无损检测之钢轨探伤课件项目五焊缝探伤

铝热焊焊接原理学习及伤损识别交通强国·铁路先行一、铝热焊焊接原理目二、铝热焊焊接工艺录三、铝热焊焊接缺陷交通强国·铁路先行铝热焊原理焊缝及热影响区铝热焊定义：又称铸焊法，它是将铝粉、氧化铁粉、铁钉屑和铁合金等按一定比例配成铝热焊剂，用高温火柴点燃后，发生激烈的化学反应和冶金反应，使其瞬间温度达到1200℃～1300℃，钢水下沉，氧化铝以渣的形态浮于溶化金属上面，然后把钢水注入套在对接钢轨上、预热好的砂模铸型内，与预热温度达900℃以上的钢轨端部融合，高温钢水将铸型内的两节钢轨端部熔化，冷却后把两节钢轨焊接在一起。3FeO

+

2Al

=

3Fe

+

Al2O3+833.9KJFe2O3

+

2Al

=

2Fe

+

Al2O3+850KJ3Fe3O4+

8Al

=

9Fe

+

4Al2O3+3232.4KJ铝热焊焊接原理铝热焊焊接工艺铝热焊焊接缺陷交通强国·铁路先行铝热焊接头外观焊缝及热影响区铝热焊接头由焊缝区、热影响区（过热区、细晶区、部分相变区）以及毗邻的钢轨母材构成。焊缝区不是一个平面，而是具有50mm左右的宽带，金属成分由铝热钢和部分被铝热钢水熔化的轨端金属冷却后组成。右图是焊头纵断面形貌特征，图中的中间白色区是焊缝区，沿钢轨纵向宽度不等，轨头部分宽，轨底部分窄。目前，国际上钢轨铝热焊技术较为先进的是德国和法国，德国的焊接工艺以SKV为代表，法国的焊接工艺以使用一次性坩埚的QPCJ工艺为代表，中国铁科院的定时预热工艺TYD为代表。铝热焊焊接原理铝热焊焊接工艺铝热焊焊接缺陷交通强国·铁路先行一、准备工作人、机、料焊接前需要将焊缝两侧各3至6根轨枕上的扣件、轨枕板及绝缘垫板卸掉。尽快地将轨温计置于钢轨背光的一侧，测量轨温。如轨温低于15摄氏度，则应在焊接预热前将待焊钢轨两端各1m范围内加热至37摄氏度。待焊接的钢轨端头与最近的轨枕的距离应至少为100㎜。如不足100㎜，则必须挪动轨枕，接头不能置于轨枕之上。将待焊轨缝下的道碴掏至距轨底至少100㎜，以便为砂模安

装提供足够的空间，并方便随后拆除砂模底板和清除多余焊料。

5.轨端如有任何裂缝或损伤，需将钢轨端头切掉，钢轨上螺栓

孔距焊接轨端的距离不应小于100mm。铝热焊焊接原理铝热焊焊接工艺铝热焊焊接缺陷交通强国·铁路先行二、轨端除锈去污打磨对焊接钢轨端部、两侧和轨底进行打磨除锈，打磨范围为50mm，打磨完成后，轨头端部边缘需倒角

１x45度烘干必须对钢轨两端一米范围内进行烘干。注意：特别要重视轨底的清洁和干燥。铝热焊焊接原理铝热焊焊接工艺铝热焊焊接缺陷交通强国·铁路先行三、对轨轨缝与尖点调整德铝工艺：以轨脚边为基准，控制轨缝宽度为２８±１mm。法铝工艺：以轨脚边为基准，控制轨缝宽度为25-28mm。将一米直尺的中点与焊缝中点重合，用钢楔子或者对轨架进行尖点调节，使焊缝两侧0.5米处钢轨行车面与直尺的间隙为1.5—2mm。水平对正用一米直尺分别检查焊缝两端钢轨轨头、轨腰、轨底平直。如有偏差，用对轨架或钢楔子进行调节。注意：1、磨耗轨的焊接对轨时以行车面为准。铝热焊焊接原理铝热焊焊接工艺铝热焊焊接缺陷交通强国·铁路先行四、夹具安装预热枪支座１.夹具安装要与轨面平行。２.预热枪支座：可以在预热过程中，根据需要调整预热枪前后左右位置。

３.在调节预热枪高度时，首先调节预热枪与轨面平行。预热枪嘴到轨面高度预热枪头到轨面的高度为４０mm。多用塞尺的作用：调节预热枪高度、确定夹具安装位置、测量焊缝的宽度铝热焊焊接原理铝热焊焊接工艺铝热焊焊接缺陷交通强国·铁路先行五、砂模的安装将两片砂模贴在钢轨上进行单磨和对磨，使砂型与钢轨几何尺寸密贴对模将磨好的砂模套上侧模板并安放在轨缝上，砂模必须安装在轨缝的正中央并垂直侧模对中三片模安装，则先安装底模板，

然后安装两面侧模板，注意：侧

模和底模一定要安装在轨缝正中！底模对中铝热焊焊接原理铝热焊焊接工艺铝热焊焊接缺陷交通强国·铁路先行六、封箱砂型盖与白卡纸封箱前，要盖上砂型盖防止砂落入砂型中，用白卡纸插入轨面与砂型间的空隙。封砂与边耳开始封砂并捣实，两侧模板之间的砂要略高与砂型，防止钢水从两侧流出。封箱完毕后要将侧模板两侧的边耳，覆盖封箱砂用来保护侧模板铝热焊焊接原理铝热焊焊接工艺铝热焊焊接缺陷交通强国·铁路先行七、预热（1）氧化焰 中性焰 炭化焰先稍微开启氧气阀门，后打开燃气阀门，然后点火。点火后逐渐交替打开两个阀门，直到氧气阀门完全打开为止，再通过调节燃气阀门来调节火焰大小，使火焰的长度

保持在15—20mm，火焰为中性火焰分流塞主要起到分流钢轨水的作用分流塞安装铝热焊焊接原理铝热焊焊接工艺铝热焊焊接缺陷交通强国·铁路先行七、预热（2）a.预热枪头位置过高，会使轨脚预热不足。b.枪头过低会使轨头预热不足。

c.枪头不垂直会使轨脚预热不均匀。预热枪头安装错误的几种情况应密切关注轨头受热后颜色变化过程预热良好铝热焊焊接原理铝热焊焊接工艺铝热焊焊接缺陷交通强国·铁路先行八、焊剂高温反应焊剂反应时间：10-15秒；镇静时间：10-18秒。上图为焊剂反应过程示意图。从左到右依次为焊剂点燃阶段、反应阶段、镇静阶段。焊剂反应过程将焊剂旋转倒入坩埚中，，并使其顶部成锥形预热良好铝热焊焊接原理铝热焊焊接工艺铝热焊焊接缺陷交通强国·铁路先行九、钢水的凝结过程钢水结晶过程上图从左到右依次为液态金属、形核、晶核长大、完全结晶铝热焊焊接原理铝热焊焊接工艺铝热焊焊接缺陷交通强国·铁路先行十、推瘤推瘤过程浇铸完成7分钟后用推瘤机开始推瘤。将内外侧大小钢柱从两侧面用大锤敲弯，从而使其不影响随后的热打磨，大小钢柱可在20分钟后打掉。同时在大钢柱底部刻一槽，以便于冷却后敲掉。注意：a.推瘤过早会因焊头硬度不够而拉伤轨面！b.推瘤过迟将给推瘤带来困难！铝热焊焊接原理铝热焊焊接工艺铝热焊焊接缺陷交通强国·铁路先行十一、打磨热打磨推瘤完成后，就可以进行粗打磨。焊后20分钟后或温度降到300度才能放车通行。冷打磨焊接接头完全冷却后可进行冷打磨，按照规范的要求打磨注意：切勿用冷水浇高温中的焊头！铝热焊焊接原理铝热焊焊接工艺铝热焊焊接缺陷交通强国·铁路先行十二、收尾与检测收尾焊接完成后，把灰渣、废钢料、砂模等清理干净装入坩埚中，在离开的时候带到指定的场所处理。超声波探伤待温度降至40℃或者自然轨温以下时，进行全断面探伤。注意：严禁用水降温。铝热焊焊接原理铝热焊焊接工艺铝热焊焊接缺陷交通强国·铁路先行特殊铝热焊--宽焊缝宽焊缝宽焊缝，焊缝宽度可以达到50-70mm，这为了铁路施工带来方便，特别是在处理伤轨，或者有问题的焊头，不需要再插入短轨，省时，成本低，并降低劳动强度。特殊砂模注意：在宽焊缝焊接中应注意预热工艺和推瘤方法上的区别。铝热焊焊接原理铝热焊焊接工艺铝热焊焊接缺陷交通强国·铁路先行气孔特征气孔伤损图气孔是焊缝在凝固过程中气体为及时排除所形成，是铝热焊铸造组织中最常见的缺陷之一。气孔表面是光滑的，大小不均，有单个或蜂窝状的气孔群体，一般呈圆形。气孔按其部位，分为内部气孔和皮下气孔两种。内部气孔在焊缝整个断面内均可出现，气孔尺寸有时可以很大；皮下气孔紧靠表皮下产生，一般在轨底及轨底两侧斜面上容易产生。铝热焊焊接原理铝热焊焊接工艺铝热焊焊接缺陷交通强国·铁路先行气孔产生的原因气孔伤损图焊剂受潮，带有水分，铝热反应高温下水分分解在焊缝中产生气体。封箱泥过多、过湿或砂模潮湿，气体不能及时排出。预热温度过低，钢水容易凝固使气体不易排出，易在轨底两角产生气孔。预热到浇注前时间超过30秒，使预热后温度降低，易在轨底两角产生气孔。镇静时间不够，或铝热反应不充分，浇入砂型后继续作用形成气孔。铝热焊剂的成分及配比不当或者焊剂中有油。轨缝两个断面不垂直，互补平行，造成气体排除不畅。铝热焊焊接原理铝热焊焊接工艺铝热焊焊接缺陷交通强国·铁路先行未焊合特征未焊合伤损图未焊合是指经铝热焊工艺后，原来待焊

的两个钢轨端部断面上仍有没有熔化的区域，这种情况一般称为未焊合。未焊合的情况，一般多发生在轨头，也有出现在轨底的，进

行超声波探伤时，波形反射强烈，波底较宽，探头移动范围大都有波形。铝热焊焊接原理铝热焊焊接工艺铝热焊焊接缺陷交通强国·铁路先行未焊合伤损图未焊合产生的原因钢轨预热温度过低：这种情况容易出现在轨头和轨底轨端处理不好，在轨端产生了一个脆弱的氧化层，造成熔合不好。砂箱或预热枪装偏、不居中，造成一侧预热不足。预留轨缝太小：由于预留轨缝过小，焊缝内的热容量也较小，在没有将钢轨端部完全熔化就已冷却，因此形成未焊合情况。

5）轨端用氧气切割过，未用锯轨机切割,端面不平整6）其它：例如砂箱“跑铁”使铸型未浇满或夹渣；扣箱时砂箱对偏等均可以引起未焊合等情况。铝热焊焊接原理铝热焊焊接工艺铝热焊焊接缺陷交通强国·铁路先行热裂纹特征热热裂裂纹纹损损图图钢水浇入铸型后不久就开始凝固，在稍低于其凝固点的一定温度范围内，强度较低，如果由于内部的收缩应力或是由于操作不当而受到外力超过在该温度范围内钢的强度极限时，就会产生裂纹或断裂，这种在凝固后高温区域内形成的断裂称为热裂（右图）。热裂由于在高温区域内发生，因此表面常带有氧化蓝色，热裂对焊头质量影响大，会造成断轨。铝热焊焊接原理铝热焊焊接工艺铝热焊焊接缺陷交通强国·铁路先行热裂纹伤损图热裂纹产生的原因焊接过程中焊缝有移动，受拉，存在较大的拉应力。过早拆箱，使焊头提前受力。特别在低温时，焊缝由于受到激冷，加快收缩，加大了收缩应力，在高温区形成热裂。提前推瘤，使焊头提前受力，情况同上。同时还会在焊接表面出现热裂纹，进而发展。焊头在冷却过程中、未完全凝固时受到外力的锤击。热裂纹与钢的化学成分有关，钢中含硫量过高时易于产生。铝热焊焊接原理铝热焊焊接工艺铝热焊焊接缺陷交通强国·铁路先行夹砂特征夹砂伤损图夹砂（右图）是焊缝中掺杂砂子，超声波检测时，波形高度不高，具有分散性。由于铸型在扣箱时或浇注过程中被损坏，使型砂进入焊缝内而引起铝热焊焊接原理铝热焊焊接工艺铝热焊焊接缺陷交通强国·铁路先行夹砂产生的原因夹砂伤损图扣箱时没有一次扣准，砂型在移动过程中被损坏掉入型腔内。砂型磨合后未用毛刷清除掉浮砂。有碎屑等杂质进入型腔。因过热使砂子变成玻璃状挤入熔合区。配砂不合理，型砂强度低，在浇注过程中由于砂型破裂或表层脆层引起。铝热焊焊接原理铝热焊焊接工艺铝热焊焊接缺陷交通强国·铁路先行夹渣特征夹渣损图夹渣（右图）是铝热焊铸造组织中常见的缺陷之一。夹渣的形成是由于熔渣进入焊缝而造成。如未能全部

熔化的金属块或混入钢中的其他金属；在进行铝热反

应中，熔渣未及时上浮冲走而进入型腔，粘附在钢轨

表面被凝固，形成夹渣。超声波探伤时，波形高度不

高，往往成单个波形出现铝热焊焊接原理铝热焊焊接工艺铝热焊焊接缺陷交通强国·铁路先行夹渣产生的原因夹渣伤损图焊缝断面不清洁，有金属渣、屑等。上砂模后未盖口，杂质进入。轨缝过大、砂箱不密贴或产生“跑铁”现象，钢水量不足，熔渣不能完全排出，进入型腔，最易在轨顶部位产生夹渣。镇静时间不够，反应未完成就浇注，型腔内继续反应生成熔渣，凝固快，熔渣来不及浮出。铝热焊焊接原理铝热焊焊接工艺铝热焊焊接缺陷交通强国·铁路先行螺孔裂纹特征及产生原因螺孔裂纹伤损图在螺孔处形成的焊接裂纹，称为螺孔裂纹（右图）。铝热焊接在冷却过程中产生一定的焊接热应力,因此,一般要求在焊缝附近不要有螺栓孔,避免在焊接热应力的作用下在螺孔处形成裂纹,造成伤损。产生原因：（1）螺孔距焊缝距离太近，使螺孔处在焊接热应力的作用下形成裂纹。（2）如带螺孔焊接时，尽量应通过调整轨缝达到焊接轨缝要求。万不得已非要锯轨时，应从钢轨两端各锯掉10～13mm，切忌从钢轨一侧锯轨，使螺孔距轨缝太近，造成隐患。（3）第一螺孔必须在侧砂模即砂箱的外侧，且应在第一螺孔处塞上封箱泥或钢塞。铝热焊焊接原理铝热焊焊接工艺铝热焊焊接缺陷交通强国·铁路先行粗晶特征及产生原因粗晶伤损图在焊头的金相组织方面，部分或全部断面上的晶粒度粗

大或不均匀，称为粗晶（右图）。粗晶粒会影响焊头的疲劳强度及韧性，增加焊头的脆性。粗晶也会造成断轨，主要是脆断，不过粗大的晶粒通过热处理可以细化。超声波探伤时，遇到粗晶，底波高低降低，底波前面有时会产生杂乱的草状波。产生粗晶的原因有：(1)金属凝固或加热到相变温度以上、或在奥氏体再结晶区

变形时，再结晶后停留时间长、冷却速度慢使晶粒集聚长大；

(2)粗大奥氏体晶粒固态相变后铁素体晶粒粗大。铝热焊焊接原理铝热焊焊接工艺铝热焊焊接缺陷交通强国·铁路先行缩孔及疏松特征及产生原因缩孔及疏松伤损图有时由于预热不正常，某部位温度过高(一般容易在预热孔对面的轨腰或轨底脚处)，使该处最后凝固，凝固过程中伴随着体积收缩，在得不到外来钢水补缩的情况下，最后在该处形成缩孔（上图），若缩孔集中，似海绵状时，就叫疏松（下图）。缩孔和疏松对钢轨焊缝的强度，是钢轨产生疲劳裂纹。产生的原因如下：1）预热时间过长。2）局部高温，有过热现象。特别是轨腰部分有局部过热现象。3）预热枪或砂模装偏，位置不居中，形成一侧有过热现象。4）轨缝过大。铝热焊焊接原理铝热焊焊接工艺铝热焊焊接缺陷交通强国·铁路先行拉伤与咬边特征及产生原因拉伤与咬边伤损图拉伤（上图）产生的原因：1、推瘤过早，焊缝处金属未达到一定强度，推瘤刀拉伤钢轨。2、拆模后封箱砂未清理干净。咬边（下图）产生的原因：1、浇注时白卡纸燃烧后形成的碳膜浮在钢水与钢轨母材之间。2、封箱砂从白卡纸下面进入到轨顶面焊带中。铝热焊焊接原理铝热焊焊接工艺铝热焊焊接缺陷交通强国·铁路先行闪光焊焊接原理学习及伤损识别交通强国·铁路先行一、闪光焊焊接原理目二、闪光焊焊接工艺录三、闪光焊焊接缺陷交通强国·铁路先行闪光焊原理闪光焊闪光焊也叫闪光对焊，首先将两根钢轨通电，让两根钢轨的端面接触（如图），端面接触点会产生电阻热，电阻热遵循焦耳-楞次定律，公式为:Q=0.24I²(Rc+2Rg)t，式中：Q—总热量，I—通过钢轨的电流（A），Rc—焊件端面的接触电阻（Ω），Rg—焊件内部电阻（Ω），t—通电时间（t）。通过公式可知，在端面处会产生瞬间高温并伴随着火花四溅（如图），高温将接触面金属烧至熔融状态，此时通过液压装置顶锻两根钢轨，中间的液态金属被挤出，两节钢轨粘连到一起，金属重新结晶，以此获得致密的热锻组织，形成对接接头，该法是目前我国焊接的主要方法，根据焊接地点的不同又可分为固定闪光焊（厂焊）和移动闪光焊（现场焊）两种。闪光焊焊接原理闪光焊焊接工艺闪光焊焊接缺陷交通强国·铁路先行闪光焊接头外观焊缝及热影响区焊接接头是由焊接区和毗邻的钢轨母材构成的，焊接区又划分为焊缝和热影响区，其力学性能差于钢轨母材。焊缝：焊缝实际上是一层垂直于钢轨纵向的金属薄层，宽度只有零点几毫米，垂直于钢轨纵向。在焊头精加工后的宏观照片上，焊缝显示出是一条白线（右图）,它是一层氧化脱碳的贫碳层，金相组织是珠光体和少量的网状铁素体。焊缝的硬度相比母材硬度低。热影响区：热影响区分为粗晶区、细晶区、不完全重结晶区。粗晶区靠近焊缝，细晶区离焊缝略远一些，不完全重结晶区又称为部分相变区。热影响区

焊缝闪光焊焊接原理闪光焊焊接工艺闪光焊焊接缺陷交通强国·铁路先行闪光焊设备厂焊的焊机GAAS80焊机，该焊机是直流焊机，第一个字母G表示直流，第二个字母A表示闪光，第三个字母A表示自动，第四个字母S表示铁路，80表示顶锻力是80吨。线路的移动焊机在线路上焊接联合接头通常使用小型的移动式焊轨机。铝热焊焊接工艺闪光焊焊接工艺气压焊焊接工艺交通强国·铁路先行一、焊前准备钢轨检查检查钢轨中有硬弯、扭曲、裂纹、重皮、夹杂、夹渣、结疤、划痕、损伤等缺陷不可使用，对距轨端3.5m范围内、不直度大于0.5mm/m的钢轨必须调直。打磨除锈待焊钢轨端面、轨面距端600mm范围和轨底下表面距端

400mm范围内要清除表锈，距端100~300mm范围内用角向磨光机打磨出金属光泽。闪光焊焊接原理闪光焊焊接工艺闪光焊焊接缺陷交通强国·铁路先行二、焊接启动焊接焊机机头上的两对钳口将两钢轨轨头夹紧，自动对准系统接头两侧各500mm范围内在水平和纵向两个方向上自动非常精确地对准。启动焊接，激活自动焊接工序。形成焊缝分别进入闪平阶段、预热阶段、烧化以及顶锻阶段，顶锻后挤出端面液态高温金属及杂质，形成焊头，焊接过程结束。闪光焊焊接原理闪光焊焊接工艺闪光焊焊接缺陷交通强国·铁路先行三、推凸推凸过程焊接后钢轨轮廓外突出的红热的高温金属、毛刺、焊渣温度大约1200℃，可通过固定式焊机将4把推凸刀分别对轨头、两侧轨腰和轨底梯级推除顶锻后接头的凸出量。形成焊缝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得大于2mm。推凸不得切及母材，推凸时不应将焊渣挤入母材，焊渣不应划伤母材。闪光焊焊接原理闪光焊焊接工艺闪光焊焊接缺陷交通强国·铁路先行四、调直与打磨调直要求在焊缝前后各1m范围内，水平弯曲不大于0.5mm/m，焊缝部位要求呈现0.5~1.0mm/m的上拱（指热态测量）。并检查焊缝部位是否存在夹杂、过烧、裂纹及钳口烧伤缺陷。打磨利用手提式砂轮机对进行打磨，打磨时不得横向打磨，打磨面不得发黑、发蓝而应平整有光泽。利用仿型打磨机对焊缝闪光焊焊接原理闪光焊焊接工艺闪光焊焊接缺陷中心线两侧各450

mm范围进行精磨。交通强国·铁路先行五、焊后热处理（1）火焰加热在焊缝附近用正火机组进行全断面加热，正火前钢轨接头表面温度不得高于500℃，正火加热温度为870~930℃，然后喷风

冷却或者在空气中自然冷却。左图为加热方式有火焰方式。频电感应加热加热方式有火焰方式和频电感应方式，两种方式各有优缺点，频电感应方式有利于轨头中心的温度达到要求，但轨底角边缘的温度不容易达标，而火焰加热方式恰恰相反。闪光焊焊接原理闪光焊焊接工艺闪光焊焊接缺陷交通强国·铁路先行五、焊后热处理（2）热处理后经过热处理后，可使接头晶粒组织细化，提高接头韧性，热处理过程中对温度要求很高，温度过高或者过低，均可能导致晶粒粗大。热处理前焊后热处理是中国独有技术，在国外，热轧轨焊后不再进行正火或热处理,我国铁路早期焊轨也不进行焊后正火，由于八十年代后新牌号钢轨出现，焊后接头较难通过落锤检验。闪光焊焊接原理闪光焊焊接工艺闪光焊焊接缺陷交通强国·铁路先行六、检验外观检查对钢轨焊缝进行外观尺寸超声波探伤全断面无损探伤检查。闪光焊焊接原理闪光焊焊接工艺闪光焊焊接缺陷交通强国·铁路先行打磨灼伤打磨灼伤当手持砂轮长时间的用力打磨（上图）已经完全冷却焊头某个部位表面时，极易形成灼伤（下图）。打磨灼伤处形成疲劳源，在力的反复作用下容易引发钢轨折断闪光焊焊接原理闪光焊焊接工艺闪光焊焊接缺陷交通强国·铁路先行电极灼伤移动闪光焊的焊机电极夹持轨腰部位（距离焊缝约8cm之外位置），固定式焊机电极是上下夹持轨顶和轨底（距离焊缝约10cm之外位置），常在夹持部位出现接触不良或电极面上存在焊渣，造成此处钢轨打火，打火导致该处过热，基体金属组织发生变化而产生马氏体、渗铜现象，并会留下明显灼伤痕迹，由于此位置处在正火范围之外，不可能通过正火解决其组织变化。轨底“打火”是最严重的电极灼伤，可使钢轨在运营中突然断裂。闪光焊焊接原理闪光焊焊接工艺闪光焊焊接缺陷电极灼伤交通强国·铁路先行灰斑灰斑出现在焊缝面，呈现平的和光滑的形貌，国外称其为平斑（flat

spot）。U71Mn钢轨焊头焊缝断面上的灰斑是无光泽的，U75V钢轨焊头焊缝断面上的灰斑是光亮的。根据规定灰斑是允许存在的缺陷，但是其面积大小有限制,单个面积不大于10mm2,总面积不大于20mm2。灰斑的形成原因说法不一：一种意见认为加速烧化速度过慢，是钢轨内成分被氧化，因为灰斑的夹杂物中发现其主要成分是SiO2和MnO；另一种意见认为顶锻时，在较深的熔化的凹坑中，液态金属被封闭而不能排挤出，成为一薄层，闪光焊焊接原理闪光焊焊接工艺闪光焊焊接缺陷灰斑灼伤并出现成分不同的区域。交通强国·铁路先行过烧缺陷过烧缺陷焊接前钢轨端面垂直度偏差大，造成顶锻前的钢轨断面温度严重不均，顶锻时的钢轨端面过热熔渣未完全挤净形成过烧组织。过烧是组织缺陷，轻度过烧呈现很细小的炭黑斑点，严重过烧成黑色蜂窝状组织。右图是轨底角过烧断口的宏观形貌，黑灰色的氧化物已侵入金属晶界内，其破坏作用相当于多个碎裂纹存在焊缝中。闪光焊焊接原理闪光焊焊接工艺闪光焊焊接缺陷交通强国·铁路先行晶粒粗大晶粒粗大正火缺陷主要是正火温度不足而未细化焊接接头粗晶区中的粗大奥氏体晶粒,或温度过高重新导致晶粒粗化。无论是中频感应加热，还是火焰加热,其焊头都有可能存在局部位置温度低于钢轨基体相变温度,尤其是轨底脚部位。当再次加热正火并提高加热温度时（最高温度不宜超过950℃），粗晶细化、缺陷消失。右图是移动闪光焊接头轨底脚温度过低出现的粗晶，其中反光较暗的区域已经达到金属相变温度，而发亮的区域未达到金属相变温度。闪光焊焊接原理闪光焊焊接工艺闪光焊焊接缺陷交通强国·铁路先行气压焊焊接原理学习及伤损识别交通强国·铁路先行一、气压焊焊接原理目二、气压焊焊接工艺录三、气压焊焊接缺陷交通强国·铁路先行气压焊原理火焰加热点燃氧气和乙炔，用火焰烧两节钢轨的端部，温度控制在1250℃，钢轨表面温度达到1350℃～1400℃时，钢轨表面已呈半熔化状态，顶锻压力作用下使加热后的钢轨端头产生塑性变形、再结晶和扩散等作用形成接头，这种焊接方式与闪光焊类似，只不过加热方式不同，闪光焊依靠电阻热，而气压焊靠火焰加热。气压焊的接头性能与母材性能接近，其抗拉强度可达钢轨母材标准的90%以上，断后伸长率是母材的80%以上，正火后焊缝冲击韧性与钢轨母材相同。不过这种焊接因为在安全上和效率上不如闪光焊接，所以在现场中逐渐淘汰。气压焊焊接原理气压焊焊接工艺气压焊焊接缺陷交通强国·铁路先行气压焊接头外观焊缝及热影响区气压焊接头的热影响区比闪光焊接头的热影响区宽度要大得多，右图是气压焊接头纵断面照片。从图中可以看出轨头、轨腰、轨底热影响区宽度是不同的。由于焊接过程钢轨端面的脱碳现象不严重，很难从宏观上看到焊缝熔合线。气压焊焊接原理气压焊焊接工艺气压焊焊接缺陷交通强国·铁路先行一、焊前钢轨端面打磨打磨用钢轨端面打磨机打磨待焊轨端面后，用锉刀手工锉平。精锉焊前精锉时，要保证锉削时锉刀面与钢轨端面平行，锉后端面用角尺检查符合要求。铝热焊焊接工艺气压焊焊接工艺气压焊焊接工艺交通强国·铁路先行二、安装压机并对轨安装压机待焊轨装压接机并夹紧后，进行对轨。对轨调整对轨、垫轨直至达到焊接的技术要求，不能强行焊接，以免影响焊接质量。铝热焊焊接工艺气压焊焊接工艺气压焊焊接工艺交通强国·铁路先行三、点火及顶锻点火点火时间应在按要求供给氧、乙炔后，停3～4s点火，不能少于3s或时间过长，以免发生事故。摆动加热器加热，摆动量为15～20mm，摆动频率为每分钟60次左右。顶锻钢轨被加热5分钟后，钢轨表面温度大约在1350℃-1400℃时应开始顶锻。常用三段压力法：预顶阶段，控制压力在8-10MPa；撤压阶段，控制压力在3-5MPa；顶锻阶段，控制压力大于30MPa；铝热焊焊接工艺气压焊焊接工艺气压焊焊接工艺交通强国·铁路先行四、推凸推凸过程利用液压装置带动推凸刀向焊瘤推进，直到将焊瘤推掉。推凸结束在推凸过程中，当压力升至40Mpa时推凸刀仍不能前进推除焊瘤时，应停止推凸，待卸下推凸装置后，人工气割除瘤。铝热焊焊接工艺气压焊焊接工艺气压焊焊接工艺交通强国·铁路先行五、焊缝正火及冷却正火为了提高焊缝强度，焊后应对焊缝正火处理。冷却分为保温冷却和控冷铝热焊焊接工艺气压焊焊接工艺气压焊焊接工艺交通强国·铁路先行六、焊缝打磨与探伤打磨钢轨焊接后，焊缝的钢轨头、底部应按标准用砂轮进行打磨。探伤利用超声波进行探伤铝热焊焊接工艺气压焊焊接工艺气压焊焊接工艺交通强国·铁路先行晶粒粗大光斑光斑也叫光板、白板、白斑，是二个端面没焊合，其断口平滑，用手触摸时无毛刺、不划手。它与灰斑类似，只出现在钢轨焊接的结合面上，光

斑呈灰色，与断口金属基体色泽不同，光斑相当于裂纹埋在焊缝内部，即减少了钢轨的有效面积，又

会产生应力集中，运营使用中光斑以裂纹的形式急剧扩散，极易造成断轨。光斑的产生与钢轨端面打磨不平整、精锉不规范以及端面污染有关；与加热器喷火火焰不正常、局部温度过低有关。气压焊焊接原理气压焊焊接工艺气压焊焊接缺陷交通强国·铁路先行未焊透、过烧未焊透未焊透也叫半焊、假焊，这里的被焊端面只是局部或部分焊合，其断口呈暗灰色、平整，但有毛刺，手触摸时划手，仔细观察毛刺间有平滑的微小白斑，其危害如光斑一样，但超声波很难测出其存在，所以危害性更大。过烧焊接时加热温度过高，引起某

部分金属接近熔化或熔化状态，引起晶界氧化，室温下失去强

度、无塑性、极脆，是无法挽

救的缺陷，其断口呈暗褐色，

为松散的颗粒状组织。气压焊焊接原理气压焊焊接工艺气压焊焊接缺陷交通强国·铁路先行认识通用探伤仪器交通强国·铁路先行一、通用探伤仪硬件结构介绍目二、通用探伤仪界面参数介绍录三、通用探伤仪其他功能介绍交通强国·铁路先行仪器介绍1008型便携式数字超声探伤仪体现了当今最先进的技术.该仪器体积小重量轻,仅1.4Kg。突出特点：最高采样率可达640MHz,测量分辨率0.1mm,最小范围2mm.工作频率0.5MHz-20MHz,灵敏度余量高达64dB.低频更有更佳的信噪比。高亮度、高分辩率(640x480)彩色TFT液晶显示屏，实现最佳的读测结果，国内手持仪器无出其右。带有调节选项的高性能脉冲方波发生器，和探头实现最佳的匹配(可实现无感线圈探头的优良激励),无论是检测高衰减材料还是薄工件均能带来最优的性能。方波发生器电压极性可提供正、负两种，亦可同时提供负方波和负尖脉冲体积小，重量轻，锂电池供电，可连续工作6小时以上。具备LAN网络接口，实现数据的远程传输及仪器控制。当仪器做为方波发生器时，可提供对仪器参数的控制。通用探伤仪CTS-1008通用探伤仪硬件结构介绍通用探伤仪界面参数介绍通用探伤仪其他功能介绍交通强国·铁路先行顶部接口CTS-1008顶部接口CTS-1008顶部接口包括：ENCODER:两维增量型编码器接口，内含RF同步信号及开关信号。LAN:网络接口,用来将仪器连接上网络,配上专用软件可实现对仪器远程控制及通讯等功能。USB:USB、Host接口、可接鼠标、U盘等。DC

IN:仪器直流电源输入接口,提供仪器工作的电源或充电电源，在仪器关机情况下,将随机配送的直流适配器插入仪器DC

IN插座，如果机器内部有电池的话,绿色充电指示灯将亮起，一块电池充电时间约5小时。注意:为保证最好的探伤效果,采用直流适配器可以对仪器充供电,通常在关机时候仪器处于充电状态,此时用户打开仪器从事探伤工作,仪器将自动关闭充电功能,采用直流适配器对仪器供电。RF：模拟射频信号输出接口。输出阻抗50欧。

R\T:探头线接口。通用探伤仪硬件结构介绍通用探伤仪界面参数介绍通用探伤仪其他功能介绍交通强国·铁路先行仪器面板控件仪器面板控件-菜单键,6个菜单键和屏幕里菜单对应,在不同状态下有不同功能。-调节键,和仪器旋钮一样,用来调节仪器参数值大小或选项,主要在单手持机时使用。-设置及检测键：设置键,按此键仪器在任何状态下均进入设置状态。-快捷键.探伤过程中经常使用的参数快捷操作。-电源键及指示灯：仪器充电时，指示灯绿色表示充电状态。-万能旋钮：1008万能旋钮除了左右旋功能外,在垂直方向上可以位移。通用探伤仪硬件结构介绍通用探伤仪界面参数介绍通用探伤仪其他功能介绍交通强国·铁路先行快捷键快捷键通用探伤仪硬件结构介绍通用探伤仪界面参数介绍通用探伤仪其他功能介绍【增益】快捷键,

dB/△dB互相切换.参数大小由旋钮来完成【闸门】快捷键,按住在闸门1和2之间切换，门位、门宽、门高之间的切换向下按万能旋钮键【冻结】快捷键.按此键波形冻结。【范围】快捷键.按此键后通过调节旋钮来完成检测范围设置.【移位】快捷键.按此键后通过调节旋钮来完成移位设置.【存储】快捷键.按此键后仪器进入存储状态.交通强国·铁路先行基础主菜单子菜单下级菜单说明（必会操作部分）发射工作方式探头工作方式，分单、双阻尼探头匹配阻尼,400、80Ω，建议选择400Ω重复频率发射重复频率25～1000Hz，不需要调节频率调节频率调节方式,自动/手动，选择自动方波宽度和电压均可调，25-250V，30ns-1000ns返回返回上级菜单接收频带宽:0.5～20MHz窄:2.0～3.0MHz检波方式正向、负向、双向、射频，选择双向抑制0～99%，建议调成0%。单位探伤结果显示区单位:毫米或微秒，建议选择毫米返回返回上级菜单探头探头形式直/斜/小角度，根据工艺调整晶片晶片频率及尺寸，与探头保持一致K值/角度K值及角度，用标定的K值延时探头和仪器的固定声波延时，用标定数值前沿距离斜探头的入射点至探头最前端的距离返回返回上级菜单显示颜色仪器显示界面的颜色方案，根据个人爱好调整标尺指回波在不同坐标轴上的声程投影值,分水平、深度、声程、普通(照顾模拟器使用者习惯)栅格仪器波形后面的栅格，用户可以粗略的对波形幅度定量，分简单/细致/普通。波形指波形的显示方式，分实心及空心，实心在扫查或仪器在户外使用时，效果明显。亮度显示屏亮度调节，从最暗到最亮，功耗也随之增加返回返回上级菜单区域日期系统年\月\日时间系统小时\分\秒语言中/英文返回..返回上级菜单返回..--------返回▶基础基础菜单通用探伤仪硬件结构介绍通用探伤仪界面参数介绍通用探伤仪其他功能介绍交通强国·铁路先行标定主菜单通用探伤仪硬件结构介绍通用探伤仪界面参数介绍通用探伤仪其他功能介绍子菜单说明（必会操作部分）声速标定材料声速延时标定探头延时K值标定探头K值性能标定仪器性能探头频率标定探头频率返回..返回▶标定标定菜单交通强国·铁路先行参数主菜单通用探伤仪硬件结构介绍通用探伤仪界面参数介绍通用探伤仪其他功能介绍，置子菜单下级菜单说明（必会操作部分）子菜单下级菜单说明（必会操作部分）系统报警声音闸门报警声音开启或关闭，但不能关闭报警灯。闸门2门位闸门2起位。自动幅度设定自动增益范围，一般设置8

0%。门宽闸门2宽度。处理方式显示波形的数据处理方式，分平均、峰值两种一般情况下设置为平均。门高闸门2高度。报警闸门2报警方式进波/失波。测量模式分峰值和前沿两种模式。一般设置为峰值，设前沿时，影响D

A

C曲线使用。开关闸门2的开启或关闭，一般置为关闭。工件材料内置常见材料共3

0种，选择钢。表面补偿表面补偿值。声速与材料对应的声速，请用标定速度。闸门1门位闸门1起位，即门位。工件厚度被检工件厚度,斜探头探伤时计算几次回波次数时需要使用。门宽闸门1宽度，即门宽。门高闸门1高度，即门高。显示波次打开在探伤结果显示区显示波形的几次回波(同闸门配合使用报警闸门1报警方式进波/失波，一般选择进波。开关闸门1的开启或关闭，请置为开启。返回-

-

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-返回▶参数参数菜单交通强国·铁路先行特殊主菜单通用探伤仪硬件结构介绍通用探伤仪界面参数介绍通用探伤仪其他功能介绍子菜单说明（不做强制学习内容，有兴趣自行了解）缺陷测高自动计算焊缝等工件中裂缝的高度曲面修正适用于内、外曲面的检测，根据曲面的直径自动修正缺陷位置的检测结果。(最多到两次)连续存储录像式动态记录，最长时间30分钟。厚度报警最小厚度报警功能,用来检测材料的厚度,提供上下限报警功能成像成像功能返回..返回▶主菜单特殊菜单交通强国·铁路先行功能主菜单通用探伤仪硬件结构介绍通用探伤仪界面参数介绍通用探伤仪其他功能介绍子菜单（不做强制学习内容，有兴趣自行了解）包络包络功能，用来记录变化的缺陷波峰点的轨迹图，从而可以应用于对缺陷的定性分析。DAC距离-波幅曲线AVG距离-波幅-当量曲线AWSD

1

.

1美国钢结构焊接规范API

5

UE美国石油学会缺陷尺寸的定量方法功能菜单交通强国·铁路先行数据主菜单通用探伤仪硬件结构介绍通用探伤仪界面参数介绍通用探伤仪其他功能介绍数据菜单交通强国·铁路先行子菜单说明（必会操作部分）存储数据存储功能，包括探伤报告、参数、连续存储(动态记录)回放可回A扫描、图像扫描、连续存储(动态记录)图片通道一个通道预存一组探伤工艺数据，方便用户使用。全屏参数通用探伤仪硬件结构介绍通用探伤仪界面参数介绍通用探伤仪其他功能介绍全屏参数交通强国·铁路先行其他功能（1）波形扩展自动增益功能打开左图：检测界面下,按【自动增益】功能,仪器将自动将闸门内信号自动增益通用探伤仪硬件结构介绍通用探伤仪界面参数介绍通用探伤仪其他功能介绍提到自动幅度(20%-100%)。波形扩展（图6）：检测界面下,按【波形扩展】,可以将闸门内波形扩展到整个仪器屏幕,方便用户看到整个波形细节。交通强国·铁路先行其他功能（2）彩色报警波峰功能（左图）：用户在探伤过程中,屏幕可能出现几个回波,为免去移动闸门的步骤,我们设置此功能.启用此功能后,闸门将自动在回波间移动。检测界面下,按住【波峰】,闸门将自动寻找幅度20%以上的回波(波峰幅度在全屏参数里可调节)。报警彩色显示功能（右图）：报警彩色显示功能为用户提供一项颜色报警功能,其原理是将闸门报警波形以不同其他波形颜色显示出来，以提醒使用者(如上图)，在全屏参数下,使用旋钮可打开。波峰搜索通用探伤仪硬件结构介绍通用探伤仪界面参数介绍通用探伤仪其他功能介绍交通强国·铁路先行其他功能（3）汉字的录入在检测状态下,如果用户需要存储缺陷波形或存储当前探伤参数，可如下操作：任何状态下,用户按“储存键”即可存储;或按“设置键”-【数据】-【存储】，输入相关信息后,按【保存】保存即可。汉字的录入：在数据处理过程中(存储、调用等),有时需要输入一些特定文字信息(如单位、操作人员等)，此时需要用到输入法，进行文字的录入。本仪器提供五种输入法:拼音输入法、大写字母、小写字母、数字、字符，仪器前面板第2部分调节键上就分布着输入要用的字母和数字.波形存储通用探伤仪硬件结构介绍通用探伤仪界面参数介绍通用探伤仪其他功能介绍交通强国·铁路先行利用单/双/多探头检测轨头焊缝交通强国·铁路先行一、轨头焊缝单探头法目二、轨头焊缝双探头法录三、轨头焊缝多探头法交通强国·铁路先行探头的选用及仪器参数探头的选用根据焊缝探伤需要，采用单晶K2.5探头对焊缝轨头进行探伤，针对在役焊缝和铝热焊焊缝建议使用频率为2.5MHz探头，针对新焊的闪光焊，建议采用频率为4MHz探头。仪器参数设置声程【范围】为“250mm”，【探头】为”斜”探头，【工作方式】为“单”，【前沿】、【延时】、【K值】采用标定值，设定好参数后【保存】，方便以后【调用】。轨头焊缝单探头法轨头焊缝双探头法轨头焊缝多探头法交通强国·铁路先行灵敏度调整试块法将GHT－5试块B区5号横孔反射波调整到满幅度的80％，然后根

据探测面情况进行适当表面耦合补偿(一般为2dB～6dB)，作为探测焊缝轨头部位的探伤灵敏度，扫查灵敏度可适当再提高。现场法在被探焊缝钢轨底角上进行调节，探头横向放置于轨底角上，探头入射点距边10mm左右，找出对边轨底角边回波最高波达到80%，增益15-20dB。轨头焊缝单探头法轨头焊缝双探头法轨头焊缝多探头法交通强国·铁路先行探伤扫查方式（无偏角）扫查路径K2.5探头置轨面上，探头纵向中心距边分别为16

mm、26

mm、36

mm、46

mm、56

mm处，无偏角纵向移动探头，移动区域

为距焊缝中心0～150

mm。一次波扫查本次扫查主要利用一次波检出钢轨焊缝轨头中的缺陷。轨头焊缝单探头法轨头焊缝双探头法轨头焊缝多探头法交通强国·铁路先行主要利用二次波扫查利用轨颚反射波检出焊缝轨头内外侧的缺陷，此方法主要是利用一次波和二次波共同扫查。探伤扫查方式（有偏角扫查）扫查路径K2.5探头置轨面中心线上，以15°偏角纵向移动探头，移动区域为距焊缝中心约100～250mm，扫查次数为焊缝内、外两侧共计4次。轨头焊缝单探头法轨头焊缝双探头法轨头焊缝多探头法交通强国·铁路先行复核扫查需要让探头横向移动、前后移动和扇形扫查来观察可以波形的波高变化和位移量来鉴定该波形是否为伤波。探伤扫查方式（复核扫查）可以波形在前两种方法扫查过程中，由于灵敏度或者探测面影响，仪器屏幕上经常出现，高度不高的可疑波形。轨头焊缝单探头法轨头焊缝双探头法轨头焊缝多探头法交通强国·铁路先行波形显示在荧光屏显示焊筋轮廓波，由于由于各种焊筋厚度的不规则性和灵敏度的不同，产生的回波幅度和位移会有差别。正常回波（焊筋轮廓波）探头位置探测轨头时，因轨头下颚处焊筋凸起，在探头距焊缝中心80

mm左右轨头焊缝单探头法轨头焊缝双探头法轨头焊缝多探头法交通强国·铁路先行焊筋轮廓波的鉴别方法实际操作过程中可用手指沾油按压焊筋处，若波幅随手指压动而变化，则是焊筋轮廓波。拍打法当然可用数据和钢直尺对波形

进行定位，看是否打到焊筋上。数据定位法因焊筋具有对称性，可采用探头向另外一侧偏斜，若在同一位置出现该波形，则证明是焊筋轮廓波。对称旋转法轨头焊缝单探头法轨头焊缝双探头法轨头焊缝多探头法交通强国·铁路先行波形显示荧光屏上会出现缺陷波和焊筋轮廓波同时显示的现象；若缺陷距轨颚较远时，缺陷波和焊筋轮廓波交替显示。缺陷回波出波规律--小缺陷回波路径分析当缺陷直径小于超声束宽度，且缺陷距轨颚较近时，超声束可同时在缺陷和焊筋上产生反射轨头焊缝单探头法轨头焊缝双探头法轨头焊缝多探头法交通强国·铁路先行波形显示使荧光屏上只显示缺陷波，不显示焊筋轮廓波缺陷回波出波规律--大缺陷回波路径分析当缺陷直径大于声束宽度，完全阻挡超声波向前传播轨头焊缝单探头法轨头焊缝双探头法轨头焊缝多探头法交通强国·铁路先行假象波轨颚焊缝边留有焊渣，焊渣与母材粘连后，超声波在焊渣处会产生反射。焊渣回波位移小、波幅低，可通过定位和手摸确认。轨颚焊渣回波探测面不平整、耦合条件差，

有时会在显示屏显示波形微弱，幅度低矮宽大的回波，一般因

探测面或轨鄂粗糙产生。位移不动波他随探头移动，波动幅度不定，时高时低，时有时无，位置不定。识别方法：用手指压轨面探头前方随手指压动而变化。油污波轨头焊缝单探头法轨头焊缝双探头法轨头焊缝多探头法交通强国·铁路先行探头的选用及仪器参数探头的选用建议选取2.5P13x13K1双探头，无论是新焊焊缝验收还是在役焊缝，过大K值会导致声程长，所以一般选择K1；太大的工作频率会导致衰减严重，所以频率选择2.5MHz。仪器参数设置声程【范围】为“100mm”，【探头】为”斜”探头，【工作方式】为“双”，【前沿】、【延时】采用标定值，设定好参数后【保存】，方便以后【调用】。轨头焊缝单探头法轨头焊缝双探头法轨头焊缝多探头法交通强国·铁路先行灵敏度调整试块法将探头放在GHT-1试块轨头两个侧面，移动探头扫查2号孔，使2号孔反射波最高波调到80％，在此基础上增加2-6dB，作为探伤灵敏度，扫查灵敏度可适当再提高。现场法将探头分别置于轨头内外侧侧面，成一发一收﹐直通波高调至80%。增益18-22dB后用作为探测轨头时探伤灵敏度，建议不要在焊缝处调整。轨头焊缝单探头法轨头焊缝双探头法轨头焊缝多探头法交通强国·铁路先行探伤扫宽度和位置的确定以60轨为例，轨头厚度（横向宽度）为T=73，探头折射角为β=45°，探头声束宽度为ｄ=13mm（不计声束扩散性），两次扫查声束有不小于15%的覆盖，则分区数（X）为：取整数为5。入射点和接收点的位置的确定：以60轨为例，为使扫查最有效，发射探头声束中心距离焊缝中心距离YA，接收探头声束中心距离焊缝中心距离YB，可以用下式计算：则：5个发射点YA1=7.3mm、YA2=22mm、YA3=36mm、YA4=51mm、YA5=66mm，5个接收点YB1=66mm、YB2=51mm、YB3=36mm、YB4=22mm、YB5=7.3mm轨头分区示意图轨头焊缝单探头法轨头焊缝双探头法轨头焊缝多探头法交通强国·铁路先行轨头扫查方式具体的扫查手法：两探头同时、反向和同速移动，此时整条焊缝（熔合线）均被扫查。特别注意：闪光焊和气压焊熔合线（焊缝）一般在焊筋中心，

而铝热焊熔合线（焊缝）在焊筋两侧，所以扫查铝

热焊时，注意探头位置变化。因钢轨具有一定高度，扫查时侧面扫查三次，才能保证轨头断面被超声波

覆盖。轨头扫查意图轨头焊缝单探头法轨头焊缝双探头法轨头焊缝多探头法交通强国·铁路先行出波规律波形显示当轨头内有垂直于纵向的片状或者体积状缺陷，A探头发射的超声波经缺陷反射后被B探头接收，扫描线上显示缺陷回波，由于声程相对固定，所以出现伤波位置也固定。正常出波轨头焊缝内无缺陷时，A探头发射的超声波经轨底侧面向前反射，

B探头接收不到回波，荧光屏无任何回波显示。轨头焊缝单探头法轨头焊缝双探头法轨头焊缝多探头法交通强国·铁路先行轨头扫查方式由于双探头法K型探测轨头的实际操作不够简便，目前有时会采用两个6晶片组合探头分别放在轨头两侧，六发六收探头一一对应，实施K型扫查，可对轨头部分断面检查。因每对探头折射角相同，缺陷反射回波声程相近，因此，具有每一对探头回波位置相近的现象。要区别缺陷的部位，可根据手动控制探头或仪器自动显示的方式来完成。多探头K型探伤的探测范围、灵敏度调节可参考双探头K型探伤方法。轨头扫查意图345

1

6

26543

1

2轨头焊缝单探头法轨头焊缝双探头法轨头焊缝多探头法交通强国·铁路先行伤损判废标准判伤标准：1）≥φ3长横孔当量。2）焊缝中

存在平面状缺陷。3）缺陷当量比规定的缺陷当量小，但差值在3dB内，且延伸长度大于6mm。以上三种情况，钢轨均可判定重伤（判废），体积性缺陷有波形但未达到1）、3）标准，且与判废标准值相差不超过6dB时，可判轻伤。注意：判伤时，应注意对伤损性质的判别，平面状的缺陷对钢轨危害性大于体积状，判伤更为严格，现场中一般铝热焊体积型缺陷居多，闪光焊和气压焊平面状缺陷居多，但是伤损确切的性质还应该仔细辨别，不可臆测。轨头焊缝单探头法轨头焊缝双探头法轨头焊缝多探头法交通强国·铁路先行利用单/双/多探头检测轨腰焊缝交通强国·铁路先行一、轨腰焊缝单探头法目二、轨腰焊缝双探头法录三、轨腰焊缝多探头法交通强国·铁路先行直探头检测轨腰--探头与参数探头的选用针对在役焊缝和铝热焊焊缝建议使用频率为2.5MHz探头。

采用单晶片直探头，对焊缝缺陷进行检测，此法主要探测的范围为轨腰投影范围内的水平型和体积状缺陷。仪器参数设置声程【范围】为“200mm”，【探头】为”直”探头，【工作方式】为“单”，【前沿】为0、【K值】为0，【延时】采用标定值，设定好参数后【保存】，方便以后【调用】。轨腰焊缝单探头法轨腰焊缝双探头法轨腰焊缝多探头法交通强国·铁路先行直探头检测轨腰--灵敏度调整试块法将GHT－5试块A区7号横孔反射波调整到满幅度的80％，然后根

据探测面情况进行适当表面耦合补偿(一般为2dB～6dB)，作为探测焊缝轨头部位的探伤灵敏度，扫查灵敏度可适当再提高。现场法将直探头置于钢轨母材轨面中心，将一次底面回波波高调至

80%，增益22的dB后作为0°探伤灵敏度，此法主要探测的范

围为轨腰投影范围内的水平型和体积状缺陷。（穿透法另调）轨腰焊缝单探头法轨腰焊缝双探头法轨腰焊缝多探头法交通强国·铁路先行直探头检测轨腰--扫查方式纵向扫查直探头置于轨面纵向中部，距焊缝中心两边各50

mm的区域内（实际操作中可以范围再稍大些，因为有时钢轨母材原有制造缺陷，在高温的作用下，轨腰可能出现水平裂纹，建议为200mm）横向扫查实际生产中铝热焊有焊筋突出量的区域，有时焊筋中伴有水平裂纹所以需要尽量将直探头在焊筋处做一定范围的横向移动。轨腰焊缝单探头法轨腰焊缝双探头法轨腰焊缝多探头法交通强国·铁路先行直探头检测轨腰--正常回波底波直探头在焊缝探伤中，焊缝中无缺陷时，荧光屏除始波外，同时还会显示轨底反射回波底波后移由于铝热焊筋凸出轨底，直探头在焊缝上时，轨底波出波位置会稍微向后移动。轨腰焊缝单探头法轨腰焊缝双探头法轨腰焊缝多探头法交通强国·铁路先行直探头检测轨腰----焊缝中有平面状的小缺陷出波规律路径分析因缺陷较小，部分声束受缺陷阻挡，另有部分声束仍然在轨底面上反射。波形显示由于铝热焊筋凸出轨底，直探头在焊缝上时，轨底波出波位置会稍微向后移动。轨腰焊缝单探头法轨腰焊缝双探头法轨腰焊缝多探头法交通强国·铁路先行直探头检测轨腰----焊缝中有较大平面状的缺陷出波规律路径分析因缺陷较大，声束被缺陷阻挡，无超声波打到轨底。波形显示会发生轨底波消失，只有缺陷波显示的现象轨腰焊缝单探头法轨腰焊缝双探头法轨腰焊缝多探头法交通强国·铁路先行直探头检测轨腰----粗晶、缩松出波规律路径分析当铝热焊焊缝中有粗晶、缩松等缺陷时，超声波发生散射，少量甚至没有超声波穿过缺陷波形显示会发生轨底波下降或消失的现象轨腰焊缝单探头法轨腰焊缝双探头法轨腰焊缝多探头法交通强国·铁路先行直探头检测轨腰----倾斜性片状缺陷出波规律路径分析波形显示会发生轨底波下降或消失的现象轨腰焊缝单探头法轨腰焊缝双探头法轨腰焊缝多探头法交通强国·铁路先行直探头检测轨腰--假象波探头偏斜出轨腰投影区、耦合条件不好、踏面剥落掉块和轨底焊筋不平等原因均可造成底波消失，请勿判别粗晶和疏松条件。底波消失因钢轨轨腰狭窄，超声波在钢轨

侧壁反射，发生波型转换和路程

增加，造成底波后面产生迟到波。底波迟到波当灵敏度较高，探头一部分发散声束打到轨头下颚，产生颚部回波，可适当降低3dB方式，观察波形变化，加以区别。颚部反射波轨腰焊缝单探头法轨腰焊缝双探头法轨腰焊缝多探头法交通强国·铁路先行斜探头检测轨腰--探头与参数探头的选用选用2.5P13x13K1的探头，针对在役焊缝和铝热焊焊缝建议使用频率为2.5MHz探头。利用斜探头反射式探伤法，检出焊缝及热影响区中斜裂纹和体积型缺陷进行检测。仪器参数设置声程【范围】为“300mm”，【探头】为”斜”探头，【工作方式】为“单”，【前沿】、【延时】、【K值】采用标定值，设定好参数后【保存】，方便以后【调用】。轨腰焊缝单探头法轨腰焊缝双探头法轨腰焊缝多探头法交通强国·铁路先行斜探头检测轨腰--灵敏度调整试块法将GHT－5试块B区8号横孔反射波调整到满幅度的80％，然后根

据探测面情况进行适当表面耦合补偿(一般为2dB～6dB)，作为探测焊缝轨头部位的探伤灵敏度。现场法将探头横向置于轨头轨面，探测轨头下颚一次棱角，棱角回波波高调至80%。增益28-34dB后作为K1探测轨腰的探伤灵敏度。轨腰焊缝单探头法轨腰焊缝双探头法轨腰焊缝多探头法交通强国·铁路先行斜探头检测轨腰--扫查方式超声波路径采用单晶片K1斜探头，斜探头置于轨面纵向中部，利用斜探头反射式探伤法，检出焊缝及热影响区中斜裂纹和体积型缺陷进行检测。扫查路径距焊缝中心两边各400

mm的区域内，纵向缓慢移动探头进行扫查。轨腰焊缝单探头法轨腰焊缝双探头法轨腰焊缝多探头法交通强国·铁路先行斜探头检测轨腰--正常回波（焊筋波）超声波路径探测轨腰时，因轨底处焊筋凸起，在探头距焊缝中心170

mm左右波形显示在荧光屏显示轨底焊筋轮廓波。其它形式焊缝（气压焊和接触焊），轨底也存在不同厚度的焊筋，由于各种焊筋厚度的不规则性和灵敏度的不同，产生的回波幅度和位移会有差别。轨腰焊缝单探头法轨腰焊缝双探头法轨腰焊缝多探头法交通强国·铁路先行斜探头检测轨腰--焊筋波识别用手拍打可用手指沾油按压焊筋处，若波幅随手指压动而变化，则是焊筋轮廓波。波形跳跃当然也可用数据和钢直尺对波形进行定位，看是否打到焊筋上。轨腰焊缝单探头法轨腰焊缝双探头法轨腰焊缝多探头法交通强国·铁路先行斜探头检测轨腰----缺陷回波出波规律斜裂纹当裂纹方向同入射波方向垂直，产生回波，回波显示越靠后则裂纹距轨面越深；回波位移越大，一般裂纹越长。体积缺陷钢轨中存在体积型缺陷时，探头从两个方向都能发现该伤损。轨腰焊缝单探头法轨腰焊缝双探头法轨腰焊缝多探头法交通强国·铁路先行斜探头检测轨腰--假象波因探伤灵敏度高，而产生年炉号回波导致的误判。炉号回波老杂轨区段或隧道、道口内，因轨底严重锈蚀产生回波也要注意识别。轨底锈蚀轨底磨损的台阶边产生回波也要注意识别。台阶轨腰焊缝单探头法轨腰焊缝双探头法轨腰焊缝多探头法交通强国·铁路先行探头的选用及仪器参数探头的选用串列式扫查架，配备2.5P13*13K0.8探头两个，两探头可以相对或者相向移动。仪器参数设置声程【范围】为“300mm”，【探头】为”斜”探头，【工作方式】为“双”，【前沿】、【延时】采用标定值，设定好参数后【保存】，方便以后【调用】。轨腰焊缝单探头法轨腰焊缝双探头法轨腰焊缝多探头法交通强国·铁路先行灵敏度调整试块法将扫查架放在GHT—1试块顶面，将扫查架0点对准距a面70mm处，转动扫查旋钮，找到4号孔反射波最高波调到80％，在此基础上增加2-6dB，作为探伤灵敏度。现场法将探头纵向置于轨头轨面成V型探伤形式，两探头入射点相距两倍轨高，回波波高调至80%，增益30-34dB后，用做双K1串列试探伤时的探伤灵敏度。轨腰焊缝单探头法轨腰焊缝双探头法轨腰焊缝多探头法交通强国·铁路先行扫查与判伤0扫查架始波将探头标尺0刻度对其焊缝熔合线，注意：闪光焊和气压焊熔合线在焊筋中心，铝热焊熔合线在焊筋两侧，扫查架防止居中，不要偏斜，缓慢转动调节旋钮，注意观察仪器屏幕。伤损定位：读取发射探头刻标对应的标尺读数L，在扫查架0点处垂直向下量取L。轨腰焊缝单探头法轨腰焊缝双探头法轨腰焊缝多探头法交通强国·铁路先行轨腰扫查方式1

2

3 4

5

6 6

5

4

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1轨腰扫查意图轨腰焊缝探伤采用两个6晶片组合探头放在轨顶面中心，实施串列式扫查，可完成轨腰部分探伤。该方法与前面介绍的轨腰串列式探伤方法原理相同，只是使用多组探头完成轨腰焊缝缺陷检测，优点是不需要移动探头，缺点是扫查密度不高。轨腰焊缝单探头法轨腰焊缝双探头法轨腰焊缝多探头法交通强国·铁路先行伤损判废标准判废标准：1）当量判废：直探头检测，≥φ5长横孔当量或者底波比正常焊缝底波低16dB及以上。2）当量判废：斜探头检测，≥φ3长横孔当量。3）焊缝中存在平面状缺陷。4）缺陷当量比规定的缺陷当量小，但差值在3dB内，且延伸长度

大于6mm。以上四种情况，钢轨均可判定重伤（判废），体积

性缺陷有波形但未达到1）、2）、4）标准，且与判废标准值相差不超过6dB时，可判轻伤。注意：判伤时，应注意对伤损性质的判别，平面状的缺陷对钢轨危害性大于体积状，判伤更为严格，现场中一般铝热焊体积型缺陷居多，闪光焊和气压焊平面状缺陷居多，但是伤损确切的性质还应该仔细辨别，不可臆测。轨头焊缝单探头法轨头焊缝双探头法轨头焊缝多探头法交通强国·铁路先行利用单/双/多探头检测轨底焊缝交通强国·铁路先行一、轨底焊缝单探头法目二、轨底焊缝双探头法录三、轨底焊缝多探头法交通强国·铁路先行探头的选用及仪器参数探头的选用采用大角度斜探头---K2.5,探头的尺寸小些，如9*9mm,选择短前沿探头,针对在役焊缝和铝热焊焊缝建议使用频率为

2.5MHz探头。仪器参数设置声程【范围】为“150mm”，【探头】为”斜”探头，【工作方式】为“单”，【前沿】、【延时】、【K值】采用标定值，设定好参数后【保存】，方便以后【调用】。轨底焊缝单探头法轨底焊缝双探头法轨底焊缝多探头法交通强国·铁路先行灵敏度调整试块法将GHT－5试块C区2号竖孔反射波调整到满幅度的80％，然后根

据探测面情况进行适当表面耦合补偿(一般为2dB～6dB)，作为探测焊缝轨底部位的探伤灵敏度，扫查灵敏度可适当再提高。现场法在被探焊缝钢轨底角上进行调节，探头横向放置于轨底角上，探头入射点距边10mm左右，找出对边轨底角边回波最高波达到80%，增益15dB。轨底焊缝单探头法轨底焊缝双探头法轨底焊缝多探头法交通强国·铁路先行轨底角分区6区法为确保轨底角得到全面扫查，又将轨底角划分6个探测区，具体方法：从轨底角边侧从外向内，每隔10mm作为一个区。4区法目前有一些铁路局采用从外向内每隔15mm作为一个区，一共分成4个区域，本PPT接下来讲解采用6挡分区法。轨底焊缝单探头法轨底焊缝双探头法轨底焊缝多探头法交通强国·铁路先行探伤扫查方式（1）走位距离与波次不同走位距离，扫查不同位置，利用二次波探测焊缝上半部分，一、三次波探测焊缝下半部分。探头位置与偏角将探头放置在不同的位置，做不同的偏角，扫查不同的区域。轨底焊缝单探头法轨底焊缝双探头法轨底焊缝多探头法交通强