PD3钢轨伤损分析及补焊技术研究

摘要

为适应我国铁道线路对高强耐磨钢轨的需求，提高无缝线路的使用寿命，国内各铁路局相继采用PD3钢轨进行既有线钢轨的大中维修更换，并在城市地铁和轻轨的建设中广泛应用。PD3钢轨耐磨性好，实际使用寿命高，但随着既有线上PD3钢轨的大量铺设使用和铁路部门运量、轴载、行车密度和运营速度的不断提高，既有线上的PD3钢轨也不可避免的出现不同类型的伤损。研究PD3钢轨在新形势下伤损的主要类型和发展规律，以及PD3伤损钢轨的补焊技术和工艺，可以加深我们对PD3钢轨工作状态的认识并有助于合理使用钢轨和延长其使用寿命，保证行车安全和旅客舒适度要求，具有重要的现实意义。 本论文对PD3钢轨的材质和力学性能特点、PD3钢轨剥离掉块伤损及形成机理进行了分析，在对京哈线秦沈段的PD3钢轨的主要伤损及机理的跟踪调查的基础上，研究分析了PD3钢轨母材和接头伤损的类型和原因、秦沈段波磨机制和机车抖动情况，以及PD3钢轨的伤损管理和修复措施。 为了能够以较小的代价、较短的时间快速修复线路上剥离掉块、擦伤等表面伤损，恢复线路平顺性，减少维修工作量，保证铁路行车安全，提高经济效益，本论文在对钢轨材料焊接特性、钢轨焊修焊条、PD3钢轨施焊工艺进行研究的基础上，研制出一种专门用于PD3钢轨焊补的新型堆焊焊条。分别通过试验室检验和现场检验方式对PD3钢轨补焊的施焊工艺进行了研究，并且在沈阳铁路局沈大线辽阳工务段管内进行了补焊试验，积累了宝贵的实际经验。由于钢轨表面焊修后，提高了线路的平顺性，列车对线路的冲击破坏相应减少，减少了线路维修工作量，产生了较好的社会经济效益。

目录

文摘

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致谢

序

1.引言

2.钢轨伤损分析

2.1.钢轨的性能要求

2.2.钢轨力学分析

2.2.1.钢轨受力分析

2.2.2.弹塑性安定曲线

2.2.3.裂纹的初期形成

2.2.4.裂纹扩展

2.3.金属学微观分析

2.4.钢轨伤损的定义和分类

2.4.1.轨头裂纹

2.4.2.轨头隐伤

2.4.3.轨面剥离掉块

2.4.4.轨头核伤

3.PD3钢轨特点及常见伤损分析

3.1.材质特点

3.2.力学性能特点

3.3.PD3钢轨剥离掉块及形成分析

3.4.京哈线秦沈段PD3钢轨主要伤损及机理分析

3.4.1.京哈线秦沈段钢轨及焊接接头使用跟踪

3.4.2.PD3钢轨主要伤损类型

3.4.3.秦沈段钢轨波磨情况

3.4.4.2008年秦沈段重伤焊缝处理情况

3.5.PD3钢轨的伤损管理和修复措施

3.5.1.不可修复伤损

3.5.2.可修复伤损

4.PD3钢轨补焊焊条的研制

4.1.钢轨补焊技术概述

4.2.钢轨材料的焊接特性分析

4.2.1.钢轨钢化学成分

4.2.2.钢轨钢的焊接性能

4.3.钢轨焊修焊条研制原则

4.3.1.选用焊接材料的原则

4.3.2.满足焊修工艺要求的原则

4.4.对现有焊条的选择

4.5.研制新型钢轨焊修焊条

4.6.STK—450焊条需要达到的目标

4.7.STK—450焊条堆焊金属类型

4.8.焊条的性能指标检验

5.PD3钢轨施焊工艺研究

5.1.一般碳钢焊条焊高、中碳钢的工艺要求

5.2.STK—450焊条的工艺特性选择

5.3.STK—450焊条焊接时工艺注意事项

6.PD3钢轨补焊试验研究

6.1.试验研究路线

6.2.PD3钢轨补焊试验方案

6.2.1.试验范围

6.2.2.质量检验依据

6.2.3.试验方法

6.2.4.PD3钢轨补焊的施焊工艺要求

6.2.5.试件制作图纸

6.3.PD3钢轨补焊试验室检验

6.3.1.质量检验依据

6.3.2.检验项目

6.3.3.检验主要仪器设备

6.3.4.检验结果

6.4.上线施焊试验

6.4.1.外观情况

6.4.2.超声检查情况：分探伤透声检验和探伤小车检查

7.经济效益分析

8.结论

参考文献

作者简历