,北京100036)0前言K922鋼軌閃光對(duì)焊機(jī)是由E.0.PatonIntemationalHoldingsInc生產(chǎn)的,對(duì)鋼軌進(jìn)行焊接.K922焊機(jī)自動(dòng)化程度高,整個(gè)焊接過程由PLC可編程控制器控制,焊接質(zhì)量穩(wěn)定,接頭合格率高.K922焊機(jī)焊接接頭一般情況下缺陷都出現(xiàn)在軌底角,軌頂幾乎沒有.在本次焊接施工中,焊接

2、接頭的所有缺陷都在軌頂,軌底角無缺陷,接頭不合格率高達(dá)60%,此現(xiàn)象對(duì)K922焊機(jī)來說是一種全新情況,因此對(duì)其進(jìn)行分析非常必要.1缺陷現(xiàn)象所有不合格接頭缺陷都在軌頂,據(jù)探傷工分析,缺陷位置都在軌頂中間,深度在18ram25ram之間,傷波高8ram12mm,是條狀的面積型缺陷,缺陷性質(zhì),形狀,位置基本相似,是同一種類型缺陷,軌底無任何缺陷,傷波超過TB/T1632.120o4要求,接頭不合格.2缺陷產(chǎn)生原因分析影響焊接接頭質(zhì)量的因素很多,鋼軌的處理狀況,焊機(jī)自身狀況,焊接工藝參數(shù),其它未知因素都有可能影響焊接接頭質(zhì)量,任何一項(xiàng)處理不當(dāng)都可能使接頭產(chǎn)生缺陷.2.1鋼軌的處理狀況與焊接回路K922

3、閃光焊的基本原理是電流通過鋼軌端面的接觸電阻所產(chǎn)生的熱量熔接焊件,再經(jīng)頂鍛以達(dá)到焊接目的.產(chǎn)生的熱量可以從以下公式計(jì)算:Q=rd2Rt式中焊件接觸面上產(chǎn)生的熱量(J)算系數(shù),取0.24尺焊件接觸面的電阻(n)焊件接觸面的接觸時(shí)間(S)從上式中可以看出影響焊接熱量的因素有I,R,t.R與接觸壓力有關(guān),t在工藝參數(shù)中可以設(shè)定,I與鋼軌的處理情況與焊接回路的接觸有關(guān).鋼軌的端面與距離端面700mm的軌腰部分應(yīng)進(jìn)行打磨處理,除去銹皮與氧化物,使其露出90%以上的金屬光澤,無油與脂等污物,這樣才可以保證良好的導(dǎo)電接觸,易于激發(fā)閃光.如果接觸不好,就會(huì)使導(dǎo)電性能變差,焊接電流與電流密度減小.如果鋼軌制造廠

4、商的標(biāo)志出現(xiàn)在軌腰夾緊區(qū)域,必須打磨與軌腰相平,否則可能在頂鍛階段出現(xiàn)打滑,使頂鍛量減小,甚至不頂鍛,形成焊接缺陷.焊接回路包括:焊接變壓器,匯流排,電極,鋼軌.電極與匯流排用鉻銅合金制成,電極與鋼軌軌腰直接接觸.匯流排連接焊接變壓器與電極.焊接回路所有的接線柱,緊固螺栓必須緊固,電極與軌腰之間的接觸面必須在電極面積的80%以上,匯流排可導(dǎo)電的銅合金片應(yīng)占匯流排總合金片的80%以上,這樣才可以保證具有良好的導(dǎo)電性與電接觸.無論是鋼軌處理不當(dāng)還是焊接回路接觸不好,都會(huì)使I減小,在其它條件不變的情況下,Q也會(huì)隨之減小.產(chǎn)生的熱量減小,鋼軌的局部位置溫度達(dá)不到或者受熱不均勻,鋼軌的受熱狀況,加熱區(qū)的

5、寬度與焊頭的溫度場(chǎng)也會(huì)隨之受到影響,從而影響焊頭質(zhì)量.2.2頂鍛過程中是否打滑夾緊力是焊接時(shí)夾鉗夾持鋼軌的夾緊壓力,只有具有足夠的夾緊力才可以保證在頂鍛過程中不會(huì)打滑.夾緊力與頂鍛力之比必須大于2.2:1.造成頂鍛過程中打滑的可能原因與解決方法見表1.在頂鍛過程中出現(xiàn)打滑現(xiàn)象,就會(huì)致使頂鍛量減小,甚至不頂鍛,是焊道中的焊接氧化物與一些焊接殘留雜質(zhì)不能從火口中全部擠出,這些雜物殘留在焊縫之中就會(huì)形成焊接缺陷.2.3焊接工藝參數(shù)焊接工藝參數(shù)是保證鋼軌焊接質(zhì)量的關(guān)鍵,基于E.O.PatonInternationalHoldingsInc多年的實(shí)驗(yàn)研究,閃光速度,加速推進(jìn)速度,頂鍛量,打滑,加速階段的

6、電流中斷,加速階段的短路,頂鍛過程中打滑的可能原因與解決方法表1頂鍛過程中打滑的可能原因打滑的解決方法鋼軌表面處理不正確從新打磨軌腰接觸面夾鉗裝置調(diào)整不正確檢查對(duì)中性,如果需要給夾鉗加墊片液壓壓力不正確檢查油泵調(diào)整壓力補(bǔ)償器,使油壓正確液壓缸內(nèi)密封環(huán)損壞更換密封環(huán)液壓缸拉傷或損壞修理或更換液壓缸焊接工藝參數(shù)對(duì)焊接質(zhì)量的影響表2焊接工藝參數(shù)對(duì)焊接質(zhì)量的影響閃光速度加速推進(jìn)速度頂鍛量打滑加速階段電流中斷加速階段短路焊接時(shí)間速度低時(shí)焊接時(shí)間短,鋼軌加熱區(qū)窄,容易導(dǎo)致未焊透;速度高時(shí)溫度高焊接時(shí)間長(zhǎng),加熱區(qū)寬,易導(dǎo)致過燒或過熱.速度過小,閃光不連續(xù),空氣易侵入,有氧化危險(xiǎn);速度過大,電流激增,端面溫度

7、的不均勻程度增加,影響焊接質(zhì)量.頂鍛量過小,可能出現(xiàn)灰斑;過大影響焊縫的機(jī)械性能.打滑致使頂鍛量減小,甚至不頂鍛,影響焊接質(zhì)量.電流中斷使閃光不連續(xù),空氣可能侵入,有氧化危險(xiǎn),形成焊接缺陷.加速階段短路,電流過大,過梁尺寸與火口增大,端面溫度的不均勻程度增加,影響焊接質(zhì)量.時(shí)間過短.會(huì)形成未焊透缺陷;時(shí)間過長(zhǎng),會(huì)使加熱區(qū)增寬,易產(chǎn)生過熱和過燒缺陷.焊接時(shí)間等是決定焊接質(zhì)量的關(guān)鍵因素,可以作為焊接接頭質(zhì)量的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),不合適的焊接工藝參數(shù)會(huì)影響焊接質(zhì)量,在接頭中形成焊接缺陷,具體的影響見表2.開始焊接施工以前,必須先進(jìn)行試驗(yàn),對(duì)焊接工藝參數(shù)進(jìn)行調(diào)試,型式試驗(yàn)合格以后才可以開始焊接施工.2.4摩擦阻

8、力由于焊接的是500m的長(zhǎng)鋼軌,滾輪墊不好時(shí),鋼軌軌底與膠墊,彈條之間則會(huì)有很大摩擦阻力,過大的阻力可能會(huì)使焊機(jī)在焊接或頂鍛過程中拉不動(dòng)鋼軌,影響焊接質(zhì)量.2.5其它因素發(fā)現(xiàn)焊接500m長(zhǎng)鋼軌時(shí),采用常規(guī)推瘤,當(dāng)焊接頂鍛結(jié)束,由于要采用自由端鉗口推瘤,自由端鉗口張開推瘤不再夾緊鋼軌,當(dāng)松開鉗口后長(zhǎng)鋼軌有往后的反彈力,可能會(huì)影響焊接質(zhì)量.3解決辦法以上分析了鋼軌焊接接頭軌頂缺陷可能產(chǎn)生的原因,但是什么原因產(chǎn)生的缺陷需要逐步進(jìn)行分析排除.對(duì)鋼軌的處理情況與焊接回路.處理鋼軌端面與軌腰使之符合要求,檢察焊接回路接觸良好.焊接短軌實(shí)驗(yàn)頭,探傷缺陷依然存在,可以排除鋼軌處理不當(dāng)與焊接回路接觸不好產(chǎn)生缺陷

9、的可能.頂鍛過程的檢查.焊接短軌實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)頂鍛時(shí)打滑,觀察發(fā)現(xiàn)在焊接頂鍛前一邊夾緊缸夾緊壓力減小,在頂鍛時(shí),夾緊力與頂鍛力之比僅為1.2:1,小于2.2:1,致使頂鍛時(shí)這邊打滑.分析發(fā)現(xiàn)夾緊缸中一密封環(huán)損壞,致使液壓缸內(nèi)泄,使夾緊壓力減小,更換后頂鍛時(shí)不再打滑.焊接短軌實(shí)驗(yàn)頭,探傷無缺陷發(fā)現(xiàn),接頭合格,型式試驗(yàn)通過.但在現(xiàn)場(chǎng)焊接500m長(zhǎng)鋼軌,仍然發(fā)現(xiàn)軌頂有缺陷.對(duì)焊接工藝參數(shù).同種施工條件下,對(duì)同種材質(zhì)的鋼軌,焊接短軌實(shí)驗(yàn)頭,探傷合格,通過了型式試驗(yàn),證明不是焊接工藝參數(shù)的問題.對(duì)摩擦力,現(xiàn)場(chǎng)檢查,發(fā)現(xiàn)滾輪墊的太少,鋼軌軌底與膠墊,彈條基本貼著,摩擦力很大.更換具有軸承的滾輪,增加滾輪數(shù)量是鋼

10、軌軌底離開膠墊,減小摩擦阻力.焊接后探傷接頭合格率有所提高,但是接頭不合格率還是很高,需要進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)分析.對(duì)反彈力,采用常規(guī)推瘤,自由端鉗口松開后,焊頭溫度仍然很高,特別是軌頂中間冷卻慢溫度最高,還處在軟化或半軟化狀態(tài),強(qiáng)度非常低,幾乎為零,反彈力是強(qiáng)度非常低的軌頂中間出現(xiàn)缺陷,決定采用保壓推瘤.焊接頂鍛結(jié)束后鋼軌仍處在夾緊狀況下,由單獨(dú)的推瘤缸推動(dòng)推瘤刀.只有等到焊口自然降溫恢復(fù)強(qiáng)度之后,才松開鉗口.采用保壓推瘤后,焊接500m長(zhǎng)鋼軌,焊頭軌頂?shù)娜毕莸靡韵?焊頭合格率達(dá)到了99%.4結(jié)束語(yǔ)通過對(duì)鋼軌的處理情況,焊接回路,頂鍛是否打滑,焊接工藝參數(shù)等影響焊接接頭質(zhì)量的因素進(jìn)行全面的分析,逐項(xiàng)

11、排除,得出焊頭軌頂產(chǎn)生缺陷的原因是頂鍛時(shí)焊機(jī)發(fā)生打滑;在線路上焊接長(zhǎng)鋼軌時(shí),軌頂產(chǎn)生缺陷的主要原因是焊后常規(guī)推瘤鉗口松開鋼軌的反彈,次要原因是摩擦阻力太大,在消除頂鍛時(shí)打滑的情況下,采用保壓推瘤與減小摩擦阻力后,焊頭軌頂?shù)娜毕菹?問題得以解決.參考文獻(xiàn)1盧祖文.客運(yùn)專線鐵路軌道【M】.北京:中國(guó)鐵道出版社,2005.2TB/T1632.120o5,鋼軌焊接第一部分:通用技術(shù)條件【s.北京:中國(guó)鐵道出版社,2005.:;:(上接第184頁(yè))你支村;業(yè)主要求三合板的桌子,你做個(gè)純木的,最后還是只給你你三合板的桌子錢.在海外施工一定要做到:強(qiáng)化質(zhì)量意識(shí),創(chuàng)立市場(chǎng)信譽(yù).作為承包商,履約就必須得到應(yīng)有的支付;而作為業(yè)主,付款后要得到應(yīng)得的工程,雙方都不要做得太過分.FIDIC是單價(jià)合同,它強(qiáng)調(diào)量?jī)r(jià)分離,即工程數(shù)量和單價(jià)分開,使用過程中是量變價(jià)不變.投標(biāo)時(shí)承包商報(bào)的不是總價(jià),而是單價(jià),單價(jià)乘以業(yè)主認(rèn)可的數(shù)量后才匯總出工程的總價(jià).而這個(gè)總價(jià)是理念上的東西,實(shí)際上的總價(jià)是在履約過程中通過驗(yàn)工計(jì)價(jià)得出的.數(shù)量的計(jì)算