[发明专利]高寒地区铁路贝氏体钢组合辙叉修复专用焊条

说明书

技术领域

本发明属于焊接技术领域，特别是涉及一种高寒地区铁路新型组合辙叉修复专用焊条。并能直接修复，使修复层的强度、韧性、硬度、耐磨性在高寒地区与新型组合辙叉性能匹配。

背景技术

随着我国铁路快速发展，近几年，在铁路钢轨及铁路辙叉已发展和应用高性能、长寿命的贝氏体组合辙叉和贝氏体钢轨，其主要破坏形式是辙叉心轨及钢轨在火车轮轨反复冲击及压力、弯曲作用下，工作面出现疲劳剥落和磨损，其修复办法是现场进行补焊。目前在铁路辙叉补焊和修复使用的堆焊焊条主要是KD286等高锰钢系列堆焊焊条，以及中国专利89209854.6、94112743.5、95110760.7都属高锰钢系列堆焊焊条，都是为了满足高锰钢辙叉而发展的。同时传统的U71Mn钢轨，无论是全淬钢轨还是感应表面淬火钢轨，其补焊和修复焊条主要是J306，且焊补时需预热及焊后处理，为现场施工及修复带来极大不便，增加成本，目前铁路系统急需研究在不预热条件下，能现场修复和补焊钢轨的新型焊条。针对高性能贝氏体组合辙叉，已有专利ZL200610020694.0（铁路钢轨及组合辙叉修复专用贝氏体焊条）开始应用修复，目前此焊条在一般地区应用效果比较好，在高寒地区应用，脆性大，使用性能差；需发明一类在高寒地区应用的铁路新型组合辙叉修复专用焊条。

发明内容

为了满足高寒地区应用的新型的高性能、长寿命的贝氏体组合辙叉和贝氏体钢轨补焊和修复的需要，以及克服现有铁路钢轨补焊和修复使用的堆焊焊条的不足，本发明提供一种高寒地区应用的铁路组合辙叉专用贝氏体焊条，该堆焊焊条焊前不用预热，焊后不用热处理，电弧稳定，焊接性能较好，低温性能好。

本发明提供了一种高寒地区应用的铁路组合辙叉专用贝氏体焊条，其技术方案是：⑴焊芯为HO8A或HO8Mn或HO8MnA焊丝。

⑵焊条药皮的成分及重量百分比分别为：药皮各组分的重量百分配比是：大理石：15~50%，萤石：5~20%，石英：5~20%，钛白粉：1-10%，稀土硅铁：2~10%，钛铁：5~20%，硅铁：1~10%，铬铁：1~8%，钼铁：0.1~5%，金属镍：0.1~5%，少量的钛铁、钒铁（0.05-0.3%）。在上述配方的基础上，加入10~30%的水玻璃（钾钠混合水玻璃），钾钠水玻璃的比例为1:3，模数（M）为2.8~3.2，浓度约为45~47°Be。

⑶堆焊修复熔覆层的成分及重量百分比分别为：Cr：0.5~2%，Si：1~3%，Mo：0.1~2%，Ni：0.1~2%，C：0.1~0.3%，微量稀土，其余为铁和总量＜0.5%的杂质。上述药皮与焊芯的重量比为0.4~1.0。上述药皮中还可还含有钛铁：0.05-0.3%，钒铁：0.05-0.3%，其百分数为重量百分数。

本发明针对高寒地区铁路新型组合辙叉修复，需要耐磨、低温韧性好，修复层使用寿命长。具有以下优点：1、由于本发明提供的焊条能在贝氏体钢轨和贝氏体组合辙叉的补焊和修复中，使堆焊修复的熔覆层形成贝氏体组织，因而能与被焊对象的组织形态完全匹配。

2、由于本发明提供的焊条中含有钛铁、硅铁、稀土，因而能够利用它们联合脱氧，降低焊缝金属扩散氢以及氧化夹杂物的含量，从而提供补焊、修复层的韧性和致密性。

3、由于本发明提供的焊条选用了大理石-萤石渣系，使整个药皮呈碱性低氢性，药皮的碱度为2.0~4.0，加之药皮与焊芯的重量比为0.4~1.0，因而提高合金元素由药皮向熔覆层的过度系数，增加焊接熔覆层的抗裂性。

4、由于本发明提供的焊条中含有金属铬、钼、稀土和钒钛，因而能使补焊、修复层金属晶粒细化，形成贝氏体（粒状贝氏体）组织，保证补焊、修复层优良的硬度、韧性及耐磨性，和较高的低温韧性。

5、由于本发明提供的焊条能在贝氏体钢轨和贝氏体组合辙叉的补焊和修复中，使堆焊修复的熔覆层形成耐冲击韧性、耐磨性俱佳的贝氏体组织，因而能显著延长钢轨和组合辙叉补焊、修复后的使用寿命。

6、由于本发明提供的焊条对已疲劳磨损的铁路钢轨、组合辙叉进行补焊修复，不仅可实现焊前不预热，焊后不热处理，简化焊接工艺，降低焊接成本的优异焊接性，而且焊接使电弧稳定性优良，飞溅较少，熔化系数大，脱渣性良好，焊缝成型好。

7、本发明提供的焊条不仅适用于贝氏体钢轨和贝氏体组合辙叉的补焊和修复，同时也适用于传统的U71Mn钢轨的补焊和修复，且能克服已有焊条焊补使需要预热，焊后还需热处理的缺点。

具体实施方式