[发明专利]控制中下限Mn含量R350HT钢轨闪光焊接接头组织的工艺

说明书

本发明公开了一种控制中下限Mn含量R350HT钢轨闪光焊接接头组织的工艺，属于钢轨闪光焊接技术领域。本发明为解决现有技术中易导致R350HT钢轨闪光焊接头出现马氏体组织的技术问题，提供了一种控制中下限Mn含量R350HT钢轨闪光焊接接头组织的工艺，包括焊接工艺和焊后处理；焊接工艺中，控制焊接热输入为5.0～7.0MJ的脉动或预热闪光焊接，焊接顶锻量为12.0～14.5mm；焊后处理中，将接头置于空气中自然冷却至室温。通过对钢轨化学成分、热轧工艺、焊接工艺、焊后冷却的综合控制，确保了钢轨闪光焊接头中无马氏体等异常组织，并同时保证接头力学性能。

技术领域

本发明属于钢轨闪光焊接技术领域，具体涉及一种控制中下限Mn含量R350HT钢轨闪光焊接接头组织的工艺。

背景技术

随着无缝线路技术在客运、货运以及高速、重载等铁路建设在世界范围内的快速发展，钢轨接头的质量越来越引起相关部门的重视。铁道线路作为列车运行的直接载体，其质量的可靠性是列车安全运行的关键。钢轨闪光焊接头属于整个线路的薄弱环节，其质量的好坏可直接影响铁路的安全性。而在钢轨闪光焊接头的基体中，马氏体组织属于硬脆相，具有很高的硬度和极低的韧性，是钢轨焊接生产过程中对母材与接头影响较为严重的异形组织，极易引起钢轨在线路上断裂、掉块甚至揭盖等现象的发生，严重影响列车的安全运行。

目前，国内外主流的钢轨闪光焊接标准和企业技术条件中，对接头中马氏体的形态及含量均做了不同程度的规定。欧标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》标准中规定，采用光学显微镜在100×的放大倍数下进行观察，不能出现马氏体或贝氏体等有害组织，取样位置为钢轨垂直中心面，应在轨头及轨低取样，轨头位置取1个，试样大小20×20mm，两个轨底脚各取1个，试样大小10×20mm；欧标R350HT钢轨为EN 13674-1-2011《Railway applications-Track-Rail Part 1:Vignole railway rails 46kg/m andabove》标准中规定的热处理钢轨，其C含量为0.70～0.82％，Mn含量为0.65～1.25％，Si含量为0.13～0.60％，Cr含量≤0.15％，其力学性能为Rm≥1175MPa，A≥9％，踏面硬度≥350HB，广泛运用于国外国铁和地铁线路。并且，世界各国对钢轨闪光焊接头中马氏体的形态以及含量要求极高。如何通过焊接工艺以及焊后处理工艺来抑制和消除钢轨闪光焊接头中马氏体的产生是钢轨闪光焊接头质量是否达标的重要因素。

然而，EN标准的R350HT钢轨成分范围比较宽，常用高Mn的合金元素设计钢种化学成分，仅考虑钢轨热轧后的力学性能满足EN标准合格，未考虑到用户在使用过程中的焊接验收标准变化，导致在闪光焊接头踏面下中心面的金相显微组织检查总是存在马氏体组织，无法通过焊接型检。