钢轨焊接_第2部分闪光焊接.doc

ICS 45.120S 7 TB中华人民共和国铁道行业标准 TB/T 1632.22005部分代替 TB/T 16321991、TB/T 1632.21997钢轨焊接 第2部分：闪光焊接Welding of railsPart 2: Flash butt welding 2005-06-27发布 2005-06-27实施中华人民共和国铁道部 发布TB/T 1632.22005目 次前 言1 范 围12 规范性引用文件13 要 求13.1 焊接用钢轨要求13.2 设备要求13.3 人员要求13.4 工艺要求13.5 质量要求34 试验方法44.1 外观检验44.2 超声波探伤检验44.3 落锤试验44.4 静弯试验44.5 疲劳试验44.6 拉伸试验44.7 冲击试验44.8 硬度试验44.9 显微组织检验64.10 断口检验65 检验规则65.1 成品检验65.2 型式检验65.3 生产检验7ITB/T 1632.22005前 言TB/T 1632钢轨焊接初步确定分为四个部分：第1部分：通用技术条件；第2部分：闪光焊接；第3部分：铝热焊接；第4部分：气压焊接。本部分为TB/T 1632的第2部分。本部分代替TB/T 16321991钢轨焊接接头技术条件和TB/T 1632.21997钢轨焊接接头技术条件 热处理钢轨中关于接触焊的相关内容。本部分参考了英国标准草案铁路轨道钢轨闪光焊接 第1部分 固定式闪光焊焊接220和260级别新钢轨（BS EN 1458712003）和英国铁道线路规范闪光焊焊接钢轨（RT/CE/S/001）的有关内容。本部分与TB/T 16321991和TB/T 1632.21997相比，主要变化如下：增加了钢轨闪光焊接的设备、人员、工艺要求；增加了线路上移动式闪光焊的要求；增加了75kg/m钢轨闪光焊接的内容；修改了部分焊接接头性能指标；修改了部分焊接接头试验方法；修改了验收规则；删除了“附录C 钢轨焊接记录格式（参考件）”。本部分由铁道部标准计量研究所提出并归口。本部分由铁道科学研究院金属及化学研究所、铁道部标准计量研究所起草。本部分主要起草人：杨来顺、高文会、丁韦、张震、朱梅。本部分所代替标准的历次版本发布情况为：TB/T 16321991；TB/T 1632.21997。TB/T 1632.22005钢轨焊接第2部分:闪光焊接1 范 围TB/T 1632的本部分规定了钢轨固定式和移动式闪光焊接的要求、试验方法和检验规则。本部分适用于50kg/m75kg/m钢轨的闪光焊接。2 规范性引用文件下列文件中的条款通过TB/T 1632的本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本部分，然而，鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本部分。GB/T 2301991 金属洛氏硬度试验方法GB/T 231.12002 金属布氏硬度试验 第1部分：试验方法GB/T 4340.11999 金属维氏硬度试验 第1部分：试验方法GB/T 13298 金属显微组织检验方法TB/T 1632.1 钢轨焊接 通用技术条件TB/T 2622.2 移动式钢轨气压焊设备 加热器技术条件TB/T 2622.3 移动式钢轨气压焊设备 气体控制箱技术条件3 要 求3.1 焊接用钢轨要求用于闪光焊接的钢轨应符合TB/T 1632.1的规定。3.2 设备要求3.2.1 固定式闪光焊接固定式闪光焊接作业线应配置有焊前钢轨矫直机、锯轨设备、轨端除锈设备、钢轨闪光对焊设备、焊后钢轨矫直机、轨头焊缝精磨机以及焊接接头热处理装置等，设备应具有产品质量合格证书。3.2.2 移动式闪光焊接在铁路轨道上进行钢轨闪光焊接，应配置有锯轨设备、轨端除锈设备、移动式钢轨闪光对焊设备、移动式钢轨焊接接头矫直设备、仿型打磨机以及焊接接头热处理装置、发电机组等，设备应具有产品质量合格证书。3.3 人员要求焊接作业人员应持有国家铁路主管部门认可的技术机构颁发的“钢轨焊接工操作许可证”。3.4 工艺要求3.4.1 基本工序钢轨的选配；钢轨焊前检查；矫直钢轨；焊前除锈；焊接和推凸；1TB/T 1632.22005粗磨；焊后热处理；焊接接头矫直；外形精整及平直度检验；超声波探伤。3.4.2 钢轨焊前检查3.4.2.1 检查钢轨型式尺寸：钢轨高度（H）、轨头宽度（WH）、轨底宽度(WF)、断面不对称（AS）、端面斜度（垂直、水平方向）、端部弯曲、轨身平直度。3.4.2.2 检查钢轨表面质量。3.4.3 矫直钢轨可以采用矫直的方法纠正钢轨端部弯曲。对于无法矫直的钢轨端部弯曲，应将弯曲的钢轨端部锯切掉。锯切后钢轨的端面斜度不应大于0.8mm。3.4.4 焊前除锈3.4.4.1 待焊钢轨端面及钢轨与闪光焊机电极接触部位，应除锈打磨。3.4.4.2 打磨面在钢轨待焊时间超过24h以上或打磨后有水、油、污垢污染时，应重新打磨处理。3.4.5 焊接和推凸3.4.5.1 焊接前轨温不宜低于10。3.4.5.2 焊接接头轨头和轨底、轨底顶面斜坡的推凸余量不应大于1mm，其他位置推凸余量不大于2mm。不应将焊渣挤入母材；焊渣不应划伤母材。3.4.5.3 推凸后、未经打磨处理情况下，应使用检测直尺（L0=1m）和塞尺检查接头错边，在焊缝中心线两侧各15mm的位置测量并计算接头错边量，见图1和图2。接头错边量不应超过表1规定值。对于接头错边量超过最大允许值的焊接接头，应在焊缝两侧各100mm的位置切掉钢轨焊接接头。图1 接头错边示意2图2 接头错边测量TB/T 1632.22005表1 接头错边量最大允许值接头错边的位置接头错边量最大允许值mm钢轨顶面纵向中心线的垂直方向0.5工作侧面轨顶面下16mm处的水平方向0.5轨脚边缘的水平方向2.03.4.5.4 使用移动式焊轨机进行无缝线路长钢轨焊接时，应与无缝线路铺设工艺配合作业；锁定焊接时应使用保压推凸，焊接接头冷却到400以下方可去除牵拉力。3.4.5.5 批量生产应在型式检验合格后，且应采用与型式检验受检试件相同的生产工艺。3.4.5.6 应对每个钢轨焊接接头（成品）进行标识，标识应位于同一侧轨腰、距焊缝1m3m位置。标识应清晰、端正，至少五年（或一个大修周期）内可以识别。标识方式应保证每个钢轨焊接接头（成品）能够依各项生产记录或信息实现追溯。3.4.6 粗 磨3.4.6.1 粗磨应保证焊接接头的表面粗糙度能够满足探伤扫查的需要。3.4.6.2 应沿钢轨纵向打磨，钢轨打磨表面不应出现打磨灼伤。3.4.6.3 焊接接头非工作面的垂直、水平方向错边应进行纵向打磨过渡。3.4.7 焊后热处理3.4.7.1 焊后热处理包括正火，以及任何增加或降低焊接接头冷却速度而采取的工艺措施。热处理工艺应在焊接接头型式检验期间确定。3.4.7.2 固定式闪光焊的焊接接头宜采用中频电感应方式加热。移动式闪光焊的焊接接头宜采用气压焊加热器火焰摆动方式加热，设备应符合TB/T 2622.2和TB/T 2622.3的要求。3.4.7.3 钢轨焊接接头正火加热的起始温度应低于500（轨头表面），加热温度850950，轨头冷却宜采用风冷。3.4.8 焊接接头矫直应采用矫直的方法纠正焊接接头平直度偏差。矫直作业前，焊接接头温度应低于400。3.4.9 外形精整及平直度检验3.4.9.1 应使用精磨机或仿型打磨机对焊接接头的轨顶面及轨头侧面工作边进行外形精整。外形精整应保持轨头轮廓形状。3.4.9.2 外形精整的长度不应超过焊缝中心线两侧各450mm限度。外形精整不应使焊接接头或钢轨产生任何机械损伤或热损伤。不应使用外形精整的方法纠正超标的平直度偏差和超标的接头错边。3.4.9.3 焊接接头经矫直和外形精整后，应按照TB/T 1632.1的规定检查平直度和表面质量。3.4.10 超声波探伤应按照TB/T 1632.1的规定执行。3.5 质量要求钢轨闪光焊焊接接头质量要求见表2。表2 钢轨闪光焊焊接接头质量要求序号检 验 项 目要 求50kg/m60kg/m75kg/m1外观平直度按TB/T 1632.1的规定表面质量按TB/T 1632.1的规定3TB/T 1632.22005表2（续）序号检 验 项 目要 求50kg/m60kg/m75kg/m2超声波探伤按TB/T 1632.1的规定3落 锤h=4.2m，1次不断或h=2.5m，2次不断h=5.2m，1次不断或h=3.1m，2次不断h=6.4m，1次不断或h=3.8m，2次不断4静弯轨头受压F1200kN，不断F1450kN，不断F1850kN，不断轨头受拉F1100kN，不断F1300kN，不断F1600kN，不断5疲 劳Fmin=70kN，Fmax=345kNFmin=95kN，Fmax=470kNFmin=120kN，Fmax=600kN支距：1.0m，载荷循环次数：2106，不断6拉 伸热轧钢轨：980MPa级，Rm880MPa；880 MPa级轨，Rm880MPa。A6%热处理钢轨：按照相应牌号热轧钢轨焊接接头的要求执行7冲 击Aku6.5J8硬 度速度不大于200km/h的线路：每条测试线应满足HJ10.9HP，HJ0.8HP。W20mm速度大于200km/h的线路：每条测试线应满足1.05 HPHJ0.95 HP。HJ10.8 HP。W20mm9显微组织焊缝、热影响区：珠光体，可出现少量铁素体；不应有马氏体、贝氏体和魏氏组织10断 口无未焊合、过烧、夹渣缺陷；允许存在少量灰斑：单个灰斑面积不大于10mm2，灰斑总面积不大于20mm2 注：HP母材硬度平均值；HJ焊接接头硬度平均值；HJ1焊接接头软点硬度平均值；W软化区宽度。4 试验方法4.1 外观检验平直度和表面质量检验方法按TB/T 1632.1的规定进行。4.2 超声波探伤检验超声波探伤方法按TB/T 1632.1的规定进行。4.3 落锤试验试件要求及试验方法按TB/T 1632.1的规定进行。4.4 静弯试验试件要求及试验方法按TB/T 1632.1的规定进行。4.5 疲劳试验试件要求及试验方法按TB/T 1632.1的规定进行。4.6 拉伸试验试样要求及试验方法按TB/T 1632.1的规定进行。4.7 冲击试验试样要求及试验方法按TB/T 1632.1的规定进行。4.8 硬度试验4.8.1 轨顶面硬度4轨顶面硬度试样取样位置及测点分布见图3，焊缝位于试样长度中心。将焊接接头轨顶面磨掉TB/T 1632.220051mm后，检测布氏硬度。布氏硬度试验方法按GB/T 231.12002规定进行，试验条件为HBW10/3000。4.8.2 纵断面硬度纵断面硬度试样取样位置见图4，焊缝位于试样长度中心。测试纵断面上轨头（测试线1）、中和轴（测试线2）、轨底（测试线3）三条线的硬度值，测点以焊缝为中心向左右两侧对称排列，测点间距5mm。焊接接头纵断面检测洛氏硬度或维氏硬度。洛氏硬度试验方法按GB/T 2301991规定进行，采用HRC标尺；维氏硬度试验方法按GB/T 4340.11999规定进行，试验力值294.2N。4.8.3 数据处理测试后用5%硝酸酒精浸蚀试样测试表面，使测试表面出现肉眼可见的焊缝及焊缝两侧热影响区与母材交界线，以交界线为基准按图3、图4所示确定B、C两条线。单位为毫米 图3 轨顶面硬度试验取样图单位为毫米图4 纵断面硬度试验取样图5计算AB和CD间测点硬度的平均值，作为母材的硬度平均值，记为HP；计算BC间测点（含B、C线上的测点）硬度的平均值，作为焊接接头的硬度平均值，记为HJ；将BC间小于0.9HP的测点硬度值取平均，作为软点的硬度平均值，记为HJ1；利用测试线1上的各测点硬度值在坐标图上绘制成硬度曲线，将硬度值低于0.9HP（设计速度大于200km/h的线路取0.95HP）的宽度作为软化区宽度，记TB/T 1632.22005为W。4.9 显微组织检验4.9.1 显微组织检验按GB/T 13298规定的方法进行。4.9.2 焊接接头显微组织试验取样位置见图5，箭头指向面为观察面，轨头1处，轨底2处。 单位为毫米图5 显微组织试验取样图4.10 断口检验利用落锤试件、补加锤击击断，肉眼或借助放大镜检查折断的焊接接头断口，记录断口缺陷细节。5 检验规则5.1 成品检验5.1.1 应对每个焊接接头（成品）进行成品检验。5.1.2 成品检验的项目包括外观和超声波探伤。5.1.3 外观和超声波探伤检验应符合表2的要求。5.2 型式检验5.2.1 出现下列情况之一时应进行型式检验：a) 焊轨组织初次生产；b) 正常生产后，改变焊接工艺，可能影响焊接接头质量；c） 更换焊轨设备；d） 钢轨生产厂、或钢轨型号、或钢轨牌号、或钢轨交货状态改变，首次焊接时；e) 生产检验结果不合格；f) 停产一年后，恢复生产前。5.2.2 型式检验的项目及受检试件数量见表3。 表3 型式检验的项目及试件数量 单位为个外观超声波探伤落 锤静 弯疲劳拉伸冲击硬度显微组织断口移动式闪光焊固定式闪光焊轨头受压轨头受拉全部试件全部试件152512331121(利用硬度试件)15(利用落锤试件)6 注：硬度试件2个，包括测试轨顶面硬度1个和测试纵断面硬度1个。TB/T 1632.220055.2.3 型式检验受检试件所用钢轨的生产厂、型号、牌号、交货状态应与焊接生产用钢轨相同，受检试件应是相同工艺焊接的接头。5.2.4 不同牌号钢轨之间的焊接，焊接接头的质量要求按照强度级别较低的钢轨执行；热轧钢轨与热处理钢轨之间的焊接，焊接接头的质量要求按照热轧钢轨执行。5.2.5 型式检验结果符合第3章规定的试件为合格试件。