鋼軌交流閃光焊液橋爆破演化行為

楊博，鄧佳榮，劉新，呂其兵

(西南交通大學,材料科學與工程學院,成都,610031)

0 序言

在世界各地的鐵路運輸系統中，無縫鋼軌正在取代螺栓連接的鋼軌接頭，閃光對焊技術廣泛用于無縫線路的焊接，尤其是高速鐵路[1].在鋼軌閃光焊接過程中容易出現諸如未焊合、灰斑和疏松等焊接缺陷[2-4]，因此研究閃光焊接過程對于優化與開發閃光焊接工藝，形成更好的加熱溫度場和高溫金屬保護，從而提升焊接接頭質量有重要意義.

現在的鋼軌閃光焊工藝，大多是在成熟的工藝基礎上通過大量試驗得到的.為了讓工藝調試更加科學，需要更加深入地研究鋼軌閃光焊接過程.目前，鋼軌閃光焊焊接工藝主要有連續閃光焊、預熱閃光焊、脈動閃光焊以及脈沖電流閃光焊技術.總體上，可以把鋼軌閃光焊焊接工藝過程分為3個階段：

(1)溫度場累積階段，在鋼軌兩端形成均勻且梯度合適的溫度場.

(2)端面平整階段，利用閃光盡可能地使端面平整，并清理端面.

(3)頂鍛推瘤階段.

液橋爆破是前兩個階段最重要的影響因素.鋼軌閃光焊接過程中鋼軌端面溫度場的形成，端面金屬的保護，端面金屬的燒化，以及端面狀態的改變都是由液橋爆破來完成.因此研究液橋爆破至關重要.而對閃光過程的研究，有理論方法、數值模擬方法和以高速攝影技術為主的試驗方法.

高速攝影技術被廣泛用于觀測焊接過程中的焊縫成形、焊接電弧[5]、熔池流動和熔滴過渡[6]等.現階段對鋼軌閃光焊的數值模擬研究中，有通過“生死單元”來模擬鋼軌的物質燒損[7]；……