钢轨形成对接接头,通电并使其端面逐渐移近,达到局部接触,利用电阻热加热这些接触点(产生闪光),使端面全部熔化,直至端部在一定深度范围内达到预定温度时,迅速施加顶锻力完成焊接。
钢轨材料的含碳量相当于高碳钢(C0.60%-0.80%),结晶温度间隔较宽,因而半熔化区宽,顶锻时将含碳量高的熔化金属挤掉,减少接合面金属的含碳量,形成了脱碳量,使接头的疲劳强度降低,如果顶锻压力不够大,没有把半熔化区的金属完全排掉,则会由于熔化金属的滞留而形成缩孔、疏松和裂纹等缺陷,为了保证接头质量,必须采用较大的顶锻力和顶锻留量。
焊接钢轨时,顶锻力一般在300KN左右,因此,要求机器具有足够的刚度,否则顶锻时机架产生的弯曲变形,当解除压力之后,机架恢复变形使接头受拉而产生裂纹。
钢轨对焊时,由于预热时间较长,使近缝区(离接合面6-20mm处)过热,晶粒长大,有时会产生魏氏组织,焊后必须进行正火和回火处理,处理后的接头冲击韧度可提高一倍多,用程序降低电压闪光对焊可减少金属过热。
钢轨与电极接触地方必须清洁干净,夹紧可靠,否则,由于接触电阻过大,使表面烧伤,并能导致裂纹,另外,电极表面应保持清洁,夹紧力一般在600KN左右。
钢轨焊后及时切除毛刺,或在顶锻过程去除毛刺。
焊接钢轨常见缺陷是灰斑、气孔和未焊透,产生这些缺陷的原因主要是加热不足,塑性变形量不够大,顶锻量太小和顶锻压力不足等。
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