贝氏体钢轨闪光焊水平裂纹形成原因分析

作者：丁韦; 高振坤; 李力; 杨维宇; 张琪; 周烨

来源：热加工工艺, 2020, 49(21): 155-159.

DOI：10.14158/j.cnki.1001-3814.20190589

• 贝氏体钢轨
• 闪光焊
• 残余应力
• 焊缝水平裂纹
• 回火工艺

贝氏体钢轨闪光焊接头经过约0.5亿吨的运量,在轨头踏面下2～6 mm处,少量焊缝处萌生水平裂纹。热模拟试验表明,在正火加热然后空冷至室温,贝氏体钢轨闪光焊热影响区变形较大,冷却膨胀量是珠光体钢轨的4倍,因此,残余应力更高。对闪光焊接头正火加热及空冷至常温进行有限元分析,结果表明,焊缝存在竖直方向的拉伸残余应力。对轮轨接触进行有限元分析(轴重25吨),钢轨承受的最大压应力为247 MPa,位于轨头踏面下约5 mm处。焊缝水平裂纹产生的原因是,焊缝竖向残余应力叠加脉动的轮轨接触应力,经过循环加载,最终导致开裂。采用回火热处理方法,焊缝残余应力可以在一定程度上得到释放,可有效减小焊缝水平裂纹的产生概率。

• 单位
  中国铁道科学研究院集团有限公司; 内蒙古包钢钢联股份有限公司