钢轨铝热焊接头失效形式及组织性能调控研究现状和发展趋势

1

作者 张敏敏 王志强 +4 位作者 王旭华 王茂 潘烨 戚恒 王振 《焊接》 2025年第6期47-55,共9页

钢轨铝热焊技术是实现无缝线路广域平顺性的关键技术。该文系统归纳了钢轨铝热焊残余应力、非金属夹杂类固体颗粒、残留气体等铝热焊接头损伤破坏形式和机制。基于此,概述了铝热焊工艺技术过程控制及新材料、新装置的探索和应用对接头... 钢轨铝热焊技术是实现无缝线路广域平顺性的关键技术。该文系统归纳了钢轨铝热焊残余应力、非金属夹杂类固体颗粒、残留气体等铝热焊接头损伤破坏形式和机制。基于此,概述了铝热焊工艺技术过程控制及新材料、新装置的探索和应用对接头薄弱区域强化及性能提升的调控机制;此外,进一步简述了铝热焊接头检测及服役性能评价技术手段和方法;最后对钢轨铝热焊的发展进行了探讨和展望。结果表明,残余应力、残留气体及非金属夹杂形成机制不同,残余应力主要是由母材金属与焊剂粉末之间热膨胀系数、弹性模量及温度系数等性能的差异引起的,残留气体是因为气体的逸出行为受到表面张力效应、对流效应及反冲压效应等的叠加作用在凝固前被熔池捕获而形成的,而非金属夹杂的形成主要与熔池冶金反应不充分,熔态金属填充不足及冶金产物流动性差有关。过程调控及计算机仿真调控方式不同,过程调控主要通过有效的热处理工艺和复合焊技术来对接头服役性能进行调控,计算机仿真调控主要是实现对铝热焊反应多物理场分布规律及作用机制进行量化和图形化。对于铝热焊接头检测及服役性能评价技术,当前通过无损检测、图像处理、机器学习、激光测量等技术实现了对铝热焊接头的形位参数、结构特征、服役性能、生命周期及健康状态等重要特征的检测。未来可在进一步深入研究多主元作用下,在铝热焊熔池动力学、能态变化、缺陷形成及发展机理和规律的基础上,从组分净化、原位控制、复杂参数响应、多物理场叠加、多模态技术融合、规章标准科学规范等方面入手,多角度、多维度实现铝热焊技术的优化和革新。 展开更多

关键词 钢轨 铝热焊 接头失效形式 工艺优化 组织性能调控 检测技术

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Ni对Al-11.5Si-3.5Cu-1.6Mg合金钎料显微组织和熔化行为的影响

2

作者 高勇进 邓荣琴 《轻合金加工技术》 2025年第4期14-20,32,共8页

为开发一种用于铝合金钎焊的低熔点钎料,研究了5种Al-11.5Si-3.5Cu-1.6Mg-x Ni合金。通过差示扫描量热法(DSC)测定了这5种合金的熔化温度。借助金相显微镜、X射线衍射仪(XRD)及配备能谱分析(EDS)的扫描电子显微镜(SEM),对合金的显微组... 为开发一种用于铝合金钎焊的低熔点钎料,研究了5种Al-11.5Si-3.5Cu-1.6Mg-x Ni合金。通过差示扫描量热法(DSC)测定了这5种合金的熔化温度。借助金相显微镜、X射线衍射仪(XRD)及配备能谱分析(EDS)的扫描电子显微镜(SEM),对合金的显微组织和物相进行了系统分析。结果表明,在Al-11.5Si-3.5Cu-1.6Mg合金钎料中添加Ni的质量分数为0.5%~2.0%时,可使其均匀化退火状态主熔化峰温度降低约2.7~3.7℃,同时固相线温度从506.8℃升高至533.3℃。这意味着在钎料中添加Ni能有效缩小固相线与主熔化峰之间的距离,进而提高钎料的钎焊性能。Ni的加入会形成三种含镍相:ε-Al 3 Ni相、δ-Al 3 CuNi相和γ-Al 7 Cu 4 Ni相。 展开更多

关键词 Al-11.5Si-3.5Mg-1.6Cu合金 Ni合金化 显微组织 钎料性能

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氟铝酸钾共晶铝钎剂的研究 被引量：13

3

作者 张韻慧 尹淑梅 +1 位作者 张则甡 李宁 《化学工业与工程》 CAS 2004年第3期231-234,共4页

本文研究了在不同结晶条件下制备得到的一系列KF-AlF3共晶产物。使用差热分析法(DTA)测定了这一系列产物的熔点,使用X-射线衍射仪(XRD)确定了各生成物的组成。试验表明,在反应过程中,将结晶温度控制在特定条件下有利于得到主结构为K2A1F... 本文研究了在不同结晶条件下制备得到的一系列KF-AlF3共晶产物。使用差热分析法(DTA)测定了这一系列产物的熔点,使用X-射线衍射仪(XRD)确定了各生成物的组成。试验表明,在反应过程中,将结晶温度控制在特定条件下有利于得到主结构为K2A1F5·H2O的氟铝酸钾共晶材料。该材料为铝及铝合金钎焊过程应用的理想状态铝钎剂。 展开更多

关键词 氟铝酸钾共晶铝钎剂 差热分析 X-射线衍射分析

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铜质或铜覆钢材料的放热焊研究 被引量：10

4

作者 聂京凯 孔晓峰 +1 位作者 陈新 韩钰 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2012年第11期136-139,共4页

针对铜质或铜覆钢接地材料的放热焊连接,研究了焊接材料粒径、成分对焊剂燃烧速度、焊缝金属熔点温度及其夹杂、气孔等缺陷的影响。随着焊剂粒径的增加,焊剂颗粒的比表面积减小,反应剧烈程度逐渐下降,依此可以调节燃烧速度以及母材的熔... 针对铜质或铜覆钢接地材料的放热焊连接,研究了焊接材料粒径、成分对焊剂燃烧速度、焊缝金属熔点温度及其夹杂、气孔等缺陷的影响。随着焊剂粒径的增加,焊剂颗粒的比表面积减小,反应剧烈程度逐渐下降,依此可以调节燃烧速度以及母材的熔化半径。在焊剂中氧化剂、辅料比例固定的前提下,随着还原剂比例的增加,焊缝金属中Al2O3夹杂的比例逐渐上升,接头焊缝金属熔点呈现下降趋势。此外,焊前清理、预热和焊后保温也利于提高接头性能。 展开更多

关键词 接地网 放热焊 燃烧速度 熔点 夹杂

原文传递

接地网放热焊接的新型焊粉研制及接头性能研究 被引量：6

5

作者 冯拉俊 李新华 +1 位作者 沈文宁 孔珍珍 《焊接》 北大核心 2015年第8期22-26,74,共5页

接地网采用电阻焊、钎焊等方法进行焊接时,由于受人为因素以及焊接本身对焊接母材的破坏无法使接地系统保持高效而又长期稳定的运行。对接地网常用材料镀锌钢采用放热焊接,研究了放热焊粉粒径对焊接燃烧剧烈程度、安全性等的影响,并采... 接地网采用电阻焊、钎焊等方法进行焊接时,由于受人为因素以及焊接本身对焊接母材的破坏无法使接地系统保持高效而又长期稳定的运行。对接地网常用材料镀锌钢采用放热焊接,研究了放热焊粉粒径对焊接燃烧剧烈程度、安全性等的影响,并采用正交试验研究焊粉材料成分对气孔、夹杂等的影响,优化出最优焊粉配方,并与国外同类产品进行外观形貌、断面形貌、抗拉强度、直流电阻、熔点性能和价格对比。结果表明:当焊粉粒径为120μm,焊粉引燃正常,焊接喷溅小;自研焊粉最优配方(质量分数)为50%Cu0,18%Al,25%Cu,7%造渣剂,用最优配方焊粉进行焊接,其焊接接头的性能与国外同类产品性能相当,且销售价格更低。 展开更多

关键词 接地网 放热焊接 粒径 正交法 销售价格

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钢轨铝热焊工艺及焊接接头性能研究 被引量：4

6

作者 陈辉 苟国庆 涂铭旌 《电焊机》 2008年第8期22-24,共3页

分别采用QPCJ铝热焊剂、THERMIT铝热焊剂以及国产铝热焊剂在U75V钢轨母材上制备了三种焊接接头,分析研究了接头的合金成分、拉伸和冲击性能。结果表明,三种焊接接头的拉伸性能均符合TB/T1632-2005的要求。国产焊接接头的w(S)、w(P)较高... 分别采用QPCJ铝热焊剂、THERMIT铝热焊剂以及国产铝热焊剂在U75V钢轨母材上制备了三种焊接接头,分析研究了接头的合金成分、拉伸和冲击性能。结果表明,三种焊接接头的拉伸性能均符合TB/T1632-2005的要求。国产焊接接头的w(S)、w(P)较高,焊接接头易发生疲劳断裂,并且造成冲击性能偏低。因此应进一步优化设计铝热焊剂。 展开更多

关键词 铝热焊剂 U75V钢轨 优化设计

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管道铝热焊温度场及残余应力场的数值模拟 被引量：2

7

作者 赵宏涛 王永振 +2 位作者 沈楠 王浩瑜 曾维国 《油气储运》 CAS 北大核心 2022年第11期1305-1311,1318,共8页

采用铝热焊技术焊接在役输油管道时,铝粉焊剂量的选择多采用经验值,焊接过程中产生的温度与残余应力的不确定性给管道施工及其安全运行带来严重威胁。针对该问题,采用数值模拟软件ANSYS分析不同壁厚管道在不同焊剂用量下的铝热焊接过程... 采用铝热焊技术焊接在役输油管道时,铝粉焊剂量的选择多采用经验值,焊接过程中产生的温度与残余应力的不确定性给管道施工及其安全运行带来严重威胁。针对该问题,采用数值模拟软件ANSYS分析不同壁厚管道在不同焊剂用量下的铝热焊接过程,建立了铝热焊接有限元模型,仿真得到不同铝粉焊剂用量和不同壁厚管道之间的温度场及残余应力场变化规律,并进行试验验证。结果表明:对于相同壁厚管道,焊接区域的最高温度随焊剂用量的增加而升高;焊剂量相同时,焊接区域的最高温度随管道壁厚的增加而降低;随着管道壁厚的增加,焊缝处的残余应力最大可达150 MPa,小于材料屈服极限,铝热焊接过程不会出现烧穿、裂纹等现象,数值模拟结果与试验结果一致;当铝粉焊剂用量为10~20 g时,对壁厚6~8 mm管道进行在役铝热焊接是安全可靠的。数值模拟结果可为在役管道铝热焊接过程中的安全操作提供参考,有效降低在役施工风险。 展开更多

关键词 管道 铝热焊接 数值模拟 温度场 残余应力场

原文传递

基于LabVIEW的考虑CVT宽频传输特性的谐波分析系统设计 被引量：3

8

作者 靳晓军 赵志斌 +1 位作者 杨光 虢韬 《科学技术与工程》 北大核心 2012年第8期1770-1773,1806,共5页

随着电网的发展,直流工程和新能源项目的建设,开关电源、晶闸管器件、风电机组等在电网中越来越多的得到应用。但同时产生的谐波电流还会引起电网中线电流的超载,影响电网对电力的传输能力。因此对系统谐波的监测是电力系统必不可少的... 随着电网的发展,直流工程和新能源项目的建设,开关电源、晶闸管器件、风电机组等在电网中越来越多的得到应用。但同时产生的谐波电流还会引起电网中线电流的超载,影响电网对电力的传输能力。因此对系统谐波的监测是电力系统必不可少的测试环节。目前在进行电压谐波测试时采用的方法都是将谐波分析仪直接连接到电容式电压互感器(CapacitorVoltage Transformer,简称CVT)二次侧进行测试,没有考虑电网谐波各频段经过CVT的变比不同导致对反演电网谐波存在一定失真。提出了一种基于LabVIEW的考虑CVT宽频传输特性的谐波分析仪,经过仿真测试,能准确的反演真实的电网谐波,具有很好的实用价值。为根据测量分析所得数据进行电网谐波治理提供了更准确的依据,从而更好的提高电网的稳定性。 展开更多

关键词 LABVIEW CVT宽频传输特性 谐波分析

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U75V钢轨铝热焊焊接接头开裂分析 被引量：3

9

作者 张彦文 吴立新 +2 位作者 王志奋 许竹桃 张友登 《焊接技术》 2015年第8期73-76,共4页

钢轨铝热焊焊接接头使用数月便出现开裂。为了弄清开裂原因,运用宏观观察、扫描电镜及能谱仪、光学显微镜等方法进行了分析,结果表明:钢轨铝热焊焊接接头开裂主要是由于疏松缺陷造成的,疏松使材料不连续,降低了有效截面积,产生应力集中... 钢轨铝热焊焊接接头使用数月便出现开裂。为了弄清开裂原因,运用宏观观察、扫描电镜及能谱仪、光学显微镜等方法进行了分析,结果表明:钢轨铝热焊焊接接头开裂主要是由于疏松缺陷造成的,疏松使材料不连续,降低了有效截面积,产生应力集中,在应力作用下萌生裂纹并成为断裂起源;在钢轨运行过程中,裂纹不断扩展直至钢轨焊接接头开裂失效;焊缝中的大量夹杂物也进一步降低了接头承载力。可以通过延长焊接预热时间,降低母材及焊接材料的S,P含量,加强管理,严格执行焊接工艺规范等措施加以解决。 展开更多

关键词 铝热焊 疏松 断裂源 预热

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铝基复合材料连接研究进展 被引量：9

10

作者 金朝阳 顾晓波 +3 位作者 邹家生 韩逸生 赵其章 陈铮 《华东船舶工业学院学报》 2000年第5期67-72,共6页

阐述了铝基复合材料焊接研究现状 ,讨论了熔化焊连接、固相连接和钎焊在铝基复合材料连接中的应用和存在的问题。固相连接和钎焊较适于铝基复合材料的焊接。铝基复合材料连接真正进入实用阶段 ,在连接方法和连接机制上还有待于进一步深... 阐述了铝基复合材料焊接研究现状 ,讨论了熔化焊连接、固相连接和钎焊在铝基复合材料连接中的应用和存在的问题。固相连接和钎焊较适于铝基复合材料的焊接。铝基复合材料连接真正进入实用阶段 ,在连接方法和连接机制上还有待于进一步深入研究。 展开更多

关键词 铝基复合材料 固相连接 钎焊

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双相不锈钢的发展及应用综述 被引量：31

11

作者 康利梅 《科技广场》 2010年第8期165-168,共4页

本文阐述了双相不锈钢的发展历程及其在工艺设备方面所取得的进步,并简述了双相不锈钢在各个领域的主要应用业绩,同时提出了双相不锈钢在安全使用中的几点限制和要求。通过双相不锈钢新钢种的开发现状及发展动态,预测了双相不锈钢的发... 本文阐述了双相不锈钢的发展历程及其在工艺设备方面所取得的进步,并简述了双相不锈钢在各个领域的主要应用业绩,同时提出了双相不锈钢在安全使用中的几点限制和要求。通过双相不锈钢新钢种的开发现状及发展动态,预测了双相不锈钢的发展趋势及潜在应用价值,从而对双相不锈钢今后的研究方向做了有价值的探讨。 展开更多

关键词 双相不锈钢 应用 发展

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立铣刀CAD系统开发

12

作者 杨光 屈力刚 +1 位作者 钦兰云 邹吉亮 《机械设计与制造》 北大核心 2006年第11期71-73,共3页

在图元拼合法理论的基础上,对立铣刀的结构进行深入分析,建立了数控立铣刀图元库,并应用AutoCAD二次开发技术,建立铣刀CAD系统平台,实现了数控刀具的参数化设计,并实现刀具参数优化、工程图纸自动生成、刀具库管理等功能,缩短了刀具设... 在图元拼合法理论的基础上,对立铣刀的结构进行深入分析,建立了数控立铣刀图元库,并应用AutoCAD二次开发技术,建立铣刀CAD系统平台,实现了数控刀具的参数化设计,并实现刀具参数优化、工程图纸自动生成、刀具库管理等功能,缩短了刀具设计周期,提高了设计质量。 展开更多

关键词 立铣刀 图元 CAD 二次开发

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装甲钢板铝热焊接头抗断性和抗击强度有限元分析 被引量：3

13

作者 陈威 刘跃进 孙长青 《焊接技术》 北大核心 2007年第2期14-16,79,共3页

考虑到实际铝热焊接头力学性能分布的复杂性,用有限元分析方法计算了不同裂纹尺寸的装甲钢板母材和实际铝热焊接头拉伸板的应力应变场与CTOD参量,并以全面屈服理论为依据,用CTOD参量对纯母材的铝热焊接头的抗断性能进行了比较和评估。... 考虑到实际铝热焊接头力学性能分布的复杂性,用有限元分析方法计算了不同裂纹尺寸的装甲钢板母材和实际铝热焊接头拉伸板的应力应变场与CTOD参量,并以全面屈服理论为依据,用CTOD参量对纯母材的铝热焊接头的抗断性能进行了比较和评估。对有裂纹的装甲钢板和铝热焊修补后的装甲钢板在受同样正向分布载荷下进行了抗击强度分析。 展开更多

关键词 装甲钢 铝热焊 焊接接头 抗断性能 抗击强度

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热处理对贝氏体钢轨和珠光体钢轨铝热焊接头性能的影响 被引量：4

14

作者 冯子凌 崔成林 杨艳玲 《铁道建筑》 北大核心 2016年第10期116-120,共5页

为满足贝氏体钢轨应用的需要,研究了热处理(加热+缓冷)对贝氏体钢轨和珠光体钢轨异种材质铝热焊接头性能的影响。本研究采用贝氏体焊剂进行了焊接试验,对比了铝热焊接头热处理前后,贝氏体焊缝和贝氏体、珠光体母材熔合界面处微观组织以... 为满足贝氏体钢轨应用的需要,研究了热处理(加热+缓冷)对贝氏体钢轨和珠光体钢轨异种材质铝热焊接头性能的影响。本研究采用贝氏体焊剂进行了焊接试验,对比了铝热焊接头热处理前后,贝氏体焊缝和贝氏体、珠光体母材熔合界面处微观组织以及踏面硬度、静弯强度、抗拉强度和软化区宽度。结果显示:热处理后熔合界面附近的微观组织较好,接头的踏面硬度、抗拉强度提升,静弯强度略微降低,软化区宽度存在不确定性。 展开更多

关键词 钢轨 贝氏体 珠光体 铝热焊 热处理

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断轴的铝热焊

15

作者 宋亚英 《中国设备工程》 2002年第12期17-18,共2页

铝热焊作为一项新的焊接工艺,广泛应用于机械零件的修复。本文介绍了其基本原理,并以断轴铝热焊熔接为例,介绍铝热焊工艺的过程和要求。

关键词 断轴 铝热焊 机械零件

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行车钢轨铝热焊接技术的应用 被引量：2

16

作者 范绍雄 《设备管理与维修》 2013年第B05期30-32,共3页

行车轨道铝热焊接技术在阳春新钢铁有限责任公司的应用,行车轨道铝热焊接技术的基本原理,阐明运用该技术焊接行车轨道断裂间隙后,行车运行平稳无冲击,且焊接时间短。

关键词 铝热焊接 行车 钢轨 技术标准 应用

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高效焊接新技术——铝热焊发展动向

17

作者 王宝荣 《鞍钢技术》 CAS 北大核心 1990年第7期17-19,共3页

在对铝热焊的发展进行实际和资料考察的基础上,阐述了这项技术的发展状况。通过铝热焊在各个工业领域中的扩大应用及在材料、工艺上的更新,展示了铝热焊的发展前景。

关键词 铝热焊 焊接

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钢轨铝热焊焊头粗磨技术工艺流程与方法研究 被引量：1

18

作者 金能龙 左世鑫 《科技创新与生产力》 2021年第9期89-90,共2页

钢轨铝热焊粗磨过程中要进行热打磨,本文阐述了铝热焊的焊接工艺流程及特点,论述了焊头粗磨技术工艺流程与方法及铝热焊焊接及粗磨过程注意事项,指出焊接热打磨需要合理控制回缩量,打磨过程中要按照钢轨廓形进行打磨,确保打磨后焊头光... 钢轨铝热焊粗磨过程中要进行热打磨,本文阐述了铝热焊的焊接工艺流程及特点,论述了焊头粗磨技术工艺流程与方法及铝热焊焊接及粗磨过程注意事项,指出焊接热打磨需要合理控制回缩量,打磨过程中要按照钢轨廓形进行打磨,确保打磨后焊头光滑圆顺,保证质量。 展开更多

关键词 铝热焊 钢轨打磨 热打磨

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电机绕组与换向器的热压焊及其检验 被引量：3

19

作者 孙启政 《汽车电器》 1990年第4期15-18,25,共5页

探讨了热压焊电机绕组与换向器接入端焊接的机理,并从多个角度研究了热压焊接质量的检测。

关键词 电机 绕组 换向器 热压焊

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火泥熔接施工工艺 被引量：1

20

作者 李铁成 《安装》 2007年第5期36-36,共1页

火泥熔接无需外加热源,设备轻便,适用于现场比较恶劣的施工条件;熔接速度快捷,可节省大量人工;作业方法简易,无需技术性工人,且操作安全;能保证电气连接的高可靠性和高导电率。

关键词 火泥熔接 熔模 隔离片 熔粉剂 起火粉

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