来源：期刊VIP网 时间：
作者：翟明;宋宏图;罗国伟;任金雷;高松福;石孟雷;李政;
单位：中国铁道科学研究院集团有限公司金属及化学研究所;中国国家铁路集团有限公司工电部;
摘要：铝热焊在道岔焊接、既有线钢轨维修与断轨抢修中有着广泛的应用。由于铝热焊过程的封闭性，其温度与材料流动难以通过试验的方式进行测量。为此，运用计算流体力学的方法，采用k-ε湍流模型，结合流体体积法，并考虑液态金属的重力、浮力、表面张力与马兰戈尼效应，建立数值分析模型，对浇注和冷却过程不同时刻的传热传质行为进行定量分析，通过相分布特征研究凝固顺序，为后期优化浇注体系、构建新焊剂成分和砂型型式提供基础数据。结果表明：浇注过程中空气被裹挟进入熔池，浇注时间约为11 s，接头冷却至固相线1 641 K以下的时间约为58 s；浇注开始后，不同区域最大温差约为1 400 K，高温区位于轨底，低温区位于轨头；随着浇注的进行，轨头温度升高，轨腰温度先升后降，轨底温度降低；在浇注的最后阶段，不同区域温差缩小，最大约为400 K，高温区位于轨头，低温区位于轨底；在冷却过程中，轨头温度始终最高，轨底温度始终最低，按照轨底、轨腰、轨头的顺序发生凝固。
关键词：铝热焊接;;钢轨;;传热传质;;计算流体力学;;数值分析
基金资助：国家自然科学基金资助项目（52405443）;; 国家重点研发计划课题（2021YFB2601000）;; 中国国家铁路集团有限公司科技研究开发计划项目（J2021G10）;; 中国铁道科学研究院集团有限公司院基金课题（2023YJ058）
