工地钢轨气压焊接头缺陷及成因探究

摘要

目前YHGQ-1200型气压焊轨车已广泛应用于各铁路集团公司焊轨施工。由于工地工况复杂，施工干扰因素多，导致出现了接头缺陷，严重时甚至发生断轨事故。为最大限度地保障工地钢轨气压焊接头质量，研究工地钢轨气压焊接头缺陷及其成因，针对各异常工况提出工地气压焊焊轨施关键工序质量卡控标准具有重要意义。　　本文通过工地施工工况调研，收集和整理各铁路集团公司工地钢轨气压焊带缺陷的接头，开展模拟工地工况的焊轨试验，采用现代物理测试分析方法对各类接头进行分析，系统地研究并给出了工地焊轨施工时常见的缺陷成因及其特征；其次，针对某局工地气压焊接头出现的两次断轨事故，经过深入调查气压焊轨车锁定焊施工工况、施工工法、工艺过程，采用数据统计分析方法全面追溯GPW-1200焊接参数管理系统中存储的近三年所焊接头参数，发现在工地施工过程中存在作业不规范、质量不达标问题，为此提出关键工序质量卡控标准。　　结果表明：工地钢轨气压焊接头常见的外部缺陷有错边(待焊轨廓形差异和设备异常所致)、塌陷(焊接工艺和打磨不当所致)、打磨灼伤(打磨不当所致)；内部缺陷有过热、欠热未焊透、光斑。过热是由于焊缝处温度较高，奥氏体晶粒长大，晶界上出现了网状铁素体，导致接头强韧性下降。欠热未焊透(韧窝与河流形貌、元素成分正常)是由于焊缝处温度不足，界面交互结晶不彻底，因此焊缝处晶粒细小，断口中呈现出局部平齐，有细毛刺组织的深灰色区域。光斑实质是界面交互结晶受阻所致，根据光斑有无发生交互结晶又可将其细分为部分焊合型光斑(韧窝与河流形貌、元素成分异常)和未焊合型光斑(各类污染物、夹杂物、端磨、端铣痕迹形貌)。同时针对现有标准对欠热未焊透和光斑风险评估过于粗化进行补充说明。　　某局发生断轨的原因为：将拨弯法改为直接拉伸法施工，焊前端面处理方式不当使其受到污染，加之线路高应力水平等奇异工况导致接头轨腰、轨底角产生光斑而断轨。经过全面筛查后，发现还有5个风险接头在道上服役，因此立即全部下道，并进行探伤、落锤、静弯，断口分析试验，证实了其中3个接头存在不同程度的光斑缺陷，规避了再次发生断轨事故。为避免工地钢轨气压焊接头出现各种缺陷，工地焊轨施工时的作业人员、设备、工艺与型检应保持一致，以零缺陷为目标控制好关键工序质量。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 课题研究背景和意义

1.2 主要内容

第2章 文献综述

2.1 无缝线路概述

2.1.1 无缝线路的分类

2.1.2 国内外无缝线路发展

2.2 工地钢轨焊接技术

2.2.1 铝热焊

2.2.2 闪光焊

2.2.3 电弧焊

2.2.4 气压焊

2.3 YHGQ-1200型气压焊轨车

2.3.1 焊轨车结构

2.3.2 气压焊轨机焊轨工序

第3章 工地钢轨气压焊缺陷及成因研究

3.1 工地钢轨气压焊外部缺陷

3.1.1 接头错边

3.1.2 接头塌陷

3.1.3 焊后打磨灼伤

3.2 工地钢轨气压焊内部缺陷

3.2.1 工地焊接热场不适导致的缺陷

3.2.2 待焊端面处理质量不合格导致的光斑缺陷

3.2.3 待焊界面夹杂导致的光斑缺陷

3.2.4 工地钢轨气压焊小顶锻量接头问题

3.3工地钢轨气压焊缺陷风险评估

3.3.1 过热评估

3.3.2 欠热未焊透评估

3.3.3 光斑评估

3.4本章小结

第4章 上道服役接头质量追溯研究

4.1工地断轨事件

4.2工地钢轨气压焊施工数据追溯分析

4.2.1 07767#车（事故车）数据追溯分析

4.2.2 07766#车数据追溯分析

4.2.3 07765#车数据追溯分析

4.3 事故车断轨区接头研究

4.3.1 焊接接头工艺曲线追溯

4.3.2风险接头下道研究

4.3.3 接头风险问题综合分析

4.4 本章小结

第5章 工地钢轨气压焊关键工序质量卡控标准

5.1工地施工主要异常工况

5.1.1 工地锯轨后垂直度严重不足

5.1.2 端面处理要求掌握不到位

5.1.3 焊后打磨不当

5.2 关键工序质量卡控标准要求

5.2.1 焊前准备和处理要求

5.2.2 端面加工要求

5.2.3 焊前检查要求

5.2.4 焊接过程要求

5.2.5 焊后接头打磨要求

5.3 本章小结

结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果