電子束焊,作為21世紀的“綠色”焊接方法,具有熱源線能量高、焊接速度快、焊縫深寬比大、熱影響區(qū)小等特點,在國內外的發(fā)展突飛猛進,被廣泛應用于航空、航天、軍工、汽車等行業(yè)中,并且今后將有望成為現代鋼軌焊接的主要方法之一。其主要優(yōu)點是:
1、焊接能量高
電子束焊的功率密度是普通電弧功率密度的100~1000倍。閃光焊、氣壓焊、鋁熱焊等均無法一次性成形焊接,電子束焊可以實現。同時,電子束焊具有熱輸入較少、高溫作用時間短、冷卻速度較快等優(yōu)點,在進行鋼軌焊接時,焊縫熱裂傾向小、焊接變形小,節(jié)約了本;焊縫余高小,提高生產效率,縮短焊接時間。
2、能實現異種材料焊接
由于轍叉的尖軌與后跟軌間異種材料相互溶解度有限,焊條成分在接頭結合部位的化學成分和金相組織不均勻,接頭性能差,甚至出現無法焊接。電子束焊熱輸入大、深寬比大,則合金元素擴散時間及擴散距離較短;焊前能對異種材料焊接部位進行快速預熱,預防熱裂紋的產生;還可通過對束偏量、束偏角等參數的設置和調整,均衡異種材料的熱輸入,提高異種材料在高熔池中的融合性。
3、真空焊接,無污染
傳統(tǒng)焊接技術在空氣中進行,因鋼軌鋼成分中如Si元素等在空氣中極易形成酸性氧化物SiO2而造成夾渣、未焊合等缺陷,降低接頭質量。電子束焊完全在真空環(huán)境中成形,熔池金屬基本不會出現氧化現象,反而會被凈化和提純;電子束焊,不需要填充焊接材料,避免了熱源和焊接材料帶來的污染。
4、焊接穩(wěn)定性好
電子束焊接時能在很大的距離內精確地施加到接頭處,熱源能量可調節(jié)范圍寬,適合截面形狀復雜可達性差的鋼軌焊接;既可以偏轉又可以擺動。另外,電子束焊接的主要參數等均可連續(xù)精確控制且重現性較好,配合計算機數字化質控系統(tǒng)和先進裝夾系統(tǒng),降低了焊接人員的主觀影響,提高無縫線路焊接質量。
綠色的鋼軌電子束焊可以滿足高鐵無縫線路發(fā)展對速度、噪聲、安全性、平穩(wěn)性等要求上,今后大規(guī)模應用制得期待。