高锰钢辙叉与碳钢钢轨闪光焊接工艺的 有限元模拟研究

• 作者: 丁志敏 孙永海 张福成 王振伟 王琳 陈晨
• 来源期刊: 燕山大学学报
• 学科: 工学
• 关键词: 高锰钢辙叉 钢轨钢 焊接材料 闪光焊接 有限元模拟
• 年，卷（期）: 2020,（3）
• 所属期刊栏目: 材料科学与工程
• 页码范围: 254-266
• 页数: 13页
• 分类号: TG457.1
• 字数: 6224字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1007-791X.2020.03.007

摘要

高锰钢辙叉与碳钢钢轨的高质量焊接是铁路全线无缝的技术关键.闪光焊接工艺对辙叉焊接质量有重要影响,本文利用DEFORM有限元模拟软件对高锰钢辙叉与碳钢钢轨添加中间焊接材料的闪光焊接过程进行模拟,观察焊接工艺中保压阶段时间与焊接材料长度对钢轨钢一侧温度的影响,并根据实际焊接条件下的温度变化对模拟结果进行验证.研究结果显示,当焊接材料长度为25 mm时,若保压时间为10 s,钢轨钢一侧最高温度达732℃,超过了钢轨钢的Ac1温度点,容易导致钢轨钢一侧冷却过程中产生马氏体;而当保压时间为3 s时,钢轨钢一侧的最高温度为668℃,与实际焊接结果较为接近,满足钢轨钢温升不超过Ac1温度点的要求.从改变焊接材料长度的模拟结果看,保压时间为3 s时,当焊接材料总长度超过25 mm,整个焊接过程钢轨钢温升都不会超过Ac1温度点.