U71Mn钢轨气压焊接头的损伤行为
2021-03-01蒋文娟王文健丁昊昊刘启跃
机械工程材料 2021年2期
蒋文娟,王文健,丁昊昊,郭 俊,刘启跃
(1.西南交通大学,牵引动力国家重点实验室摩擦学研究所,成都 610031;2.四川工程职业技术学院材料工程系,德阳 618000)
0 引 言
无缝线路是指通过焊接技术将25 m标准长度钢轨连接成的长钢轨线路[1],与通过螺栓连接钢轨的线路相比,无缝线路不存在轨缝,能最大限度地保持线路的连续性和整体性,大大改善接头区域的轮轨相互作用,从而保证列车的良好运行[2]。然而,根据现场调查结果,发现焊接接头部位是钢轨轨道薄弱环节[3],其损伤在无缝线路损伤中占较大比例[4-5]。陈明鸣等[6]对成昆线气压焊和闪光焊接头处的断裂钢轨进行分析,发现钢轨均发生疲劳断裂,裂纹源位于焊瘤趾部或焊瘤内部靠近轨腰表面处。王莹莹[7]研究了闪光焊灰斑形成机理以及轨底次表面微裂纹缺陷的形成原因和形成过程。KIM等[8]利用有限元方法分析得到,钢轨焊接接头中母材和熔合线处的强度是影响钢轨断裂形式的主要因素。钢轨焊接接头质量影响线路的平顺性,接头处的不平顺导致接头熔合线处的冲击载荷升高,从而进一步加速裂纹扩展[9-11]。已有研究表明,焊接接头的不均匀损伤会加速钢轨焊接接头的裂纹扩展和断裂,但是对接头,特别是气压焊接头不均匀损伤行为以及机理的研究还鲜有报道。因此,作者以服役后的U71Mn钢轨气压焊接头为研究对象,通过硬度测试、裂纹形貌及微观组织观察等方法,分析了气压焊接头的损伤行为和机理,以期为焊接接头的维护及钢轨气压焊接工艺的改进提供试验依据。……
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