焊接工艺控制要求焊接缺陷.docx
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焊接工艺控制要求焊接缺陷
子模块LC21铝热焊工艺、控制要求、焊接缺陷
第一节 铝热焊焊接钢轨工艺
一、一般注意事项
1. 焊接作业前,应仔细核对所有焊接材料、设备是否与被焊轨型、钢种相符;
2. 焊接用预热器应采用供货商指定预热器,推瘤机应采用双向推瘤方式,轨头打磨应用仿形打磨机;
3. 焊接结束后,接头温度高于3000C,严禁放行列车。
根据气温差异,放行首列列车的时间一般应在焊后20-40分钟后;
4. 大雨条件下不得进行铝热焊,小雨必须采取防雨措施,防止砂型及坩埚、焊剂及钢轨焊接部位被淋湿;
5. 光照充足,否则会造成对轨及卡模偏差,室外光线不足时应辅以另外光源;
6. 焊接场地湿度大于50%时,焊剂、砂型、坩埚不允许打开包装,长时间暴露。
仅允许作业需要时打开包装;
7. 气温若低于5˚C,应对氧气减压表采取防风,同时应热敷防冻;液化气应采取保温或加热措施(用热水淋热液化气钢瓶,不得用明火);
8. 轨温若低于5˚C,应烘烤待焊轨缝两侧钢轨至15˚C左右,烘烤钢轨长度约为1米。
9. 液化气与氧气钢瓶相距不小于5米,钢瓶与明火距离不小于10米。
二、焊接用设备的装配与准备
㈠高压气体装置的准备
⒈装配预热器之前,应先检查每一部件是否破损,是否通畅;
⒉安装氧气减压表与丙烷减压表之前,应打开高压阀门少许,除尘;
⒊将所有部件安装完毕后,打开枪体,检查流量计、各接头是否漏气。
㈡耐用坩埚的安装
安装时用封箱泥将坩埚桶与坩埚内衬间接缝填平,封严。
或使用一次性坩埚
㈢准备料具
清除坩埚内残骸和碎屑。
㈣准备钢轨
⒈待焊钢轨焊前应仔细检查,有损伤、裂纹的必须锯掉;
⒉焊接旧轨时,若轨端部有低接头或损伤者,必须将该部分切去;
⒊钢轨端部不允许用氧乙炔或其它热加工方法切割;
⒋凡有下列情形之一者,只能将该部分完全切去才能焊接:
a钢轨扭曲无法校直;
b钢轨端部的螺栓的边缘距轨端不足50mm;
c螺栓孔采用氧—乙炔焰切成。
⒌凡带有螺栓孔的旧轨,均不得在干线、正线上焊接铺设,只能在站线、专用线上焊接铺设;
⒍钢轨端头焊前应用钢丝砂轮清刷除锈,清刷部位为端面及钢轨长度方向,纵向清刷长度不小于150mm,并除去油污、油漆。
三、焊接
㈠固定钢轨
铝热焊接头的平顺程度直接关系到接头的寿命,而平顺程度是由对轨状态决定的。
为了保证对轨后接头处平顺,应采用专用对轨装置、钢轨高度微调装置来对轨。
1)钢轨焊接时需垫起,接头处的支垫距离在便于操作的条件下,愈近愈好;
2)固定钢轨时应从稍远处观看接头处平顺性,调成目测平顺的程度,然后安上对轨架
垫上轨高微调器;
3)将1米直尺靠于两轨头侧面,见图LC21-2,通过调节对轨架,使两段钢轨都紧贴于直尺上,再检查轨底、轨腰处,也要达到同样要求
4)为避免焊后形成低接头,接缝处固定时应稍加高,加高量为1.5-2mm。
将一米直尺置于轨顶上,见图LC21-2,中线与焊缝对正,压住一端,另一端距钢轨顶面为3-4mm,由轨高微调器或楔子来实现;
5)焊缝间隙预留为252毫米(根据厂家提供工艺而定);
6)轨缝大小随气温变化时应使用拉轨器进行固定;
7)若两段钢轨外形尺寸差异较大,对轨时尽量保持工作面的平顺;
㈡装卡砂模
1.砂模易碎,运输过程中一定要小心。
使用前必须仔细检查砂模,看是否有缺陷、是否受潮、是否有裂纹,通气口、浇口及冒口是否通畅;焊接前每副砂模应在待焊钢轨上试合,若有不合,可轻轻在待焊钢轨上研合使之密贴,最后检查砂模是否完好并用毛刷将浮砂清除;
2.夹具安装(以德铝为例):
夹具装置安装要与轨面平行;在调整预热枪高度时,首先要调整预热枪与轨面平行;用多用塞尺测定安装位置,并调整定位预热枪的高度,枪头到轨面的距离为40毫米。
3.拉簧式砂型卡具按如下顺序装卡:
a在砂型背面放置砂型框,由二人相对将左右两片砂模扣到钢轨接缝处。
扣箱时要将砂模端平,对准钢轨接缝,轻轻地将砂型平直的推向钢轨;
b左右两片砂型相互顶紧后,即用弓形卡将砂型卡牢。
通过冒口检查轨脚处砂型是否对正,如稍有偏斜,可用手轻轻敲打作少量调整。
对正后,拧紧弓形卡上的螺丝至砂型对缝严密;
c将轨顶砂芯放在交口处试合,若不合适,可稍作修整,使其合适;
d将底板砂模放在底板砂型框上,然后将其装到砂模框拉簧杆上,调整底板砂模框位置使底板砂模与先装好的左右两片砂模对正,最后转动砂型框转把,使底板砂模与轨底贴紧;
4.护托式砂模卡具按如下顺序装卡:
a先安装底板,注意底板两侧伸出长度应一致,底板应与轨缝对中;
b卡左右砂模,砂模卡好后用手电从冒口孔检查是否两侧轨底角伸出长度一致,如果不一致应作调整;
c拧紧紧固螺丝。
5.把预先配制好的封箱砂(封箱泥)填封到封箱沟槽内。
1) 在封箱时要盖上砂型盖,防止砂粒落入砂型中形成夹渣。
2) 封箱分两步走,首先对各关键部位压紧封砂,打好基础,然后整体封箱并用捣实棒捣实。
3) 在封箱过程中,两侧模板的砂要高于砂型槽板,防止钢水从两侧流出。
6.最后再检查一遍砂模安装是否正确,砂模是否有开裂、掉砂,封箱是否封严;
7.在接渣斗内放适量干砂,将其放在钢轨上,与砂模开有接渣口的一侧贴紧,并用封箱砂封严接渣斗与砂模间的接缝。
㈢坩埚装料及安放坩埚支架
1.铝热焊工艺若采用自熔塞,其安装方法为:
a先将自熔塞轻轻打入清除好的坩埚口内,深度要合适;
b将清渣杆有圆桶的一端罩在自熔塞上,在自熔塞周围倒适量镁砂,轻转几下清渣杆,注意一定不要将镁砂弄入自熔塞上杯中;
2.撤掉清渣杆,将焊剂倒入坩埚内,倒前应将焊剂混合一下,以免在运输过程中造成成份不均匀。
焊剂顶部呈丘形,插入高温火柴,盖上坩埚帽;
3.将坩埚支架安好,把坩埚放在支架上,转到砂模上方,调整坩埚位置,使浇注口正对砂模型腔,坩埚底部距砂模顶面为30毫米。
转开坩埚,准备预热;
4.一次性坩埚装料方法简单,由于自熔塞已预先装入一次性坩埚底部,直接将焊剂装入坩埚,焊剂顶部呈丘形,插入高温火柴,盖上坩埚帽。
㈣预热
预热参数见表LC21-1,预热结束时钢轨端部温度约为950-1000C,预热时间允许有±5%的误差。
1.预热前的准备工作
预热采用液化石油气—氧气作燃料。
接通液化石油气和氧气管路,检查各个环节是否通畅。
预热器在使用前需标定,具体操作如下,把流量计接入氧气减压表与预热器之间,调节氧气减压表使氧气流量至规定值(不同规格钢轨的预热时间与氧气流量均不同,见表LC21-1),然后记录预热器上氧气表读数,焊接时拆除流量计,(仅限枪体上带氧气表的新型加热器,如果用枪体不带氧气表的老式预热器,焊接时严禁拆除流量计)按记录值调节氧气压力即可,使用一段时间后需重新标定。
预热前应检查液化气与氧气的压力,若瓶内气体不足以完成预热,禁止使用。
2.点燃并调节火焰(具体参数应依据厂家执行)
首先轻轻打开氧气瓶和液化石油气瓶的瓶阀,再分别打开两个减压表上的低压阀门,液化石油气开至0.04—0.08MPa,氧气顶开至0.3—0.5MPa。
注意,氧气减压表之低压不许超过0.6MPa。
先少许打氧气开关再开液化石油气或乙炔开关,用明火点燃燃烧嘴,火焰开始燃烧后,陆续增加液化石油气和氧气,最后将氧气开关全部打开,调节氧气减压表上的低压阀门,使预热器上的氧气压力表达到记录值,再微调液化石油气或乙炔使火焰呈蓝色火焰,焰心长度为18-22毫米。
3.预热(具体参数应依据厂家执行)
调节好火焰后,将预热器放于砂模上,将手柄架在预热器托架上,此时注意观察使预热器燃烧觜出口与轨缝平行,同时不要使燃烧嘴与钢轨接触,否则不仅加热不均匀,而且会使燃烧嘴烧损。
还要注意从砂模两边的冒口反上来的火焰是否通畅,是否一样。
预热过程中还应该注意观察预热情况,随时保证预热器的正确位置。
预热完成后,提起预热器,先减少一些氧气,然后逐渐减少液化石油气与氧气,使火焰逐渐减弱。
最后先关闭液化石油气阀,再关闭氧气开关,防止预热器内管路变黑变脏。
㈤点火及浇铸
1.使用一次性坩埚时,预热进行至最后10秒时,开始倒计时。
当数至3时,移开预热器,放入轨顶砂芯,将装好焊剂的一次性坩埚放置在砂型正上方,点燃高温火柴,点燃焊剂。
注意,确定焊剂被点燃前不要关闭预热器,以备重新点燃焊剂;
2.反应开始后,钢水会自动浇铸。
焊接操作人员需记录焊剂反应时间和镇静时间;
㈥拆卸焊接工具((具体参数应依据厂家执行)
由点火开始计时:
1)坩埚:
浇注结束后移开
2)坩埚支架、接渣斗:
2分钟后移开;移开一次性坩埚需要使用坩埚叉
3)砂模卡具:
3.5分钟后拆除
㈦修整焊缝
拆卸完机具后,用液压推瘤机推瘤,然后用打磨机打磨接头。
1)液压推瘤机的使用
a拆除砂型卡具后,将推瘤机安放到位;
b清除砂型封箱沟槽(需推瘤处)内的封箱砂;
c从点火计时,7分钟左右开始推瘤;气温较低时这一时间应适当缩短,气温较高时应适当延长。
d推瘤完毕,卸下推瘤机。
2)打磨
a推荐在浇铸完毕20分钟后,敲掉冒口棒,拆除对轨架、轨高微调器;
b用专用设备打磨钢轨顶面和侧面,要经常停下来用直尺检查,防止出现低接头;
c完成打磨后应检查打磨面,根据铁道部标准规定,顶面平直度为0—0.3毫米,工作面平直度为0.3—0.3毫米。
实际操作时,应根据焊缝温度情况,预留一定的变形量。
㈧焊接记录
为了考核焊缝的质量和使用寿命,以便于对焊接接头质量进行综合的调查研究,以保障线路的安全运行,无论是焊接试验还是焊接生产,都应该做详实的焊接记录。
记录包括时间、操作人员、接头位置、钢轨类型、焊剂类型、轨缝、焊剂反应时间、自熔塞熔化时间、氧气压力、预热时间、天气状况及一些特殊情况。
第二节 铝热焊的主要缺陷和形成原因
铝热焊接钢轨由于在操作上主要是采用铸造工艺达到焊接的目的,因此所形成的缺陷多是铸造缺陷。
在焊缝处所形成的主要缺陷有缩孔和疏松、气孔、夹砂、粘砂、夹渣、热裂、未焊合及螺栓孔裂纹等。
一、缩孔和疏松
㈠形成原因
高温钢水在冷却及凝固过程中,不仅有线收缩,还有体积收缩(液态收缩),体积收缩是引起缩孔形成的主要原因。
图LC21-3所示为金属在冷却及凝固过程中比容的变化。
由于有
这种体积的变化,因此,在没有外来钢水补缩的情况下,就会在铸件中温度最高的部分,也就是最后凝固的部分(一般称为“热节”)形成集中孔穴,这就是缩孔。
图LC21-4是在凝固过程中缩孔形成的示意图。
图中S表示缩孔,S1、S2、Sn表示随着凝固的进行,缩孔位置和大小的变化。
小而不连贯的缩孔,比较均匀地分布在铸件的局部范围内的称为疏松。
形成缩孔和疏松的工艺原因,主要是由于浇注系统违背顺序冷却的原则,使液态收缩后得不到钢水的补充,因此形成孔穴。
㈡铝热焊接钢轨焊缝凝内的缩孔和疏松
缩孔产生在焊缝中最后凝固的部分,铝热焊接钢轨的焊缝形状是随工艺方法的不同和浇注系统的改变而有所不同的,由于焊缝形状不同,所以焊缝中缩孔的位置也有变动。
图LC21—5所示是采用预热法侧顶浇注系统时的焊缝形状。
从图中可以看出,由于轨腰焊缝熔化面较大,当预热温度过高时,将使轨腰温度超过轨头温度,使轨腰焊缝处最后凝固,由于得不到来自轨头焊缝钢水的补缩,最后在轨腰焊缝中心处形成集中缩孔。
图LC21—6是这种焊缝的实物纵断面图。
从图中可以看出,由于钢轨导热较型砂快,焊缝内的结晶和凝固方向,是由钢轨表面至焊缝中心,因此,缩孔一般位于焊缝纵剖面的对称中心上。
有时由于预热不正常,某部位温度过高(一般容易在预热孔对面的轨腰或轨脚处),在得不到外来钢水补缩的情况下,也会有缩孔出现(图LC21—7)。
在焊缝内的疏松,则容易在轨底中央部分产生,形成一个疏松三角形,如图LC21—8所示。
这是由于在轨底焊缝凝固时,结晶方向是垂直于型壁
进行的,中央是最后凝固的部分,因此,在补缩不良的情况下,轨底中央部分容易形成集中疏松。
为了消灭缩孔及疏松现象,首先应该选择及设计合理的铝热焊接钢轨的浇注系统。
例如自轨底至轨头应力求作到顺序凝固,以使轨顶冒口充分起到补缩作用;在预热过程中,避免各部分,特别是轨腰及轨脚部分有局部过热现象。
缩孔和疏松对钢轨焊缝的强度,都会产生不良的影响。
缩孔的表面由于存在着树枝状结晶(图LC—9),在交变负荷作用下,起到疲劳源的作用,容易由该处开始引起疲劳断裂。
图LC21-10是由轨头焊缝内的缩孔引起的疲劳断裂。
从图中可以看出,以轨头缩孔为核心形成的起始断裂区(轨头断口处的光滑区域)。
疏松是由细小分散的孔穴组成,其内表面也是不光滑的(图LC21-11)是钢轨焊缝疏松处的磨片),因此,疏松也是引起疲劳断裂的一个重要原因。
图LC21-12是由轨头焊缝疏松引起的疲劳断裂。
同样可以看出,在轨头焊缝先形成一个
二、气孔
铝热焊接钢轨焊键中的气孔,按其生成原因可以分为铝热钢质量不良和铸造及预热工艺不合理两方面:
㈠铝热钢质量不良好引起的气孔
主要原因有:
1.铝热焊剂的成分及配比不当,铝热焊剂中的主要成分是铝粉和氧化铁。
铝粉和氧化铁不仅应按一定的严格比例进行配合,而且各自的原料成分(铝粉中主要是金属铝的含量,氧化铁中主要是FeO含量以及硫、磷的含量)也应严格控制,只有这样才能保证按一定工艺操作下,经过铝热反应所产生的钢水,在化学成分、脱氧、夹杂物含量等方面都是合格的。
这样才可保证铝热钢在浇入铸型后,不会由于脱氧不良等问题而在铸型内产生气孔。
如果铝热焊剂中铝粉和氧化铁的配比不适当,例如,铝粉的含量不足以将焊剂中的氧化铁全部还原,则过剩的氧化铁将与钢中的碳以及合金铁中的碳反应生成气体,举其中的两个反应表达式如下:
C十FeO→Fe十CO↑
Fe2O3十3C→2Fe十3CO↑
这种反应在钢水注入铸型后仍会发生,因此,会在焊缝中造成气孔。
为了防止这种气孔的产生,铝热焊剂中铝的含量应足以将氧化铁全部还原,并有适量的铝进入钢内,以改进钢的晶粒度。
但是焊剂中的铝也不能过量,否则,过量的铝溶解在金属内,也会使钢的性能变坏。
2.焊剂受潮
铝热焊剂在使用前如果放置时间过长,吸收了空气中的水分,或者在操作时使焊剂内带入水分,则在进行铝热反应时,在高温下由于焊剂中的水分分解产生气体,被带入焊缝产生气孔。
图LC21—13是焊剂受潮在焊缝内产生的气孔。
3.焊剂中有油
铝热焊剂在生产过程中或在使用中带入油质,在铝热反应的高温下,这些油质燃烧变成气体,进入焊缝内形成气孔(图LC21—14)。
4.自动脱塞或镇静时间不够
在坩埚内进行的铝热反应,在没有完成前就自动脱塞(即未到打钉时间就自动浇注),使铝对氧化铁的还原作用不充分,在进入铸型后,铝热钢中的氧会继续与钢中的碳作用,生成的气体来不及排出,形成焊缝内的气孔(图LC21—15)。
同样,如果在坩埚内的反应镇静时间不够(焊接60Kg/m钢轨一般在反应平静后3~4秒后浇注),也会由于反应未完全,在焊缝内形成气孔。
㈡铸造及预热工艺不合理引起的气孔
主要原因有:
1.型砂配比不当:
铝热焊所用的型砂配比主要指型砂与粘结剂的配比;配合比不适当直接影响到型砂的透气性以及湿态和干态强度。
型砂透气性不良,使钢水注入铸型后,型砂中的气体不能及时排出,形成气孔。
为了提高型砂的透气性,要求粘结剂具有较高的粘结力,这样可以在用粘结剂最少的情况下,获得一定的型砂强度,由于粘结剂用量减少,有利于型砂透气性的提高。
2.型砂含水量:
型砂含水量不仅对型砂的干、湿强度有影响,而且对形成气孔是有直接影响的。
封箱砂太湿,水份会渗透到焊缝中,在高温下分解而形成气孔。
特别值得注意的是,如果坩埚出钢口损坏,绝对不能用封箱砂进行修复,由于封箱砂干强度低而且含有水分,不仅会造成气孔,还会造成夹砂。
3.预热温度过低:
铝热焊接钢轨就铸造工艺来说,既包含有砂型铸造的性质,同时也具有金属模铸造的特点。
在不接触钢轨的一侧为砂型铸造,在接触钢轨的一侧则带有金属模铸造的特点,因此对于钢水所接触到的钢轨面要进行预热。
特别是轨底预热温度不能过低,否则钢水容易凝固使气体不易排出,一般预热温度低容易在轨底两角产生气孔,因为轨底两角是型腔排气的死角,图LC21一16所示是由于轨脚预热温度偏低引起的气孔。
因此,无论从焊接方面或是从防止产生气孔方面看来,都必须使钢轨有良好的预热。
4.预热后至浇注前停留时间过长,钢轨预热达到要求的温度后,拔掉预热器封闭预热孔、出火孔及回火孔,点火浇注,在浇注前这段停留时间如果过长,同样会降低了钢轨的预热温度,易使轨底两角产生气孔(图LC21—17)。
5.其它方面如:
预热孔塞捧帽不干净有铁锈、油污或水分;坩埚浇注口经多次使用后冲刷过大,增加了钢水的浇注速度,使铸型的排气情况变坏;坩埚烘烤不干等都容易引起形成气孔。
气孔按其生成的部位,又可分为内部气孔和皮下气孔两种。
内部气孔主要是由于铝热钢质量不良引起,这种气孔在焊缝整个断面内均可出现,气孔尺寸有时可以很大。
皮下气孔一般紧靠表皮下产生,有时并连通大气,主要由于铸造及预热工艺不合理所引起,这种皮下气孔,一般在轨底及轨底两侧斜面上容易产生。
三、夹砂
夹砂是由于铸型在扣箱时或浇注过程中被损坏,使型砂进入焊缝内而引起,一般有下列原因:
1.扣箱时没有一次扣准,砂型在移动过程中被损坏掉入型腔内;
2.配砂不合理,型砂强度低,在浇注过程中由于砂型破裂或表层脆层引起。
影响砂型表面破裂或脱层的因素有:
(1)型砂中由于石英相变引起膨胀,产生型壁表层开裂或脆层形成夹砂。
(2)在钢水的高温作用下,型壁表层水分迅速向内迁,在型壁内层形成高水层,使型砂强度降低,在表层石英膨胀应力和钢水压力下产生脱层造成夹砂。
型壁高水层强度减弱过程与粘结剂的性质有关,采用膨润士作粘结剂,由于其吸水能力比一般耐火粘土大,对于减少夹砂是有利的。
3.由于浇注系统设计不合理,钢水在型腔内流动不平稳,使砂型经受冲刷作用较大引起夹砂。
4.砂型捣固过松。
5.砂型水分控制不良,特别在夏季应注意湿模砂砂型水分的挥发,砂型表层水分风干后强度降低易于落砂。
四粘砂
粘砂和型砂质量有直接关系,粘砂使焊缝表面质量变坏,虽然一般不会直接引起报废,但由于表面质量不良,特别是轨底焊缝表面粗糙不平,对于焊缝的疲劳强度是有不利影响的。
引起粘砂的原因主要有三方面的原因:
1.热力粘砂:
由于型砂耐火度低,当高温钢水浇入铸型后,型砂表面局部熔化,冷却后形成粘砂。
铝热焊接钢轨预热过程中,有时局部预热温度过高使型砂熔化,浇注后也会形成粘砂。
热力粘砂与型砂的耐火度有直接关系,主要应提高型砂中的SiO2含量,降低低熔点物质的含量。
2.机械粘砂:
当钢水与型壁接触时,钢水钻入型壁砂粒间的孔隙而成,这主要与钢水的表面张力对型砂的浸润角、型砂粒度、浇注温度、砂型紧实度等有关。
在固定使用焊剂的情况下,在工艺上要注意型砂粒度不要过粗(一般60-100目即可),造型时砂型捣固要有一定的紧实度。
3.化学粘砂:
由于钢水的氧化物和石英、膨润土之间的化学作用产生的粘砂。
五夹渣
夹渣的形成是由于熔渣进入焊缝而造成的,产生的原因主要有:
1.当坩埚内进行铝热反应时,熔渣从坩埚中喷出进入型腔,粘附在钢轨表面,而后钢水进入型腔不能把这部分熔渣冲走上浮,就造成了夹渣。
2.反应没有完成就进行浇注(例如坩埚打钉过早或自动脱塞等),渣子不能完全上浮。
3.轨缝过大,钢水不够或轨底铸型“跑铁”等,使熔渣进入型腔,这种情况最容易在轨顶产生夹渣。
为了防止夹渣,应严格遵守工艺规程,防止熔渣进入型腔,同时坩埚尺寸要足够大,以防止由于反应时,熔渣飞浅,进入型腔。
六热裂
钢水浇入铸型后不久就开始凝固,在稍低于其凝固点的一定温度范围内,强度较低,如果由于浇注系统设计不合理所产生的收缩应力或是由于操作不当而受到外力超过在该温度范围内钢的强度极限时,就会产生裂纹或断裂。
这种在凝固后高温区域内形成的断裂称为热裂。
热裂由于在高温区域内发生,因此表面常带有氧化兰色。
图LC21一18所示是铝热焊接钢轨在轨腰焊缝处形成缩孔后,在热应力作用下形成的轨腰焊缝热裂。
图LC21-19带有螺栓孔的钢轨形成的焊接裂纹
热裂也与钢的化学成分有关,特别是钢中含硫量过高时也易于促使形成热裂。
此外,在浇注后拆箱过早,特别是气温低的情况下,焊缝由于受激冷,加大了收缩应力,也易使轨腰产生热裂。
为了防止产生热裂,在浇注系统设计上应注意防止轨腰处产生缩孔,减少轨腰处产生的应力。
为此,在浇注系统设计上要力求做到顺序冷却;在操作中注意勿开箱过早,当焊缝尚未完全凝固时避免锤击。
对于焊剂制造厂,应注意选用含硫量低的氧化铁作原料(含硫量应低于0.05%),以使熔炼出的铝热钢含硫量在规定限度以下。
七未焊合
所谓未焊合,是指经铝热焊工艺后,原来待焊的两个钢轨端部端面面上仍有没有熔化的区域,这种情况一般称为未焊合。
未焊合的情况,一般多发生在轨头,也有出现在轨底的。
产生未焊合的原因主要有:
1.钢轨预热温度过低:
这种情况容易出现在轨头和轨底,如果预热温度过低而铝热钢所放出的热量尚不足以使轨端熔化,就会造成未焊合的情况。
2.预留轨缝太小:
由于预留轨缝过小,焊缝内的热容量也较小,在没有将钢轨端部完全熔化就巳冷却,因此形成未焊合情况。
3.浇注系统设计不良:
则进入铸型的钢水不能使钢轨端面全部熔化达到良好焊合的目的,同时易产生其它缺陷,造成未焊合情况。
4.其它:
例如砂箱“跑铁”使铸型未浇满或夹渣;扣箱时砂箱对偏等均可以引起未焊合等情况。
八螺栓孔裂纹
铝热焊接钢轨在浇注钢水后的冷却过程中产生一定的焊接热应力,在轨腰焊缝处也容易由于缩孔引得起强度降低,因此一般要求在钢轨焊缝及焊缝附近不要有螺栓孔,以免在焊接热应力作用下形成裂纹。
图LC21一19所示是带有螺栓孔的钢轨形成的焊接裂纹。
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