[發明專利]60kg/m R260熱軋鋼軌移動閃光焊接的方法

有效

• 申請號: 201810834827.0
• 申請日: 2018-07-26
• 公開（公告）號: CN108890106B
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 陸鑫;李大東;王若愚;鄧健
• 申請（專利權）人: 攀鋼集團攀枝花鋼鐵研究院有限公司
• 主分類號: B23K11/04
• 分類號: B23K11/04
• 代理公司: 成都虹橋專利事務所(普通合伙) 51124
• 代理人: 許澤偉

本發明公開了一種60kg/m R260熱軋鋼軌移動閃光焊接的方法，包括閃光、閃平、加速燒化、頂鍛和保壓五個階段；焊接過程中焊接的總熱輸入量為3.0～4.8MJ，焊接的總持續時間為110～135s，焊接的頂鍛量為12.4～16.7mm。本發明通過控制移動閃光焊接過程中的總焊接熱輸入量、總焊接時間和頂鍛量，以及控制閃光、閃平、加速燒化、頂鍛和保壓五個階段各自的焊接熱輸入量和持續時間，來改善鋼軌的焊接質量；通過本發明可成功將60kg/m R260熱軋鋼軌進行移動閃光焊接，將整個60kg/m R260熱軋鋼軌移動閃光焊接接頭的熱影響區總寬度控制在32mm以內，且總寬度的最大值和最小值之差不超過8.2mm，鋼軌接頭的內部缺陷少、焊接質量穩定。

技術領域

本發明涉及鋼軌焊接技術領域，尤其是一種60kg/m R260熱軋鋼軌移動閃光焊接的方法。

背景技術

鋼軌閃光焊接頭是由焊接區及毗鄰的鋼軌母材構成，焊接區又劃分為焊縫和焊接熱影響區(HAZ)。按照鋼軌母材上各點距焊縫的距離，又可將熱影響區大致分為三個區域：粗晶區、細晶區及不完全重結晶區。粗晶區也稱過熱區，該區域溫度一般在1200℃左右，緊鄰半熔化區。在鋼軌溫度超過1100℃時，晶粒會嚴重粗大，并且停留時間越長，加熱區就越寬，晶粒粗化也越嚴重。在隨后的冷卻過程中很容易形成魏氏組織。粗晶脆化是此區域的特征，是焊接接頭中最薄弱的環節。細晶區即為相變重結晶區，又稱正火區。此區域溫度范圍約在Ac3～ 1000℃，細晶區鋼軌金屬的鐵素體和珠光體全部轉變成為奧氏體，冷卻后金屬晶粒均勻而細小。不完全重結晶區又稱部分相變區，此區域溫度范圍在Ac1～Ac3，此區域特點是晶粒大小不一，組織不均勻。由于焊接本身具有加熱溫度高、加熱速度快、高溫停留時間短、局部加熱溫度分布不均勻和在自然條件下連續冷卻的特點，就必然使的接頭組織，尤其是熱影響區的組織轉變有著與鋼軌軋制不同的規律和特點，并在焊縫周邊形成具有不同形態的組織(甚至形成貝氏體、馬氏體等有害組織)，進而使其機械性能產生較大的差異，熱影響區越寬，差異就越明顯。在現有國內外鋼軌閃光焊接標準或技術規范中，均對鋼軌熱影響區的寬度做了明確規定，熱影響區越窄，越有利于降低有害組織出現的幾率，母材與焊接區的過度越平順。

目前，國內外均采用軌腰夾持的方式進行鋼軌夾緊和導電，并采用脈動閃光焊工藝焊接，所焊接的60kg/m R260熱軋鋼軌接頭的熱影響區總寬度不均勻，接頭軌腰處經常出現“鼓肚”現象，熱影響區的總寬度過大，且熱影響區的寬度最大值與最小值差值較大，嚴重影響鋼軌的機械性能。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：提供一種可對熱影響區寬度進行有效控制、減小鋼軌結構內部缺陷、提高焊接質量的60kg/m R260熱軋鋼軌移動閃光焊接的方法。

本發明所述的60kg/m R260熱軋鋼軌移動閃光焊接的方法，包括閃光、閃平、加速燒化、頂鍛和保壓五個階段；焊接過程中焊接的總熱輸入量為3.0～4.8MJ，焊接的總持續時間為 110～135s，焊接的頂鍛量為12.4～16.7mm。

進一步的是：閃平階段的焊接熱輸入量為1.8～2.0MJ，鋼軌燒化位移量為0.7～1.2mm，持續時間為19～20s；閃光階段的焊接熱輸入量為1.0～1.5MJ，鋼軌燒化位移量為9.0～11.0mm，持續時間為50～60s；加速燒化階段的焊接熱輸入量為0.5～0.6MJ，鋼軌燒化位移量為13.0～14.0mm，持續時間為32～34s；頂鍛階段的焊接熱輸入量為0.2MJ，鋼軌燒化位移量為15.0～16.0mm，持續時間為2～7s，帶電頂鍛時間為0.6～1.0s；保壓階段的持續時間為12～13s。

進一步的是：保壓階段的保壓壓力為28～37t。