[發明專利]控制極上限Mn含量R350HT鋼軌閃光焊接接頭組織的工藝

有效

• 申請號: 201910790055.X
• 申請日: 2019-08-26
• 公開（公告）號: CN110480138B
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發明（設計）人: 陸鑫;李大東;白威;徐飛翔
• 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;B23K11/16;B23K11/34
• 代理公司: 成都虹橋專利事務所(普通合伙) 51124
• 代理人: 張小麗

本發明公開了一種控制極上限Mn含量R350HT鋼軌閃光焊接接頭組織的工藝，屬于鋼軌閃光焊接技術領域。本發明為解決現有技術中易導致R350HT鋼軌閃光焊接頭出現馬氏體組織的技術問題，提供了一種控制極上限Mn含量R350HT鋼軌閃光焊接接頭組織的工藝，包括焊接工藝和焊后處理；焊接工藝中，控制焊接熱輸入為8.5～9.5MJ的脈動或預熱閃光焊接，焊接頂鍛量為15.5～16.0mm；焊后處理中，將接頭自然冷卻至575～585℃，然后保溫冷卻至≤250℃，最后自然冷卻至室溫。通過對鋼軌化學成分、熱軋工藝、焊接工藝、焊后冷卻的綜合控制，確保了鋼軌閃光焊接頭中無馬氏體等異常組織，并同時保證接頭力學性能。

技術領域

本發明屬于鋼軌閃光焊接技術領域，具體涉及一種控制極上限Mn含量R350HT鋼軌閃光焊接接頭組織的工藝。

背景技術

隨著無縫線路技術在客運、貨運以及高速、重載等鐵路建設在世界范圍內的快速發展，鋼軌接頭的質量越來越引起相關部門的重視。鐵道線路作為列車運行的直接載體，其質量的可靠性是列車安全運行的關鍵。鋼軌閃光焊接頭屬于整個線路的薄弱環節，其質量的好壞可直接影響鐵路的安全性。而在鋼軌閃光焊接頭的基體中，馬氏體組織屬于硬脆相，具有很高的硬度和極低的韌性，是鋼軌焊接生產過程中對母材與接頭影響較為嚴重的異形組織，極易引起鋼軌在線路上斷裂、掉塊甚至揭蓋等現象的發生，嚴重影響列車的安全運行。

目前，國內外主流的鋼軌閃光焊接標準和企業技術條件中，對接頭中馬氏體的形態及含量均做了不同程度的規定。歐標BS EN 14587-2:2009《Rail way applications-Track-Flash butt welding of rails.Part 2:New R220 R260 R260Mn and R350HTgrade rails by mobile welding machines at sites other than a fixed plant》標準中規定，采用光學顯微鏡在100×的放大倍數下進行觀察，不能出現馬氏體或貝氏體等有害組織，取樣位置為鋼軌垂直中心面，應在軌頭及軌低取樣，軌頭位置取1個，試樣大小20×20mm，兩個軌底腳各取1個，試樣大小10×20mm；歐標R350HT鋼軌為EN 13674-1-2011《Railway applications-Track-Rail Part 1:Vignole railway rails 46kg/m andabove》標準中規定的熱處理鋼軌，其C含量為0.70～0.82％，Mn含量為0.65～1.25％，Si含量為0.13～0.60％，Cr含量≤0.15％，其力學性能為Rm≥1175MPa，A≥9％，踏面硬度≥350HB，廣泛運用于國外國鐵和地鐵線路。并且，世界各國對鋼軌閃光焊接頭中馬氏體的形態以及含量要求極高。如何通過焊接工藝以及焊后處理工藝來抑制和消除鋼軌閃光焊接頭中馬氏體的產生是鋼軌閃光焊接頭質量是否達標的重要因素。

然而，EN標準的R350HT鋼軌成分范圍比較寬，常用高Mn的合金元素設計鋼種化學成分，僅考慮鋼軌熱軋后的力學性能滿足EN標準合格，未考慮到用戶在使用過程中的焊接驗收標準變化，導致在閃光焊接頭踏面下中心面的金相顯微組織檢查總是存在馬氏體組織，無法通過焊接型檢。