一种改善U71MnH钢轨质量的焊接接头的热处理方法技术

本发明专利技术公开一种改善U71MnH钢轨质量的焊接接头的热处理方法，其包括对焊后冷却的U71MnH钢轨焊接接头焊缝区域加热至915

【技术实现步骤摘要】
一种改善U71MnH钢轨质量的焊接接头的热处理方法


[0001]本专利技术属于钢轨焊接
，具体涉及一种改善U71MnH钢轨质量的焊接接头的热处理方法。

技术介绍

[0002]钢轨闪光焊接头性能除了主要受到焊接缺陷、焊机状态和钢轨母材的影响外，还受到焊后热处理的影响。钢轨闪光焊焊缝经过热处理后，金属显微组织明显细化，晶粒度可从1级提高到9级以上，很好的改善了钢轨闪光焊接头的韧性。另外，焊缝经过热处理后，钢轨闪光焊接头的塑性也得到大幅度提高。因此焊接接头焊后热处理工艺对提高高速钢轨质量具有非常重要意义。
[0003]例如专利文献CN109022748A(以下称文献1)公开一种U71MnH钢轨焊接接头的热处理方法，其对焊后冷却至300℃以下的U71MnH钢轨焊接接头焊缝区域加热至915
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935℃后停止加热，待冷却至710
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810℃时采用喷风冷却，待钢轨接头踏面温度降至405
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432℃后停止喷风冷却，自然冷却至室温，最终能够使得处理后接头的硬度平均值HJ与母材硬度平均值HP的比值≥0.90，接头软点硬度平均值HJ1与母材硬度平均值HP的比值≥0.80，左侧和右侧的软化区域小于20mm，满足标准要求。然而该文献1仅能使得处理后接头的硬度平均值HJ与母材硬度平均值HP的比值处于0.90
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0.95范围内，接头软点硬度平均值HJ1与母材硬度平均值HP的比值处于为0.80
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0.85范围内，虽然均满足标准要求，但是热处理效果仍不太理想。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的一个或多个问题，本专利技术提供一种改善U71MnH钢轨质量的焊接接头的热处理方法，其包括对焊后冷却至300℃以下的U71MnH钢轨焊接接头焊缝区域加热至915
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925℃后停止加热，待钢轨接头踏面温度冷却至830
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890℃时开始采用喷风冷却，待钢轨接头踏面温度降至460
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475℃后停止喷风冷却，自然冷却至室温。
[0005]在一些实施方式中，所述喷风冷却的喷风风压为0.2
±
0.03MPa。
[0006]在一些实施方式中，所述喷风冷却的喷风口距离钢轨接头表面20
±
5mm。
[0007]在一些实施方式中，对所述U71MnH高速钢轨焊接接头焊缝区域的加热方式为采用双感应电加热或氧乙炔火焰加热。
[0008]在一些实施方式中，对所述U71MnH高速钢轨焊接接头焊缝区域的加热时间控制在120
‑
260s。
[0009]在一些实施方式中，所述焊缝区域是指熔合线两侧各20mm内的区域。
[0010]基于以上技术方案提供的改善U71MnH钢轨质量的焊接接头的热处理方法通过控制加热温度、喷风冷却时钢轨接头踏面温度、以及钢轨接头踏面的最终冷却温度，相对于上述文献1进一步提高了U71MnH钢轨焊接接头的硬度，使得处理后接头的硬度平均值HJ与母材硬度平均值HP的比值≥1.00，优选≥1.03，接头软点硬度平均值HJ1与母材硬度平均值HP的比值≥0.84，优选≥0.87，软化区域小于20mm，优选不大于6mm。本专利技术方法可进一步改善
U71MnH钢轨的质量，具有良好的推广应用前景，可在国内高速钢轨的焊接基地或在线焊接施工单位推广使用。
附图说明
[0011]图1为实施例1中U71MnH钢轨焊后热处理纵断面硬度曲线。
[0012]图2为实施例2中U71MnH钢轨焊后热处理纵断面硬度曲线。
[0013]图3为实施例3中U71MnH钢轨焊后热处理纵断面硬度曲线。
具体实施方式
[0014]本专利技术旨在提供一种可进一步改善U71MnH钢轨(例如60kg/m U71MnH钢轨)质量(例如进一步提高U71MnH钢轨的焊接接头的硬度)的热处理方法。
[0015]本专利技术解决其技术问题采用的技术方案是通过优化控制加热温度、喷风冷却时钢轨接头踏面温度、以及钢轨接头踏面的最终冷却温度，具体为对焊后冷却至300℃以下的U71MnH钢轨焊接接头焊缝区域(指熔合线两侧各20mm内的区域)加热至915
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925℃后停止加热，待钢轨接头踏面温度冷却至830
‑
890℃时开始采用喷风冷却，待钢轨接头踏面温度降至460
‑
475℃后停止喷风冷却，自然冷却至室温。
[0016]在一些实施例中，在上述U71MnH钢轨焊接接头的热处理方法中，控制喷风风压为0.2
±
0.03MPa，所述喷风冷却的喷风口距离钢轨接头表面20
±
5mm。U71MnH钢轨焊接接头焊缝区域加热方式采用双感应电加热或氧乙炔火焰加热。U71MnH钢轨焊接接头焊缝区域加热时间控制在120
‑
260s。
[0017]以下通过具体实施例详细说明本专利技术的内容，实施例旨在有助于理解本专利技术，而不在于限制本专利技术的内容。
[0018]实施例1
[0019]采用双频加热方式对U71MnH钢轨(60kg/m)焊接接头焊缝区域加热，加热至915℃后停止加热，加热时间120s。停止加热后，待钢轨接头踏面温度降至830℃时，进行喷风冷却，喷风口距离钢轨接头表面22mm，喷风风压为0.18MPa，当接头踏面温度风冷降至终冷温度为460℃时，停止喷风冷却，随后钢轨接头进行自然冷却至室温。参照TB/T 1632.2
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2014标准要求，采用HR
‑
150A洛氏硬度计测试纵断面上轨头踏面下5mm洛氏硬度。结果如下表1所示，本实施例中U71MnH热处理钢轨焊后热处理接头的硬度平均值HJ与母材硬度平均值HP的比值为1.06，接头软点硬度平均值HJ1与母材硬度平均值HP的比值为0.84，接头左侧软化区宽度W1为6.0mm，右侧软化区宽度W2为0mm，满足标准要求。
[0020]表1
[0021][0022]利用焊接接头纵断面上轨头(图1中测试线1)各测点洛氏硬度试验数据在坐标图
上绘制成硬度曲线，在焊缝两侧分别将硬度值低于0.9H
p
的宽度作为软化区宽度，记为W，标准要求W≤20mm，测试结果见图1。
[0023]实施例2
[0024]采用双频加热方式对U71MnH钢轨焊接接头焊缝区域加热，加热至920℃后停止加热，加热时间200s。停止加热后，待钢轨接头踏面温度降至860℃时，进行喷风冷却，喷风口距离钢轨接头表面23mm，喷风风压为0.20MPa，当接头踏面温度风冷降至终冷温度为470℃时，停止喷风冷却，随后钢轨接头进行自然冷却至室温。参照TB/T 1632.2
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2014标准要求，采用HR
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150A洛氏硬度计测试纵断面上轨头踏面下5mm洛氏硬度。结果如下表2所示，本实施例中U71MnH热处理钢轨焊后热处理接头的硬本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改善U71MnH钢轨质量的焊接接头的热处理方法，其特征在于，所述热处理方法包括对焊后冷却至300℃以下的U71MnH钢轨焊接接头焊缝区域加热至915
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925℃后停止加热，待钢轨接头踏面温度冷却至830
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890℃时开始采用喷风冷却，待钢轨接头踏面温度降至460
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475℃后停止喷风冷却，自然冷却至室温。2.根据权利要求1所述的热处理方法，其特征在于，所述喷风冷却的喷风风压为0.2
±
0.03MPa。3.根据权利要求1或2所述的热处理方法，其特征在于，所述喷风冷却...

【专利技术属性】
技术研发人员：董捷，梁正伟，郑瑞，赵晨辉，
申请(专利权)人：包头钢铁集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：