钢轨基地闪光焊接接头落锤及冲击性能检测

为保障焊接接头整体质量，焊接生产过程中对焊头的检测必不可少，接下来我们将通过几期内容来看一下基地闪光焊接接头的理化性能检测，今天我们先一起来看看焊接接头的冲击性能，冲击性能一般有落锤冲击和夏比摆锤式冲击两种检测。󠄐󠄹󠅀󠄪󠄣󠄞󠄡󠄤󠄩󠄞󠄢󠄤󠄣󠄞󠄡󠄠󠄤󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠇘󠆭󠆘󠇙󠆝󠅵󠇗󠆭󠆁󠄐󠇗󠅹󠅸󠇖󠆍󠅳󠇖󠅹󠅰󠇖󠆌󠅹󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮

一、落锤试验

落锤除了可以兼顾原材料的测试，也可以评估焊接接头的结构稳定性，落锤试验机采用稳固的框架结构（图1所示），通过提升锤头达到规定高度（一般高度达一到两层楼高，约3~6m）后，然后以自由落体运动冲击放置在底部试样平台上的焊接接头试样，如果经过相应频次的冲击后钢轨不断，则说明钢轨的抗冲击性能满足要求。为了保证落锤试验的规范，一般对落锤机、试件、试验及结果判定进行了相关要求，具体如下：

1 落锤机要求

1.1 锤头：质量为1 000 kg±5 kg，底面的圆弧半径为100 mm（半径大于300 mm时停用），硬度为300 HBW10/3000～350 HBW10/3000。

1.2 基础：不设弹簧的刚性基础。铁砧质量不少于10 000kg。支座应防止试样侧翻，支座圆弧半径为100 mm（半径大于300 mm时停用）。两支座中心线间距为1 000⁺₀¹⁰。支座表面硬度不低于350 HBW10/3000。

1.3 机架：机架稳固，导轨不倾斜、有有效的安全防护设施。󠄐󠄹󠅀󠄪󠄣󠄞󠄡󠄤󠄩󠄞󠄢󠄤󠄣󠄞󠄡󠄠󠄤󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠇘󠆭󠆘󠇙󠆝󠅵󠇗󠆭󠆁󠄐󠇗󠅹󠅸󠇖󠆍󠅳󠇖󠅹󠅰󠇖󠆌󠅹󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮

2 焊接接头试件要求

2.1 试件应是合格产品：平直度和表面质量应满足标准规定、试件应进行超声波探伤检查并使用探伤检查合格的试件。

2.2 试件长度为1.2 m～1.6 m，焊缝中心位于试件中央，两端锯切加工。平放在试验机两支座上，支距1 m，焊缝居中。󠄐󠄹󠅀󠄪󠄣󠄞󠄡󠄤󠄩󠄞󠄢󠄤󠄣󠄞󠄡󠄠󠄤󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠇘󠆭󠆘󠇙󠆝󠅵󠇗󠆭󠆁󠄐󠇗󠅹󠅸󠇖󠆍󠅳󠇖󠅹󠅰󠇖󠆌󠅹󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮

2.3 试件温度10 ℃～50 ℃。试验环境温度低于10 ℃时，试件温度应接近50 ℃。󠄐󠄹󠅀󠄪󠄣󠄞󠄡󠄤󠄩󠄞󠄢󠄤󠄣󠄞󠄡󠄠󠄤󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠇘󠆭󠆘󠇙󠆝󠅵󠇗󠆭󠆁󠄐󠇗󠅹󠅸󠇖󠆍󠅳󠇖󠅹󠅰󠇖󠆌󠅹󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮

3 落锤试验过程及结果判定

3.1 试验过程：首先采用远程遥控将锤头提升至刚好能放入焊接接头试件的高度，放置坚固横担在锤头底部防止意外滑落，然后推入焊接接头试件，使其焊缝居中平放在试验机支座上，最后取下横担，关闭防护门，在安全区域内控制锤头上升至规定高度后自然下落，使锤头冲击试件。

3.2 试验结果判定：在规定高度下锤头自由下落冲击试件1次或2次后试件不断即为合格（h—落锤高度），如表1所示。󠄐󠄹󠅀󠄪󠄣󠄞󠄡󠄤󠄩󠄞󠄢󠄤󠄣󠄞󠄡󠄠󠄤󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠇘󠆭󠆘󠇙󠆝󠅵󠇗󠆭󠆁󠄐󠇗󠅹󠅸󠇖󠆍󠅳󠇖󠅹󠅰󠇖󠆌󠅹󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮

表1 钢轨闪光焊接接头落锤试验结果要求

二、夏比摆锤冲击试验

夏比摆锤式冲击试验主要用于评估金属材料抗缺口敏感性（韧性）的试验，简单来说就是将规定几何形状的缺口试样放置在试验机的两支座之间，缺口背向打击面放置，将摆锤升高至一定高度，然后自由落下，摆锤一次冲击打断试样，摆锤还会运动到一定高度，通过高度差换算测定试样的吸收能量大小，为了保证冲击试验的规范，一般对摆锤冲击试验机、试样、试验及结果判定进行了相关要求，具体如下：

1 摆锤冲击试验机

1.1 冲击试验机必须是经过校准合格的。

1.2 摆锤的锤刃边缘曲率半径应为2mm或8mm两者之一，锤刃边缘曲率半径大小的选择应满足相应试件的冲击技术要求，固定闪光焊接接头冲击试验时摆锤采用的曲率半径为2mm的锤刃进行试验。󠄐󠄹󠅀󠄪󠄣󠄞󠄡󠄤󠄩󠄞󠄢󠄤󠄣󠄞󠄡󠄠󠄤󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠇘󠆭󠆘󠇙󠆝󠅵󠇗󠆭󠆁󠄐󠇗󠅹󠅸󠇖󠆍󠅳󠇖󠅹󠅰󠇖󠆌󠅹󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮

2 焊接接头试样

2.1 取样位置和数量：焊接接头冲击试验的取样位置应满足相应的标准要求，取样数量一共14个、其中轨头4个、轨腰4个、轨底4个、轨底脚2个，具体的取样位置及试样编号如图3所示。

2.2 试件的制作要求：冲击试样加工尺寸及试验方法按GB/T 2650—2008和GB/T 229—2007规定执行，摆锤冲击的试样主要采用V型和U型缺口，缺口的选择应当依据相应的技术要求，闪光焊接接头冲击试样选用的U型缺口，缺口位置应在焊缝中心位置如图4所示。

2.3 试件温度：闪光焊接头冲击试样采用常温条件下进行试验。

3 夏比摆锤冲击试验过程及结果判定

3.1 试验过程：试验前将试件按序号依次排列，将试验机角度及能量复位归零，点击“扬摆”将摆锤扬起，使用专用夹钳将试件平稳放入试验机支座上，使缺口位于两支座中间，缺口背部受冲击，然后点击“退销”使摆锤自然下落冲击试样，此时试验机显示该试样冲击吸收能量数值，最后记录该数值，重复以上步骤完成剩余的冲击试验。

3.2 结果判定：闪光焊接接头的冲击吸收能量结果用“KU2”表示以“J”为单位，在对14个冲击试样完成冲击试验后记录其相应的冲击吸收能量，最后计算14个试样的吸收能量算术平均值即为最终结果，闪光焊接接头的KU2平均值大于等于6.5J即为合格。具体的合格判定标准如如表2所示（KU2—冲击吸收能量值）󠄐󠄹󠅀󠄪󠄣󠄞󠄡󠄤󠄩󠄞󠄢󠄤󠄣󠄞󠄡󠄠󠄤󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠇘󠆭󠆘󠇙󠆝󠅵󠇗󠆭󠆁󠄐󠇗󠅹󠅸󠇖󠆍󠅳󠇖󠅹󠅰󠇖󠆌󠅹󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮

表2 钢轨闪光焊接接头冲击试验结果要求