【工务】钢轨闪光焊灰斑缺陷简介

闪光焊因焊接设备功率大，焊接效率高，质量稳定，无缝线路90%以上的焊接接头都是通过闪光焊焊接，闪光焊过程中可能会产生各种内部缺陷，灰斑属于最突出、最常见的缺陷。

01

灰斑

存在于闪光焊焊缝断口中局部光滑的区域，与周围金属有明显界限，是一种面积型缺陷。

02

灰斑的形貌

常见于轨底焊缝或轨腰焊缝，轨头焊缝处也偶有出现，色泽与焊缝断口金属不同，通过断口肉眼可见，形状不规则，常见的有长圆形和长条形，其中长条形的原貌仍是圆形，只是由于顶锻挤压所致。

03

灰斑缺陷产生的原因

一般认为，灰斑源于火坑残留物。闪光焊的本质是液态金属过梁的爆破，爆破后过梁的两端各留下一个圆形的坑，称为火坑。如果将闪光中断，就可以见到在待焊钢轨端面留下密密麻麻大小对称的火坑。绝大多数灰斑缺陷都伴随着硅、锰夹杂物，硅、锰元素来自于母材，硅酸盐类非金属夹杂物是由闪光焊接过程产生。如果焊接工艺不当，母材中的硅锰元素会与侵入空气中的氧反应生成硅酸盐，并在焊缝处聚集，若顶锻过程不能将其完全挤出而残留在坑内，从而形成灰斑。

对灰斑非金属点状夹杂物进行成分分析，发现主要成分为Si、Mn、O元素，基体元素是硅酸盐类夹杂。灰斑是在闪光焊接过程中产生，一旦形成，无法采用焊后热处理或其它方式进行改善或消除。

04

灰斑的检测及判定

在进行落锤试验和静弯试验时就能发现灰斑缺陷，根据铁标TB/T 1632-2014对灰斑缺陷大小进行判定。当焊缝区存在灰斑缺陷时，就会破坏材料本身的连续性，可能会成为裂纹源，在应力的作用下逐渐扩展，形成核伤，直至钢轨接头断裂。优秀的焊接工艺能够很好的控制灰斑缺陷，但并不能完全消除。部分灰斑可通过超声波探伤或表面探伤发现。

05

灰斑缺陷的预防措施

（1）优化焊接工艺参数。试验表明，合理的焊接工艺参数能有效控制灰斑。焊接温度场的构建、烧化位移量、电压、电流、烧化速度等是影响灰斑的重要参数。顶锻不是生成灰斑的原始因素，但也是减少灰斑的重要措施。

（2）控制钢轨母材成分均匀性和夹杂物含量。灰斑的生成除与焊接工艺有关外，还取决于钢轨母材。钢轨母材成分的偏析和夹杂物对灰斑也有很大影响。

整理：赵晨辉

封面：陈奕含

排版：钱明霞

审核：阎晓倩

​

复制搜一搜分享收藏划线

人划复制

搜一搜分享收藏划线

人划线