[發明專利]鋼軌焊縫雙頻正火工藝

有效

• 申請號: 201010127785.0
• 申請日: 2010-03-19
• 公開（公告）號: CN102086620A
• 公開（公告）日: 2011-06-08
• 發明（設計）人: 郭晉龍;劉偉;蔡莊厚;董平禹;王玉輝
• 申請（專利權）人: 呼和浩特鐵路局焊軌段
• 主分類號: E01B31/18
• 分類號: E01B31/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本發明涉及一種鋼軌焊縫正火工藝，尤其是涉及一種鋼軌焊縫雙頻正火工藝。

背景技術：

最早對焊縫進行熱處理采用火焰加熱方法，這種方法從安全、熱處理效果、監控、以及操作等方面考慮，存在較大的缺陷和安全隱患。隨著科技的進步，廠焊接頭熱處理已取消火焰正火方式，取而代之的是中頻電感應加熱法。其使用中頻電源柜選取頻率大約在900Hz左右。這一頻率也是鋼軌類產品進行其它熱處理常用頻率，現所有鋼軌中頻淬火廠家，以及絕大多數焊軌生產廠家焊縫正火均采用該頻率段進行加熱。但是，在鋼軌淬火熱處理時，特別強調的是對軌頭部位加熱，而焊縫熱處理時，不僅要求對軌頭，而且對軌腰，尤其對軌底角加熱溫度的要求更高。這是因為鋪設在線路上的鋼軌，軌底角總是承受著拉應力；同時，軌底角焊縫也是缺陷多發部位，如晶粒得不到細化，強度韌性即得不到提高，焊縫開裂的可能性加大。

在實際應用中，只用900Hz頻率進行焊縫感應正火處理，軌底角溫度仍然存在達不到相變要求溫度的情況。經分析研究，這是由于鋼軌斷面金屬分配不均勻性，使得正火加熱時感應電流在鋼軌斷面各處分布不均造成的。即軌頭金屬厚大，軌底金屬薄少，尤其是在軌底兩角邊緣20-30mm寬度范圍內，在該頻率段正火加熱時，后期溫度不再上升，達不到奧氏體相變要求溫度，因此，無法消除該處的粗晶狀態。而此處又正好是灰斑易發區，使用中以及落錘時應力最大。針對這種情況，各地采取許多措施來補足這里的溫度，如用氧乙炔焰補充加熱，用鐵素體不銹鋼在軌角屏蔽，提高中頻電流的頻率等，除用火焰補充加熱外，軌底角溫度上升都不理想。這是由于在該頻率段下，感應加熱鋼軌時，鋼軌中產生的感應電流在加熱的不同時期分布狀態發生了變化，尤其在后期，感應電流在軌角處發生抵消作用，不能接續加熱形成的結果。

進入21世紀后，各大鋼廠研發了各種金屬的軌種和軌型。隨著鐵路幾次大提速、加大運量后，鐵路運輸安全對鋼軌焊縫有了更高的要求，鐵道部制定了新的焊接標準。原有正火設備及工藝技術已無法滿足新標準的要求。原有技術對新的鋼軌軌種、軌型這樣不規則形狀的金屬正火，使鋼軌上端溫度可以根據加熱功率以及時間延長都能上升到1000℃以上，直到熔化鋼軌頂部，但鋼軌底角溫度無論怎樣調整加熱功率和改變加熱時間以及改變加熱線圈結構的方法都無法突破760℃。鋼軌焊接質量就成了困擾鋼軌焊接的一大難題。

發明內容：

本發明的目的在于提供一種對鋼軌焊縫不均勻斷面或異型鋼材實現均勻加熱的一種鋼軌焊縫雙頻正火工藝。

本發明的目的由如下技術方案實施：一種鋼軌焊縫雙頻正火工藝包括有如下生產步驟：(1)低頻加熱；(2)高頻加熱；

其中(1)低頻加熱：設定正火設備的功率和頻率，其中所述功率在60KW-80KW，頻率在800Hz-1200Hz，對鋼軌的焊縫進行加熱60s-130s；

(2)高頻加熱；設定正火設備的功率和頻率，其中所述功率在60KW-75KW，頻率在2000Hz-2800Hz，對鋼軌的焊縫進行加熱70s-100s，結束正火工藝。

一種鋼軌焊縫雙頻正火工藝對于異型鋼材實現均勻加熱處理的用途。

本發明的優點在于：本發明在鋼軌焊縫加熱過程中，根據鋼軌軌種、軌型的不同，先采用800Hz-1200Hz頻率的中頻電流加熱，發揮這一頻率段對鋼軌焊縫加熱能夠深入鋼軌內部的特點，當低頻率電流加熱到鋼軌底角邊沿的溫度達到730℃時，進入2000Hz-2800Hz頻率的中頻頻率加熱，充分發揮高頻率加熱有表面和邊角積聚的特征，從而使鋼軌焊縫軌底角邊沿的加熱不均勻現象得到有效的改變。使鋼軌焊縫底角邊沿溫度達到了780℃，鋼軌頭部溫度達到880℃，并且溫度范圍可根據鋼軌軌種、軌型不同任意可調，完全解決了鋼軌焊縫正火溫度均勻性問題，該項技術也可使異型鋼材實現均勻加熱處理。原有的技術鋼軌焊縫軌底角溫度最高達到730℃，只適應50kg/m、60kg/m鋼軌焊縫正火，且加熱溫度不均勻。而本發明鋼軌焊縫雙頻正火工藝鋼軌焊縫軌底角溫度最高達到900℃，適應50kg/m、60kg/m、68kg/m、75kg/m鋼軌焊縫正火。

具體實施方式：

實施例1：根據具體的鋼軌軌種，如50kg/m的鋼軌，一種鋼軌焊縫雙頻正火工藝包括有如下生產步驟：(1)低頻加熱；(2)高頻加熱；

其中(1)低頻加熱：設定正火設備的功率和頻率，其中功率在60KW，頻率在1100Hz-1200Hz，溫度在500℃-730℃對鋼軌的焊縫進行加熱60s；