关于包钢P60N U76CrRE热处理钢轨闪光焊参数调试分析

高普 罗炳成 王刚 王宇红

摘要：包钢P60N U76CrRE热处理钢轨为一种全新的轨型，本文对本次参数调试过程中积累的经验进行了分析，得出焊接过程中闪光前期和中期大热量的积累更有利于包钢P60N U76CrRE热处理轨形成良好的焊接接头，在焊接作业中严格把控待焊件外形尺寸和定期更换推凸刀能有效避免焊接推瘤后舍状包边的出现。

关键词：闪光焊、P60NU76CrRE钢轨、LR1200焊机、参数调试

1 焊轨试焊作业流程图

2 LR1200型钢轨闪光对焊机参数调试分析

2.1焊接阶段过程的控制调节

阶段位移和阶段时间都是决定焊接过程是否进入下一阶段的变量，当焊接过程中烧化量即阶段位移或设定时间有一个达到设定值时焊接就会进入下一阶段。这在焊接参数参数调节中大大增加了调节量和控制难度，在阶段位移和过程时间参数选择时会采用固定一个变量（让其中一个变量超出此过程能达到的最大数值即可）调节另一个变量大小来控制焊接是否进入下一阶段。一般选择调节时间变量来决定焊接进程。

2.2各焊接阶段电压的调节

焊接闪光前期一般采用高电压设定，在这一阶段对焊接钢轨进行预热，一般阶段时间也会较长，使钢轨预热充分，保证焊接钢轨有充足的热量积累。

焊接闪光中期一般会采用相对低电压，因为在这一阶段焊接进入稳定闪光阶段，过高的电压设定会使电流增大，闪光更为激烈大量的液化金属被闪出，不利于焊接钢轨热量的充分积累。若选用太低的电压设定，焊接电流会太小，会使钢轨送进速度大于钢轨烧化速度，容易使焊接过程出现短路，不利于形成稳定的闪光过程。因此在这一焊接阶段应该选用合适的较低电压。

焊接闪光末期一般设定为较高电压。此阶段钢轨端面接触点增多，较高的电压使闪光爆破更为激烈火花飞溅，激烈的闪光会形成液态金属保护层能有效地隔绝空气，减少焊接端面组织的氧化，减少焊接缺陷的出现，有利于形成良好的焊接接头

2.3各焊接阶段前进速度、后退速度和电流参数的选择

当焊接过程中实测电流值小于设定的电流1时，焊机会执行设定的烧化前进速度，此时钢轨端面间隙减小，闪光电阻下降，导致电流上升;当焊接电流超过设定值电流1且不大于设定电流2时，焊机以与焊接电流值成反比的速度前进;当焊接电流值等于设定的电流2时，焊机的动夹具停止前进，前进的速度为0;如果此时的焊接电流值还没有下降，仍超过设定的电流2时，焊机以与焊接电流成正比的速度后退;如果实测电流值超过了设定的电流值3时，则焊机以设定的后退速度后退。

2.4参数顶锻量的调节

焊接顶端量的调节在LR1200型闪光对焊机的焊接中可通过直接改变焊接参数中的顶端量数值和改变参数变量系统压力百分比来改变。这两个变量都能有效地改变焊接顶锻量的大小，但系统压力是一个全局变量，对整个焊接过程中的焊接夹持移动和顶锻等都会有一定的影响。在焊接中大多数的顶端量调节是由改变顶端量参数来实现的，一般设定值在10mm到18mm之间。

2.5参数顶锻时间的选择

带电顶锻时间通常设置在0.5秒～1.2秒，时间长一点有利于液态金属及氧化物夹杂的排出。无电流顶锻阶段是在切断电压后，继续保持顶锻压力，使液态金属及氧化物夹杂彻底被挤出，并排除过热金属，使焊缝继续产生塑性变形，形成致密的焊接接头，但总的顶锻时间应控制在1秒～5秒之间。

3包钢P60N U76CrRE热处理轨参数调节记录分析

3.1关于参数时间的调节记录及分析

增加焊接过程中热量的输入可有效提高包钢P60N U76CrRE热处理轨轨的焊接接头质量，提高落锤合格率。包钢P60N U76CrRE热处理轨在闪光焊调试中应重视热量的输入和积累，增加焊接过程时间是有效地方法之一。

3.2关于参数电压和顶端量的调节分析

适当降低闪光中期电压和增加合适的顶端量对提高包钢P60N U76CrRE热处理轨的闪光焊焊头质量由很大帮助，但须注意的是闪光中期电压值太低的话会使实测电流降低，将导致此过程钢轨的送进速度大于闪光烧化速度，容易使焊接出现短路，从而不能在焊接过程中形成稳定的闪光。当顶端量数值选择过于大时会造成良好的焊接组织被挤出而形成硬接头，不容易形成合格良好的焊头。

3.3包钢P60N U76CrRE热处理轨参数调节中出现的一些焊接缺陷分析及处理措施

（1）在试焊调试过程中出现超标较大或露头灰斑，原因包括闪光过程中低压过度阶段电压过高，使电流密度增大，形成較大的过梁，爆破时留下的深火口，增大了氧化物机率，顶锻时，难以排出，而形成灰斑或者钢轨材质原因，含有部分合金元素等先前条件。应采用较慢的烧化速度，适当降低低压过渡阶段电压，提高顶锻压力和顶锻量。

（2）在焊接推流过程中推凸刀到焊缝另一侧时钢轨形成舍状包边，相当于一个尖劈，出现应力集中，对落锤效果影响很大。应注意更换新推凸刀，严格把控钢轨试焊件外形尺寸偏差;对偏差较大的试焊件重新打磨或更换;焊完后轨底打磨平整，要磨除多余的推凸余量。

4 闪光焊接中其他焊接缺陷

（1）过烧的破坏作用相当于多个碎裂纹存在轨底焊缝和近缝区。过烧常常出现在轨底和轨底上、下角位置。

（2）线路移动闪光焊的焊缝或热影响区出现的裂纹主要是热裂纹，其断裂面有明显的高温氧化特征。马氏体的数量是产生冷裂纹的重要原因;冷裂纹的产生还与应力或应变有关，凡是在拉伸应力作用下产生较大拉伸应变的部位或应变集中部位，容易产生冷裂纹。

结论

此次关于包钢P60N U76CrRE热处理轨的闪光焊参数调节分析中得出，焊接过程中闪光前期和中期大热量的积累更有利于包钢P60N U76CrRE热处理轨形成良好的焊接接头，延长闪光前期和中期时间和适当降低闪光中期电压和增加合适的顶端量有利于减少包钢P60N U76CrRE热处理轨的闪光焊中焊接接头缺陷的出现，更容易形成良好合格的焊接接头;在焊接作业中严格把控待焊件外形尺寸和定期更换推凸刀能有效避免焊接推瘤后舍状包边的出现。

参考文献：

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【3】胡雄伟，朱继东.钢轨交流闪光焊机闪光速度控制系统的分析与研究.上海铁道科技，2010年第4期

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