钢轨铝热焊接过程的数值模拟及工艺优化

摘要：

采用三维软件建立铝热焊接浇注模型,对钢液的充型和凝固过程进行数值模拟,研究了在铝热焊接钢液充型过程的流场和凝固过程的凝固场;基于模拟结果,对焊接工艺进行调整和优化,并进行了试验验证.结果表明,数值模拟可以直观地描述铝热焊接过程中钢液充型和凝固阶段的流场、温度场分布,并能进行缺陷预测;焊缝轨腰中部为最后凝固区域,易在收缩应力的作用下产生缺陷;优化方案为通过减小轨腰焊筋的尺寸同时加大内浇口尺寸来缩短轨腰金属的凝固时间;优化后轨腰中部无独立凝固孤岛存在,可以避免轨腰中部缺陷的产生;焊接试验与模拟结果一致.

关键词：钢轨;铝热焊接;数值模拟;工艺优化;充型;凝固

所属期刊栏目：61

分类号：U213.9+2(铁路线路工程)

资助基金：中国铁道科学研究院集团有限公司基金2052XC0301

在线出版日期：2021-09-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共4页

页码：110-113