[发明专利]U71MnH钢轨焊接接头的热处理方法

说明书

本发明涉及U71MnH钢轨焊接接头的热处理方法，属于钢轨焊接技术领域。本发明为了解决现有钢轨焊接接头在热处理过程中冷却时因局部冷速高于临界转变温度，而产生马氏体等有害组织影响接头硬度的问题，提供了一种U71MnH钢轨焊接接头的热处理方法，该方法是：对焊后冷却至300℃以下的U71MnH钢轨焊接接头焊缝区域加热至915‑935℃后停止加热，采用喷风冷却，待钢轨接头踏面温度降至405‑432℃后停止喷风冷却，自然冷却至室温。采用本发明方法有效控制U71MnH钢轨焊接接头的硬度的同时，保证了接头组织正常。

技术领域

本发明属于钢轨焊接技术领域，具体涉及U71MnH钢轨焊接接头的热处理方法。

背景技术

钢轨焊接具有加热温度高、加热速度快、高温停留时间短、温度分布不均匀及在空冷条件下连续冷却等特点，在接头尤其是热影响区容易出现组织粗大，甚至易形成马氏体、贝氏体等有害组织，使接头处出现硬化、脆化等现象；同时焊后接头产生内部应力，在复杂的外部应力作用下，极易发生断裂，成为线路运营的薄弱环节。为释放应力，细化晶粒，改变接头组织形态，改善已降低的性能状态，需对钢轨接头进行焊后热处理。

专利文献CN108103299A公开了一种全长淬火钢轨焊后热处理工艺，该工艺将便携式钢轨淬火器的风压调整到0.8～1.0Mpa、水量调整到15～20ml/s并达到雾化要求，当焊接接头温度降到400±10℃时，用氧炔焰加热焊接接头3～5分钟，测量接头温度达到900℃±10℃时，保温，使接头温度均衡，当温度达到800℃±10℃时，使用便携式钢轨淬火器喷雾，喷雾时间为100秒±10秒，喷雾完毕，自然冷却，当温度降到400℃±10℃时，打磨整型，探伤，检测钢轨及检测接头符合要求。该工艺通过热处理方法解决了钢轨的平滑程度，使钢轨可以无限长度化，但未对焊接接头的硬度做研究；同时该工艺采用喷雾的方式对焊接接头进行冷却，若雾化效果不达标，使冷却介质中含有较大颗粒的水滴，使钢轨接头表面局部冷速高于临界转变温度，进而在该区域产生马氏体等有害组织，接头硬度存在过高的风险。

许鑫等(铁道建筑，2016(08)：145-148)利用新型感应加热线圈对焊接接头进行焊后热处理，加热温度880±10℃；加热时间130s；风压0.06～0.10MPa；喷风时间150s。使用新型感应加热线圈在上述工艺参数下进行焊后热处理后，接头踏面与母材硬度的比值为1.01，轨头、轨底三角区及2个轨底角晶粒得到细化，晶粒度级别可达9级以上。但其研究对象为U71Mn热轧钢轨，该方法不适用于U17MnH钢轨。

发明内容

本发明为了解决钢轨焊接接头在冷却过程中因局部冷速高于临界转变温度，而产生马氏体等有害组织使焊接接头硬度偏低。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是提供了U71MnH钢轨焊接接头的热处理方法。该方法包括如下步骤：对焊后冷却至300℃以下的U71MnH钢轨焊接接头焊缝区域加热至915-935℃后停止加热，采用喷风冷却，待钢轨接头踏面温度降至405-432℃后停止喷风冷却，自然冷却至室温。

其中，在上述U71MnH钢轨焊接接头的热处理方法中，U71MnH钢轨焊接接头焊缝区域加热方式采用中频感应电加热或氧乙炔火焰加热。

其中，在上述U71MnH钢轨焊接接头的热处理方法中，所述U71MnH钢轨焊接接头焊缝区域加热时间控制在135-250s。

其中，在上述U71MnH钢轨焊接接头的热处理方法中，所述喷风冷却的起始接头踏面温度控制在710-810℃。

其中，在上述U71MnH钢轨焊接接头的热处理方法中，所述喷风冷却的喷风口距离钢轨接头表面30±2mm。

其中，在上述U71MnH钢轨焊接接头的热处理方法中，所述喷风风压为0.1±0.05MPa。

其中，在上述U71MnH钢轨焊接接头的热处理方法中，所述钢轨接头焊缝区域是指熔合线两侧各20mm内的区域。