[发明专利]消除75kg/m过共析钢轨移动闪光焊接头过烧缺陷的方法

说明书

本发明公开了一种消除75kg/m过共析钢轨移动闪光焊接头过烧缺陷的方法，属于铁路钢轨焊接技术领域。消除75kg/m过共析钢轨移动闪光焊接头过烧缺陷的方法通过前期脉动阶段控制焊接热输入、后期烧化阶段的位移控制、以及顶锻量的控制，可消除过共析钢轨移动闪光焊接头轨底出现的点状或条状过烧孔洞缺陷；同时，本发明控制焊后热处理工艺细化钢轨晶粒，提高韧塑性和踏面硬度，使过共析钢轨闪光焊接头满足TB/T1632.2‑2014行业标准规定连续15支接头通过落锤检验的技术要求，可有效解决现有过共析钢轨闪光焊接头质量较差，难以通过中国铁道行业TB/T1632标准的问题。

技术领域

本发明属于铁路钢轨焊接技术领域，涉及一种消除75kg/m过共析钢轨移动闪光焊接头过烧缺陷的方法。

背景技术

目前，国内外的铁路线路均采用了焊接无缝线路技术，固定和移动闪光焊接是钢轨焊接上道的主要方法和工艺，按中国铁道行业标准系列标准TB/T1632.2-2014《钢轨焊接第2部分：闪光焊接》标准技术要求接头必须通过落锤试验，固定闪光焊接工艺需连续通过25支接头落锤试验，移动闪光焊必须连续通过15支接头落锤试验。0.85-1.10％的高碳过共析钢轨在落锤试验中，断裂的闪光焊接头中约有80％是因轨底中心次表层深度0-2.0mm的HAZ区出现点状或条状过烧孔洞缺陷而导致1锤断裂，其次是因灰斑缺陷而断裂。与现有的U71Mn、U75V、U78CrV钢轨闪光焊接头落锤断裂基本不存在轨底过烧缺陷相比，0.85-1.10％的高碳过共析钢轨闪光焊接通过落锤检验的难度大幅度增加。

导致0.85-1.10％的高碳过共析钢轨闪光焊接头容易在轨底中心次表层深度0-2.0mm的HAZ区出现点状或条状过烧孔洞缺陷的原因是因为碳含量增加，导致熔点降低，过共析钢轨的液相线温度T_L相对U71Mn和U75V钢轨分别低17-11℃，固相线Ts温度分别低42-28℃，表明在同样的焊接热输入量条件下，过共析钢轨钢轨因液固相线温度偏低，特别容易导致钢轨接头轨底HAZ区过烧缺陷。

现阶段研究过共析钢轨焊接的技术很多，但是未有针对如何改善高碳过共析钢轨闪光焊接中轨底过烧孔洞缺陷的相关研究，因此研究如何改善过共析钢轨移动闪光焊接头过烧缺陷，使之满足TB/T1632.2-2014行业标准很有必要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有过共析钢轨闪光焊接头质量较差，难以通过中国铁道行业TB/T1632标准的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：消除75kg/m过共析钢轨移动闪光焊接头过烧缺陷的方法，所述过共析钢轨碳含量为0.85-1.10％，包括如下步骤：

a.焊接工序：控制移动闪光焊接过程中焊接的总热输入量为11.0-13.5MJ，前期脉动加热阶段时间为65-70s，后期加速烧化位移为10.0-12.0mm，焊接实际顶锻量为11.0-13.0mm；

b.焊后热处理：焊后接头空冷至＜400℃后，加热接头至踏面温度900-920℃，然后立即风冷使踏面温度冷却至450-470℃，最后让其自然冷却到室温。

上述步骤a中，控制移动闪光焊接过程中焊接的总热输入量为12.0-13.5MJ。

上述步骤a中，控制焊接实际顶锻量为12.0-13.0mm。

上述步骤b中，加热方式为中频加热或火焰全断面加热。

上述火焰全断面加热是接头轨头、轨腰和轨底同时加热，且温差＜50℃。

上述步骤b中，所述风冷为采用0.20-0.25MPa的风压对接头踏面区域喷风。

进一步的是，所述风冷采用风压为0.20-0.22MPa。

上述踏面是指车轮与钢轨的接触部分。