钢轨线上铝热焊新技术与新设备研究

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1、国内图书分类号：TG453+．9；TG451+．1国际图书分类号：621西南交通大学研究生学位论文密级：公开年姓专二零一四年五月ClassifiedIndex：TG453+．9：TG451+．1U．D．C：621SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisResearchofNewTechnology&NewEquipmentofThermitWeldingGrade：201lCandidate：JiangJunzhiAcademicDegreeAppliedfor：MasterDegreeSpeciality：MaterialsSc

2、ienceandEngineeringSupervisor：Prof．DaiHongMay．2014西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1．保密口，在年解密后适用本授权书；2．不保利使用本授权书。(请在以上方框内打“妒)学位论文作者签名：≥歹缫。日期：zof够S．r{I指导老师签名：玄参勿

3、日期：如缏f．“

4、西南交通大学硕士学位论文主要工作(贡献)声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：1．采用ANSYSWorkbench有限元数值模拟软件建立了小试样铝热焊及钢轨铝热焊的仿真模型，对不同缝宽的铝热焊工艺进行了焊接过程的温度场数值模拟，并结合实验结果对模拟结果进行了分析。2．根据钢轨铝热加压焊实验原理，对小试样铝热加压焊实验装置进行了多种方案设计，采用正交试验方案进行了铝热加压焊实验，并对实验结果进行了总结和分析。3．采用三维仿真设计软件，完成了钢轨铝热加压焊设备的主要机械结构原理设计，以及钢轨铝热加压焊设备的液压系统、PLC控制系统设计。本人郑重声明：所呈交的学位论文，的成果。

5、除文中已经注明引用的内容外，是在导师指导下独立进行研究工作所得本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明。本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。学位论文作者签名：；z侵志、日期：Lol峰f．f{l摘要随着铁路现代化建设的快速发展，特别是无缝线路以及高速重载运输技术的发展，钢轨焊接技术在我国铁路建设中正扮演着越来越重要的角色。铝热焊作为无缝线路轨道接头现场焊接的焊接方法之一，在无缝线路铺设线路锁定、道岔连接作业及断轨复焊作业中有着广泛的运用。但其接头质量的影响因素较多，并较闪光焊、气压焊等钢

6、轨焊接方法的质量差距较大，断头率高，因此研究提升铝热焊接头性能质量，特别是从根本上改善铝热焊接头组织性能来提升焊接质量的研究便具有重要意义。本论文通过开展基于ANSYSWokbench的钢轨铝热焊和小试样铝热焊的温度场数值模拟研究，为钢轨铝热加压焊的研究建立理论基础，并为小试样铝热加压焊试验方案的设计提供理论依据。设计了四种能够用于小试样铝热加压焊的试验装置方案，并采用了正交试验方案进行了小试样铝热加压焊的研究，得到了不同试验方案下接头的金相、硬度结果。同时，进行了钢轨铝热加压焊设备的机电液一体化设计。结果表明：对于钢轨铝热焊和小试样铝热焊的温度场数值模拟研究，其结果均能与实际结

7、果有着较好的一致性，其中小试样铝热加压焊的模拟结果与实际试验结果的相对误差均小于6．6％。通过小试样铝热加压焊的试验研究，找到了钢轨铝热加压焊最佳工艺的规律，当顶锻量为预留间隙的2倍左右时，可得到较好质量的铝热加压焊接头。采用三维仿真设计和PLC软件，所设计完成的钢轨铝热加压焊设备的机械系统、液压系统、PLC控制系统，具有一定的实用性。关键词：铝热焊；加压焊；ANSYSWorkbench；温度场；机电液一体化AbstractWiththerapiddevelopmentofrailwaymodernization，especiallythejointlesstrackandthe

8、transportationtechnologyhighspeedandheavyhaulrailway,therailweldingtechnologyisplayingamuchmoreimportantroleinrailwayconstructionprojectofChina．Thethermitweldingisamainweldingmethodofrailjointinthetechnologiesonsiteofrailjointthejointlesstrac