CN108705180A - 一种槽型轨服役损伤在线焊补修复方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种槽型轨服役损伤在线焊补修复方法，包括以下步骤：第一步、焊前处理槽型轨的伤损部位，当槽型轨的伤损部位出现磨耗时，直接打磨出新鲜金属光泽即可进行焊补；第二步、对槽型轨中待焊补部位进行预热，预热温度根据钢轨母材、堆焊材料的碳当量、以及包覆钢轨的高分子材料的耐热性预先设定，预热结束立即开始焊补；第三步、焊补阶段，用堆焊修复设备沿槽型轨待修复表面进行自动堆焊，堆焊采用单方向逐层进行；第四步、焊后打磨阶段，使用焊后打磨设备对焊补修复后的槽型轨焊后打磨，恢复廓形，并进行探伤检验，保证焊补区域不能出现裂纹、夹渣、气孔和咬边等焊接缺陷。

Description

一种槽型轨服役损伤在线焊补修复方法

技术领域

本发明属于焊接技术领域，具体涉及一种槽型轨服役损伤在线焊补修复方法。

背景技术

有轨电车作为上世纪的产物，如今采用现代新技术升级改造以运量适中、投资较低、线路铺设简单等优点重新成为城市交通建设的主要关注点。为了实现现代有轨电车在城市内运行时导向好、产生的噪声小的功能，其线路轨道一般采用嵌入式轨道。将槽型轨置于承轨槽中，调整好轨距之后钢轨被高分子材料紧紧包覆，仅露出轨头部分，周围的路基与钢轨轨顶面平齐。

有轨电车线路密集的发车密度、较长的运营时间、站点之间的距离短导致列车启动、制动频率高与曲线线路占比多等特点使钢轮与钢轨的作用更剧烈与复杂。钢轨无法避免出现程度不一的伤损，其中最易出现的是发生在小半径曲线的钢轨侧磨与表面接触疲劳伤损，列车运行安全将受到威胁。

嵌入式轨道轨距与轨底坡都不能进行调整，重新铺设新轨道必须挖开路基，天窗时间作业完成任务难度大、经济成本高，而且施工引起的交通拥堵、噪声都可能影响城市周围环境。故可考虑通过焊补恢复钢轨廓形，调整线路轨距；同时除表面接触疲劳缺陷已扩展至相当深度的伤损钢轨必须换铺新轨外，一般可以进行焊补修复以改善线路状况。以往针对普通铁路钢轨堆焊修复选用的堆焊工艺方法由于焊接规范不明确、人为因素干扰严重导致焊接质量不稳定逐渐被弃用，而槽型轨服役损伤现场焊补修复技术在国内仍处于探索阶段。

发明内容

本发明的目的是解决上述问题，提供一种能够替代伤损段切除，重新铺设新轨道和维修轨道，能够克服人工焊补修复方法工艺规范不明确、人为因素干扰修复质量等问题的槽型轨服役损伤在线焊补修复方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种槽型轨服役损伤在线焊补修复方法，包括以下步骤：

S1、焊前处理槽型轨的伤损部位，当槽型轨的伤损部位仅出现磨耗时，直接打磨出新鲜金属光泽即可进行焊补；

S2、对槽型轨中待焊补部位进行预热，预热温度根据钢轨母材、堆焊材料的碳当量、以及包覆钢轨的高分子材料的耐热性预先设定，预热结束立即开始焊补；

S3、焊补阶段，用堆焊修复设备沿槽型轨待修复表面进行自动堆焊，堆焊采用单方向逐层进行；

S4、焊后打磨阶段，使用焊后打磨设备对焊补修复后的槽型轨焊后打磨，恢复廓形，并进行探伤检验，保证焊补区域不能出现裂纹、夹渣、气孔和咬边等焊接缺陷。

进一步地，所述步骤S1中，损伤部位出现深度大于2mm且小于8mm的裂纹伤损时，需清除裂纹伤损再打磨进行焊补。

进一步地，所述步骤S2中，预热温度为250℃到350℃。

进一步地，所述步骤S3中单向逐层进行，即就是前一层堆焊是从左到右进行，则该次堆焊完成后，下一层堆焊也采用从左到右进行，堆焊长度根据实际需要进行确定，应保证焊完前一层焊缝后，本次堆焊开始位置的温度还处于250℃到350℃之间。

进一步地，所述步骤S3中堆焊过程为连续堆焊，中途不允许停焊，如果停焊，则返回到步骤S2中进行预热升温，再进行堆焊。

进一步地，所述步骤S3中堆焊的每层焊道宽度为8mm到12mm，高度为4mm到6mm，焊道相互搭接宽度为焊道宽度的1/2到3/4。

本发明的有益效果是：

1、本发明所提供的一种槽型轨服役损伤在线焊补修复方法，在槽型轨服役损伤部位或区段维修，无需采用插入新的槽型轨修复方法，不会扰动原轨道路基，施工效率高，成本低。

2、本发明在作业过程采用计算机控制，受环境因素小，工艺适应性强，焊补修复质量可靠，作业过程可追溯；

3、本发明采用数控式焊补修复设备，关键工艺流程均采用自动化机械作业，大大减少施工难度，保证了修复质量；

4、本发明的方法容易掌握，工艺规范明确，对焊补操作人员要求低，经过简单培训即可进行焊补修复操作。

附图说明

图1是本发明一种槽型轨服役损伤在线焊补修复方法的流程示意图；

图2是本发明修复后堆焊层的宏观照片示意图；

图3是本发明修复后的堆焊层最后一层焊缝金相组织照片示意图；

图4是本发明修复后的堆焊层第一层焊缝金相组织照片示意图；

图5是本发明修复后的堆焊层焊缝熔合区金相组织照片示意图；

图6是本发明修复后的堆焊层焊缝过热区金相组织照片示意图；

图7是本发明修复后的堆焊层显微硬度变化图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的说明：

如图1到图7所示，本发明提供的一种槽型轨服役损伤在线焊补修复方法，包括以下步骤：

S1、焊前处理槽型轨的伤损部位，当槽型轨的伤损部位仅出现磨耗时，直接打磨出新鲜金属光泽即可进行焊补。

本实施例的修复方法仅适用于伤损部位未出现断裂，槽型轨的轨头表面磨耗不超过8mm、深度不大于8mm的剥离掉块或裂纹的槽型轨伤损情况。损伤部位出现深度大于2mm且小于8mm的裂纹伤损时，需清除裂纹伤损再打磨进行焊补。

首先对槽型轨部位进行油污、水渍及铁锈等的清理，测量钢轨侧磨磨耗量作业。对轨头表面磨耗不超过8mm的情况，直接使用砂轮机打磨伤损部位表面，打磨深度为1mm，并露出新鲜金属光泽，打磨过程中钢轨不应出现发蓝情况。对深度不大于8mm的剥离掉块或裂纹的部位进行去除剥离掉块或裂纹的操作，保证堆焊表面平整并露出新鲜金属光泽。

S2、对槽型轨中待焊补部位进行预热，预热温度根据钢轨母材、堆焊材料的碳当量、以及包覆钢轨的高分子材料的耐热性预先设定，预热结束立即开始焊补。

在本步骤中，预热温度的范围为250℃到350℃。

S3、焊补阶段，用堆焊修复设备沿槽型轨待修复表面进行自动堆焊，堆焊采用单方向逐层进行。

在本步骤中的单向逐层进行，即就是假如前一层堆焊是从左到右进行，则该次堆焊完成后，下一层堆焊也采用从左到右进行。堆焊长度根据实际需要进行确定，应保证焊完前一层焊缝后，本次堆焊开始位置的温度还处于250℃到350℃之间。堆焊过程为连续堆焊，中途不允许停焊，如果停焊，则返回到步骤S2中进行预热升温，以保证堆焊工艺参数的一致性与堆焊焊缝质量的稳定性，再进行堆焊。每次堆焊引弧与熄弧均在引弧板与熄弧板进行，保持焊接工艺参数不变，调整焊枪的角度保证多层堆焊的位置处于需要的位置。

堆焊的每层焊道宽度为8mm到12mm，高度为4mm到6mm，焊道相互搭接宽度为焊道宽度的1/2到3/4。每次堆焊完一层焊缝后，清除焊缝表面焊渣，保持堆焊层之间层间温度等于预热温度，盖面层焊缝堆焊完成后再进行缓冷处理。

如图2所示，焊层焊缝成型美观，层间结合致密，无夹杂、气孔、未焊合与裂纹等缺陷。如图3和图4所示，堆焊层焊缝组织为奥氏体，焊缝表面奥氏体晶粒形态为等轴晶，内部为柱状晶。如图5和图6所示，堆焊层熔合区和热影响区组织均为珠光体，无马氏体有害组织；如图7所示，焊缝硬度值处于30HRC到40HRC区间内，其中HRC为硬度值的单位，均值为34HRC，与母材比为1.13，与母材硬度匹配良好。

S4、焊后打磨阶段，使用焊后打磨设备对焊补修复后的槽型轨焊后打磨，恢复廓形，并进行探伤检验，保证焊补区域不能出现裂纹、夹渣、气孔和咬边等焊接缺陷。

本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种槽型轨服役损伤在线焊补修复方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、焊前处理槽型轨的伤损部位，当槽型轨的伤损部位仅出现磨耗时，直接打磨出新鲜金属光泽即可进行焊补；

S2、对槽型轨中待焊补部位进行预热，预热温度根据钢轨母材、堆焊材料的碳当量、以及包覆钢轨的高分子材料的耐热性预先设定，预热结束立即开始焊补；

S3、焊补阶段，用堆焊修复设备沿槽型轨待修复表面进行自动堆焊，堆焊采用单方向逐层进行；

S4、焊后打磨阶段，使用焊后打磨设备对焊补修复后的槽型轨焊后打磨，恢复廓形，并进行探伤检验，保证焊补区域不能出现裂纹、夹渣、气孔和咬边等焊接缺陷。

2.根据权利要求1所述的一种槽型轨服役损伤在线焊补修复方法，其特征在于，所述步骤S1中，损伤部位出现深度大于2mm且小于8mm的裂纹伤损时，需清除裂纹伤损再打磨进行焊补。

3.根据权利要求1所述的一种槽型轨服役损伤在线焊补修复方法，其特征在于，所述步骤S2中，预热温度为250℃到350℃。

4.根据权利要求1所述的一种槽型轨服役损伤在线焊补修复方法，其特征在于，所述步骤S3中单向逐层进行，即就是前一层堆焊是从左到右进行，则该次堆焊完成后，下一层堆焊也采用从左到右进行，堆焊长度根据实际需要进行确定，应保证焊完前一层焊缝后，本次堆焊开始位置的温度还处于250℃到350℃之间。

5.根据权利要求1所述的一种槽型轨服役损伤在线焊补修复方法，其特征在于，所述步骤S3中堆焊过程为连续堆焊，中途不允许停焊，如果停焊，则返回到步骤S2中进行预热升温，再进行堆焊。

6.根据权利要求1所述的一种槽型轨服役损伤在线焊补修复方法，其特征在于，所述步骤S3中堆焊的每层焊道宽度为8mm到12mm，高度为4mm到6mm，焊道相互搭接宽度为焊道宽度的1/2到3/4。