作者: F. Delcroix, T. Descamps & Dr. L. Winiar

钢轨铝热焊接4.0的推进

【介绍】

研发满足铁路需求的铝热焊接产品,主要考虑的因素有钢轨的机械性能、轨道维护成本以及安全性能。

多年来,Pandrol致力于研发新的技术方案,提高铝热焊接接头的机械性能,特别是在重载铁路。Pandrol铝热焊接研发部门采用快速数字化,快速原型制作和数字仿真技术等高科技技术,来分析焊接缺陷产生的原因,从而降低缺陷产生的几率。

【调查与分析】

现场初步判断,以下焊头的缺陷是由于预热工艺和砂模设计原因形成。 Pandrol进行多项检测来验证这个判定。检测结果表明,除了收缩以外,预热过度同样会造成缺陷的产生。

对焊头进行检测后,运用数字仿真技术,更好地理解铝热焊缺陷形成的原因。这项技术帮助研发部门认识到焊接过程中发生的复杂物理现象。

新的Pandrol预热控制器可以对预热过程进行精确控制。由于使用了数字仿真技术和预热控制器对预热工艺的精确控制,证明现场推断是正确的,通过重复试验可以复制出缺陷。

【开发解决方案】

根据这些结果,Pandrol专家得出结论,需要对砂模进行形状改进(设计浇注坡度),并优化焊接工艺防止此类缺陷的产生。

数字仿真技术使Pandrol在原型设计阶段的耗时缩短,减少了研发和试验时间。此外,它还提供了优化各种浇注参数的可能性,包括焊筋的形状,温度,冷却以及预热(通过使用预热控制器来完成)。与其他测量器具不同,Pandrol的预热控制器可监控焊接现场的各种环境影响因素,包括气体质量,环境温度和海拔高度。这个创新型新技术使得砂模的几何形状和焊缝的预热得以优化,使焊头获得最好的机械性能。所有的焊后检测(包括超声波探伤检测,静弯检测和疲劳检测等)都验证了这一结果。

【结论】

由于使用了新技术,大大减少了线路上的缺陷焊头的数量(如下图所示)。由于持续的改进和创新,Pandrol凭借其一流的产品质量稳居钢轨铝热焊领域全球领导者的坐席。