[发明专利]槽型钢轨闪光焊接头焊后热处理方法

说明书

本发明属于铁路钢轨焊接技术领域，具体涉及槽型钢轨闪光焊接头焊后热处理方法，其包括以下步骤：首先将焊接得到的槽型钢轨焊接接头温度冷却至50℃以下，然后将焊接接头通过氧‑液化石油气火焰加热至880～920℃后停止加热，再然后立即通过喷风装置对焊接接头的轨顶面及行车边进行喷风冷却，待焊接接头的轨顶面焊缝中心温度降至450～520℃后停止喷风，最后使焊接接头自然冷却至室温。经过本发明的热处理方法的闪光焊接接头，焊接接头的轨顶面硬度与钢轨母材硬度匹配，接头无马氏体、贝氏体等异常组织，成本低，同时，焊接接头的轨唇、轨腰、轨底不喷风，这些部位冷速慢，硬度较低，具有良好的塑形及韧性。

技术领域

本发明属于铁路钢轨焊接技术领域，具体涉及槽型钢轨闪光焊接头焊后热处理方法。

背景技术

现代有轨电车以其节能、环保、较小的投资(造价仅1亿元/公里，是地铁的四分之一)、适中的载客量(每小时运力达到7000人，超过公交车)、较好的乘坐舒适性、较少的后期维护费用，在国外经过20多年的发展，已经有150多个城市的成熟应用业绩。有轨电车在解决城市核心区换乘、市郊接驳、以及景区旅游观光等方面发挥了重要作用，代表着未来的发展方向。在马路中部铺设无缝槽型轨线路，形成有轨电车与汽车共用是国际上目前最为通用的做法。槽型轨焊接是铺设有轨电车线路的关键环节，为确保焊接质量，需要采用可靠的焊接方法。与普通钢轨相比，槽型轨的轨头上有一个不对称的槽，形状复杂，属异型轨种，焊接及热处理过程中，各部分温度不均，焊接及热处理控制难度大。目前国内外槽型轨焊接方法有电弧焊、铝热焊和闪光焊。电弧焊效率低，工人的劳动强度大，焊接过程容易受到环境变化和人为操作因素影响，接头外观不理想，焊接质量不稳定。铝热焊质量较低，大量使用无法保证线路质量，闪光焊与铝热焊比较，断轨率低10倍以上，电弧焊比铝热焊稍强，但断轨率也大大高于闪光焊，因此槽型轨的焊接首选闪光焊。

目前，常用的槽型钢轨为U75V热轧轨，化学成分以重量百分数计为：C含量0.71～0.80％，Si含量0.5～0.8％，Mn含量0.75～1.05％，V含量0.04～0.12％，槽型轨截面形状及各部位名称见图1所示，与普通钢轨相比轨头上有一个不对称的槽，形状复杂，属异型轨种。该槽型轨闪光焊时，加热速度快、加热温度高、高温停留时间短、接头温度梯度大，接头焊后在空冷条件下连续冷却，会导致接头过热区晶粒粗大而脆化，正火区硬度太高，不完全正火区出现软化等现象；同时接头焊后内应力大，列车运行过程中，在复杂的外部应力作用下，极易发生断裂，成为线路的薄弱环节。为保证接头的安全使用，降低焊后应力，改善接头组织，故需对槽型钢轨闪光焊接头进行焊后热处理。目前，槽型钢轨闪光焊接头焊后热处理后，容易出现槽型钢轨闪光焊接头轨顶面硬度小于钢轨母材硬度，焊接接头硬度偏低，导致列车长期运行后硬度偏低部位磨耗严重，造成列车运行不平稳，严重影响列车的行车安全，所以，为配合我国现代有轨电车线路建设的快速发展，亟需一种适合槽型钢轨闪光焊接头热处理方法，解决槽型钢轨闪光焊接头热处理后轨顶面硬度偏低问题。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种能够提高焊接接头轨顶面硬度的槽型钢轨闪光焊接头焊后热处理方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案是：槽型钢轨闪光焊接头焊后热处理方法，包括以下步骤：首先将焊接得到的槽型钢轨焊接接头温度冷却至50℃以下，然后将焊接接头通过氧-液化石油气火焰加热至880～920℃后停止加热，再然后立即通过喷风装置对焊接接头的轨顶面及行车边进行喷风冷却，待焊接接头的轨顶面焊缝中心温度降至450～520℃后停止喷风，最后使焊接接头自然冷却至室温。

进一步的是，所述槽型钢轨为热轧轨，化学成分以重量百分数计为：C含量0.71～0.80％，Si含量0.5～0.8％，Mn含量0.75～1.05％，V含量0.04～0.12％。

进一步的是，首先焊接接头温度通过自然冷却的方式至50℃以下。

进一步的是，焊接接头通过氧-液化石油气火焰加热时，采用全断面的方式进行加热。