CN117680798A - 一种热轧耐腐蚀钢轨固定闪光焊接及焊后热处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种热轧耐腐蚀钢轨固定闪光焊接及焊后热处理方法，其特征在于：包括：(1)焊接接头生产：包括预热、二次预热、熔化、顶锻、推瘤；对焊接接头进行推瘤，检查推凸余量，要求顶面正偏差≤+0.8mm，腰、底、轨头下颚正偏差≤+2mm；(2)将焊接接头进行热处理，在对焊接接头仿形打磨后，将接头进行感应加热至880±10℃，后自然冷却。本发明的目的是提供一种热轧耐腐蚀钢轨固定闪光焊接及焊后热处理方法，通过调整钢轨焊接机热处理工艺，可以有效的提高接头部分性能指标，以获得满足设计要求的组织和力学性能。
Description
技术领域
本发明涉及金属材料焊接技术领域，尤其涉及一种热轧耐腐蚀钢轨固定闪光焊接及焊后热处理方法。
背景技术
随着国内耐腐蚀钢轨研发和应用，长隧道、沿海、潮湿等环境的无缝线路钢轨焊接接头由于腐蚀引起的钢轨性能降低，出现以损耗、断裂、掉块、起皮等伤损造成的轻、重伤现象逐渐受到铁路维修养护部门重视，提出对耐腐蚀钢轨。复杂多变的铁路运营环境对钢轨母材及焊接接头服役性能提出了更高要求。在以往的研究中主要对热轧耐腐蚀钢轨的焊接工艺进行研究，对于热处理钢轨而言，产品性能强于热轧钢轨，需要开发一种新的接头热处理工艺，保证接头性能与母材性能的一致性，以使钢轨接头具有较高的线路服役性能。
目前无缝线路中焊接接头最多的焊接方式为固定式闪光焊，钢厂将100米钢轨发运至焊轨厂进行固定式闪光焊接，将100m钢轨焊接成500m钢轨后发运至各铁路局进行上道铺设。固定闪光焊相比其他几种焊接而言，生产线固定，生产工艺稳定，自然环境对焊接过程的影响极小，因此在无缝线路中固定式闪光焊接接头最多。本专利利用固定闪光焊生产线，发明一种焊后热处理工艺，已提高焊接接头的力学性能。
发明内容
本发明的目的是提供一种热轧耐腐蚀钢轨固定闪光焊接及焊后热处理方法，通过调整钢轨焊接机热处理工艺，可以有效的提高接头部分性能指标，以获得满足设计要求的组织和力学性能。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
本发明一种热轧耐腐蚀钢轨固定闪光焊接及焊后热处理方法，包括：
(1)焊接接头生产：包括预热、二次预热、熔化、顶锻、推瘤，其中钢轨预热电流4555KA，电网电压410430V；二次预热电流6065KA，预热次数11次，熔化量：15.516mm，熔化初速度0.20.3mm/s，熔化末速度2.62.9mm/s；顶锻量：15.116.0mm，顶锻速度：72mm/s；焊接接头错边量：轨顶：±0.2mm，工作边：±0.2mm，脚底角±0.6mm，起拱量≤0.8mm；
对焊接接头进行推瘤，检查推凸余量，要求顶面正偏差≤+0.8mm，腰、底、轨头下颚正偏差≤+2mm；
(2)将焊接接头进行热处理，在对焊接接头仿形打磨后，将接头进行感应加热至880±10℃，后自然冷却。
进一步的，经炼钢生产的钢坯经加热、轧制工序生产为耐腐蚀钢轨，钢坯的加热应避免在10801200℃长时间停留，轧制压缩比不应小于13.4，终轧温度不应高于950℃，以质量百分比计算化学成分要求为：C：0.650.67％，Si：0.550.65％，Mn：0.850.95％，Cu：0.500.60％，Cr：0.250.35％，N i0.300.40％，其余为Fe及不可避免的杂质。
进一步的，所述(1)中，将耐腐蚀钢轨母材焊接成500m长。
进一步的，所述(1)中，使用国产GAS80/85焊机。
进一步的，生产的钢轨焊接接头满足如下技术指标的要求：轨顶面布氏硬度H焊缝≥261HB，H软点≥232HB，抗拉强度≥800MPa，延伸率≥6.0％，接头疲劳寿命可达200万次而不断裂。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果：
采用本发明生产的钢轨焊接接头轨顶面布氏硬度H焊缝≥261HB，H软点≥232HB，抗拉强度≥800MPa，延伸率≥6.0％，接头疲劳寿命可达200万次而不断裂。
附图说明
下面结合附图说明对本发明作进一步说明。
图1为焊缝状态示意图；
图2为轨顶面硬度试验取样示意图；
图3为纵断面硬度检测示意图；
图4为宏观检验照片。
具体实施方式
一种热轧耐腐蚀钢轨固定闪光焊接及焊后热处理方法，包括：
1、耐腐蚀钢轨焊接
BGNbRE钢轨闪光焊工艺的主要参数：闪光焊接预热次数10次、顶锻量15-16mm。其中钢轨预热电流45-55KA，电网电压410-430V；二次预热电流60-65KA，预热次数11次，熔化量：15.5-16mm，熔化初速度0.2-0.3mm/s，熔化末速度2.6-2.9mm/s；顶锻量：15.1-16.0mm，顶锻速度：72mm/s，避免接头出现过烧、未焊合、灰斑超标、液化裂纹等焊接缺陷。
2、正火工艺曲线
将焊接接头进行热处理，在对焊接接头仿形打磨后，将接头进行感应加热至880℃，后自然冷却，工艺见表2。
表2 60kg/m钢轨焊后热处理工艺
3、落锤试验
钢轨焊缝进行落锤实验，要求连续25个接头均未发生断裂。技术要求：1)落锤：高度3.1m，2次不断，或落锤高速5.2m，1次不断。
4、耐腐蚀钢轨焊缝性能
表1焊缝接头轨顶面硬度
表2焊缝接头纵断面硬度(mm)
软化去宽度。
用测试线1上各测点硬度值绘制硬度曲线，绘制0.9Hp水平线，分别测试焊缝左侧、右侧水平线以下的硬度曲线宽度w，标准要求：≤20mm
表软化区宽度测试结果
| 焊缝左侧 | 15 |
| 焊缝右侧 | 16 |
| 技术要求 | w≤20mm |
宏观检验，利用纵断面硬度试件，对接头进行宏观管检验，接头热处理后的热影响区已经覆盖了原焊接热影响区，见图4。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (5)
1.一种热轧耐腐蚀钢轨固定闪光焊接及焊后热处理方法，其特征在于：包括：
(1)焊接接头生产：包括预热、二次预热、熔化、顶锻、推瘤，其中钢轨预热电流4555KA，电网电压410430V；二次预热电流6065KA，预热次数11次，熔化量：15.516mm，熔化初速度0.20.3mm/s，熔化末速度2.62.9mm/s；顶锻量：15.116.0mm，顶锻速度：72mm/s；焊接接头错边量：轨顶：±0.2mm，工作边：±0.2mm，脚底角±0.6mm，起拱量≤0.8mm；
对焊接接头进行推瘤，检查推凸余量，要求顶面正偏差≤+0.8mm，腰、底、轨头下颚正偏差≤+2mm；
(2)将焊接接头进行热处理，在对焊接接头仿形打磨后，将接头进行感应加热至880±10℃，后自然冷却。
2.根据权利要求1所述的热轧耐腐蚀钢轨固定闪光焊接及焊后热处理方法，其特征在于：经炼钢生产的钢坯经加热、轧制工序生产为耐腐蚀钢轨，钢坯的加热应避免在10801200℃长时间停留，轧制压缩比不应小于13.4，终轧温度不应高于950℃，以质量百分比计算化学成分要求为：C：0.650.67％，Si：0.550.65％，Mn：0.850.95％，Cu：0.500.60％，Cr：0.250.35％，Ni0.300.40％，其余为Fe及不可避免的杂质。
3.根据权利要求1所述的热轧耐腐蚀钢轨固定闪光焊接及焊后热处理方法，其特征在于：所述(1)中，将耐腐蚀钢轨母材焊接成500m长。
4.根据权利要求1所述的热轧耐腐蚀钢轨固定闪光焊接及焊后热处理方法，其特征在于：所述(1)中，使用国产GAS80/85焊机。
5.根据权利要求1所述的热轧耐腐蚀钢轨固定闪光焊接及焊后热处理方法，其特征在于：生产的钢轨焊接接头满足如下技术指标的要求：轨顶面布氏硬度H焊缝≥261HB，H软点≥232HB，抗拉强度≥800MPa，延伸率≥6.0％，接头疲劳寿命可达200万次而不断裂。
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