[发明专利]一种U71MnG高速钢轨焊接接头的焊后热处理方法

说明书

本发明公开一种U71MnG高速钢轨焊接接头的焊后热处理方法，其包括对焊后冷却至300℃以下的U71MnG钢轨焊接接头焊缝区域加热至880‑910℃后停止加热，采用喷风冷却，待钢轨接头踏面温度降至410‑455℃后停止喷风冷却，自然冷却至室温；所述喷风冷却的喷风风压为0.03±0.01MPa。本发明提供的热处理方法能够有效提高钢轨焊接接头的硬度，并能够保证钢轨焊接接头组织形态正常，改善已降低的性能状态。

技术领域

本发明属于钢轨焊接技术领域，具体涉及一种U71MnG高速钢轨焊接接头的焊后热处理方法。

背景技术

钢轨闪光焊接头性能除了主要受到焊接缺陷、焊机状态和钢轨母材的影响外，还受到焊后热处理的影响。国内钢轨闪光焊与国外钢轨闪光焊工艺的最大区别在于是否进行焊接接头正火热处理。国外热轧钢轨不进行焊后热处理，只是热处理钢轨进行焊后热处理，我国要求所有钢轨闪光焊接头都需要进行焊后正火热处理。国外热轧钢轨闪光焊接头焊接热影响区的宽度较窄，且上下宽度一致。焊缝金相晶粒度较为粗大，以铁素体网构成的奥氏体晶界来分析晶粒度只有1级左右。国内闪光焊整个接头需要经过正火热处理。由于热处理需要覆盖原闪光焊接头热影响区，因此，热影响加热宽度明显大于焊态热影响区宽度。最主要的是钢轨闪光焊焊缝经过热处理后，金属显微组织明显细化，晶粒度从1级提高到8级以上，很好的改善了钢轨闪光焊接头的韧性。焊缝经过热处理后，钢轨闪光焊接头的塑性和韧性得到大幅度提高。这是由于热处理大幅度细化了焊缝晶粒，降低了碳在合金中的固溶度，因此大幅度提高了钢轨焊接接头的韧性。因此焊接接头焊后热处理工艺对提高高速钢轨质量具有非常重要意义。

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，造成硬度降低、甚至易形成马氏体等有害组织，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。

发明内容

针对现有技术中存在的一个或多个问题，本发明一个方面提供一种U71MnG高速钢轨焊接接头的焊后热处理方法，其包括对焊后冷却至300℃以下的U71MnG钢轨焊接接头焊缝区域加热至880-910℃后停止加热，采用喷风冷却，待钢轨接头踏面温度降至410-455℃后停止喷风冷却，自然冷却至室温；所述喷风冷却的喷风风压为0.03±0.01MPa；其中所述焊缝区域是指熔合线两侧各20mm内的区域。

在一些实施方式中，所述喷风冷却的起始接头踏面温度控制在745-810℃。

在一些实施方式中，对所述U71MnG高速钢轨焊接接头焊缝区域的加热方式为采用双感应电加热或氧乙炔火焰加热。

在一些实施方式中，对所述U71MnG高速钢轨焊接接头焊缝区域的加热时间控制在100-190s。

在一些实施方式中，所述喷风冷却的喷风口距离钢轨接头表面20±5mm。

基于以上技术方案提供的U71MnG高速钢轨焊接接头的焊后热处理方法通过控制加热温度、喷风风压和终冷温度提高了U71MnG钢轨焊接接头的硬度，使得其焊接接头的硬度平均值H_J与母材硬度平均值H_P的比值K₁满足1.10≥K₁≥0.95；焊接接头软点硬度平均值H_J1与母材硬度平均值H_P的比值K₂≥0.80；软化区域小于20mm，满足标准要求。另外，本发明方法在有效控制钢轨焊接接头硬度的同时，还保证了钢轨焊接接头组织形态正常，改善了已降低的性能状态。本发明方法具有良好的推广应用前景，可在国内高速钢轨的焊接基地或在线焊接施工单位推广使用。

附图说明

图1为实施例1中U71MnG钢轨焊后热处理纵断面硬度曲线。