一种制造技术

本发明专利技术公开一种

【技术实现步骤摘要】
一种60N 390HB级别高硬度钢轨接头的固定闪光焊接方法


[0001]本专利技术属于钢轨焊接
，具体涉及一种
60N 390HB
级别高硬度钢轨接头的固定闪光焊接方法
。

技术介绍

[0002]我国珠光体钢轨的研发都属于“高碳
、
低硅
、
中锰”，为主要元素，并且根据强度
、
硬度要求不同，增加铬和矾等合金强化元素
。
由于重载铁路用高硬度珠光体钢轨具有高强度
、
高硬度的特点，钢轨碳含量可达1％左右，且其合金含量也较高，使其焊接性能非常差，主要表现为：
①
焊接过热区缺陷较多，闪光焊的过热区存在沿奥氏体晶界的碳
、
锰成分偏析，造成过冷状态下接头出现贝氏体或马氏体等异常显微组织，且在热影响区附近易出现二次渗碳体，导致接头脆性增加
。
②
由于焊接热影响区的循环加热，使其晶粒度明显增加，且接头快速加热和冷却的非平衡过程，导致闪光焊接头韧性的降低，接头冲击仅为母材的
50
％左右，钢轨线路服役时易在接头处发生断轨的风险
。
③
由于焊接过程中碳及合金的烧损，接头力学性能降低明显，特别是接头硬度明显降低，接头与母材性能匹配较差，线路服役过程中会出现鞍型磨耗和接头剥离掉块的现象，严重影响无缝线路的平顺性
。
高硬度钢轨较差的焊接性能，严重制约钢轨在无缝
、
重载线路的大范围应用
>。
[0003]钢轨闪光焊焊接工艺直接影响接头组织性能和服役状态
。
闪光焊接工艺不当会造成接头过烧
、
未焊合
、
灰斑超标
、
液化裂纹等缺陷，焊态下接头金相晶粒度较为粗大仅有1‑2级左右，接头性能很差
。

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
60N 390HB
级别高硬度钢轨接头的固定闪光焊接方法，其中经所述固定闪光焊接方法焊接的
60N 390HB
级别高硬度钢轨接头的力学性能满足：抗拉强度
Rm≥1150MPa
，接头延伸
A≥10.5
％，接头冲击
KU2≥19.1J
，接头的硬度平均值
H
J
与母材硬度平均值
H
P
的比值满足：
H
J
/H
P
≥0.92
，接头软点硬度平均值
H
J1
与母材硬度平均值
H
P
的比值：
H
J1
/H
P
≥0.84
，软化区域
W≤15mm
；
[0005]所述
60N 390HB
级别高硬度钢轨的化学成分的重量百分比为
C
：
0.80
～
0.84
％，
Si
：
0.70
～
0.80
％，
Mn
：
0.70
～
0.75
％，
Cr
：
0.30
～
0.45
％，
Nb
：
0.04
～
0.05
％，
RE
：
0.0010
～
0.0020
％，
P≤0.010
％，
S≤0.005
％，
Al≤0.004
％，其余为
Fe
和不可避免的杂质；
[0006]所述固定闪光焊焊接方法包括以下步骤：
[0007]1)
将
60N 390HB
级别高硬度钢轨端面打磨除锈及电极夹持端除锈打磨；
[0008]2)
采用固定闪光焊机进行钢轨接头焊接；焊机油温控制在
38
‑
42℃
，水温控制在
18
‑
22℃
，电网电压在
427
‑
430V
之间；
[0009]3)
接头固定闪光焊接工艺：钢轨焊缝合缝量控制在
10
‑
12mm
之间，起拱量控制在
0.35
‑
0.55mm
之间，闪光焊接预热次数控制在
10
‑
12
次之间，二次预热电流控制在
63
‑
66kA
之间，闪光焊接顶锻量控制在
10
‑
13mm
之间，顶锻力控制在
580
‑
600kN
之间，焊接时间控制在
130
‑
140s
之间，熔化末速度控制在
2.20
～
2.30mm/s
之间；
[0010]4)
将高温的焊态接头空冷至
200℃
以下，保证接头每个位置都完全相变，接头温度小于
300℃
时可以适当的加速冷却
。
[0011]在一些实施方式中，所述固定闪光焊机为
GAAS80/580
固定闪光焊机
。
[0012]在一些实施方式中，所述
60N 390HB
级别高硬度钢轨经冶炼
、
连铸
、
铸坯缓冷
、
轧制工艺生产获得，其中控制铸坯的尺寸为
280mm
×
380mm。
[0013]基于以上技术方案提供的
60N 390HB
级别高硬度钢轨接头的固定闪光焊接方法通过优化控制固定闪光焊焊接工艺参数和钢轨的化学成分，钢轨焊接性能提高，具有和母材相近的硬度，解决了现有技术中
60N 390HB
级别高硬度钢轨焊接接头硬度偏低
、
接头低塌的难题，同时该焊接方法焊接的钢轨不需要进行焊接后的热处理操作，即可有效改善钢轨接头的力学性能，满足：抗拉强度
Rm≥1150MPa
，接头延伸
A≥10.5
％，接头冲击
KU2≥19.1J
，而且得到了与母材性能相匹配的优良接头，其中焊接接头的硬度平均值
H
J
与母材硬度平均值
H
P
的比值满足：
H
J
/H
P
≥0.92
，接头软点硬度平均值
H
J1
与母材硬度平均值
H
P
的比值：
H
J1...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种
60N 390HB
级别高硬度钢轨接头的固定闪光焊接方法，其特征在于，经所述固定闪光焊接方法焊接的
60N 390HB
级别高硬度钢轨接头的力学性能满足：抗拉强度
Rm≥1150MPa
，接头延伸
A≥10.5
％，接头冲击
KU2≥19.1J
，接头的硬度平均值
H
J
与母材硬度平均值
H
P
的比值满足：
H
J
/H
P
≥0.92
，接头软点硬度平均值
H
J1
与母材硬度平均值
H
P
的比值：
H
J1
/H
P
≥0.84
，软化区域
W≤15mm
；所述
60N 390HB
级别高硬度钢轨的化学成分的重量百分比为
C
：
0.80
～
0.84
％，
Si
：
0.70
～
0.80
％，
Mn
：
0.70
～
0.75
％，
Cr
：
0.30
～
0.45
％，
Nb
：
0.04
～
0.05
％，
RE
：
0.0010
～
0.0020
％，
P≤0.010
％，
S≤0.005
％，
Al≤0.004
％，其余为
Fe
和不可避免的杂质；所述固定闪光焊焊接方法包括以下步骤：
1)
将

【专利技术属性】
技术研发人员：赵桂英，张凤明，赵晨辉，王嘉伟，
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：