钢轨闪光接触焊接头为什么会产生灰斑、未焊透和过烧？

臭屁烊

钢轨闪光接触焊接头为什么会产生灰斑、未焊透和过烧？

钢轨闪光接触焊是焊轨基地常用的焊接方法，生产效率高，质量相对稳定。但在实际生产中，焊接接头仍会出现各类缺陷。这些缺陷分为内部缺陷和外部缺陷两类：内部缺陷肉眼看不到，必须通过落锤、超声波探伤等手段才能发现；外部缺陷肉眼可见，主要与操作是否认真负责有关。下面围绕几类典型缺陷，梳理其产生原因和预防思路。

一、灰斑：闪光焊特有的内部缺陷

灰斑是钢轨闪光接触焊工艺中一种特有缺陷，也是焊缝中出现最多的缺陷。它的形成主要有两个来源：一是焊接过程中熔化的液态金属过梁爆破，形成大的火坑，顶锻时来不及闭合；二是某些杂质元素氧化后没有被挤出。

灰斑的存在使钢轨成为非连续均匀介质，各种力学指标下降。落锤试验表明，灰斑多处在钢轨轨底脚和三角区，位置离轨底越近或在轨底脚上，危害越大。其中最严重的是露头灰斑，往往是焊接接头断裂的裂纹源。

灰斑不能完全消除。以GASS80/580焊机为例，通过调整加热阶段的温度场，使烧化阶段各参数相互匹配，增加顶锻过程中的前端挤出量，尽可能将过梁爆破的火坑挤出钢轨轮廓线外，才能降低灰斑的产生几率。

二、夹渣与未焊透：容易混淆的两种缺陷

夹渣的形成，是焊接过程中形成的高熔点氧化物在顶锻时没有从焊缝中挤出；另外，钢轨本身存在非金属夹杂物时，焊接过程中也容易出现夹渣。预防上，烧化过程尽量保持稳定、减少氧化，再采用合适的顶锻力和顶锻速度，能减少夹渣产生。

未焊透是指钢轨母材之间未能完全结合的部分，是一种很危险的缺陷。从焊缝横断面看，它与灰斑没有明显区别，都呈现平面状，但二者成因不同。未焊透产生的原因主要有：顶锻前钢轨加热不够或温度场过窄；顶锻力不够或顶锻量过小；钢轨在顶锻时未夹紧、打滑；顶锻速度太低或带电顶锻时间过小。控制措施是增加顶锻压力和带电顶锻时间，调整送进速度。

三、过热与过烧：能否补救是关键区别

焊接时钢轨加热温度过高，或在高温下加热时间过长，加热温度不均匀，造成局部过热，致使奥氏体晶粒长大，形成过热。过热缺陷是可以消除的，通过后面的正火工位，采用适当的正火工艺对焊头进行热处理，使粗大晶粒细化，增强焊缝强度。

过烧则是加热温度过高，晶粒急剧长大，晶粒边界熔化，属于体积型缺陷。过烧基本在轨底角出现，轻度过烧呈细小黑灰斑点，重度过烧呈黑色蜂窝状组织。产生过烧的焊缝无法补救，只能报废，锯掉重焊。

四、外部缺陷：人为因素占主导

焊接接头的外部缺陷，除了和母材、设备有关，主要还是人为因素造成。错边多因待焊钢轨端面几何尺寸偏差较大、钢轨扭曲变形或端面不对称，或焊机对中装置出现偏差，操作人员在选配轨和焊接时未能协调配合。错边超标时，不允许使用超范围打磨或矫直的方法纠正。

局部亏损或凹坑，常见于手提砂轮机打磨时局部打磨量过大，或推凸刀没有调好，推凸过程中使钢轨伤损，或推凸过程中将焊渣挤入热态接头，随后打磨时焊渣脱落。表面裂纹方面，除未焊透和露头灰斑造成的焊缝裂纹外，推凸焊筋和热影响区也会出现微裂纹，可通过增大推凸余量、增加打磨厚度来消除多数微裂纹。电击伤出现在钢轨和电极接触部位，因接触不良导致点接触局部淬火，产生脆而硬的马氏体组织，使静弯、落锤检验不能达标，疲劳性能同样恶化。已造成电击伤的钢轨可根据情况实施补救，但缺陷严重者主要指轨底表面电击伤，不得放过。

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参考资料：浅析钢轨闪光接触焊接缺陷的产生及预防

引用依据：
《浅析钢轨闪光接触焊接缺陷的产生及预防》

资料使用说明：本文依据已抽取铁路专业原始文本整理，仅供学习参考。涉及规章、技术参数和作业要求时，请以现行有效文件为准。

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