[发明专利]60kg/m R260热轧钢轨移动闪光焊接的方法

说明书

本发明公开了一种60kg/m R260热轧钢轨移动闪光焊接的方法，包括闪光、闪平、加速烧化、顶锻和保压五个阶段；焊接过程中焊接的总热输入量为3.0～4.8MJ，焊接的总持续时间为110～135s，焊接的顶锻量为12.4～16.7mm。本发明通过控制移动闪光焊接过程中的总焊接热输入量、总焊接时间和顶锻量，以及控制闪光、闪平、加速烧化、顶锻和保压五个阶段各自的焊接热输入量和持续时间，来改善钢轨的焊接质量；通过本发明可成功将60kg/m R260热轧钢轨进行移动闪光焊接，将整个60kg/m R260热轧钢轨移动闪光焊接接头的热影响区总宽度控制在32mm以内，且总宽度的最大值和最小值之差不超过8.2mm，钢轨接头的内部缺陷少、焊接质量稳定。

技术领域

本发明涉及钢轨焊接技术领域，尤其是一种60kg/m R260热轧钢轨移动闪光焊接的方法。

背景技术

钢轨闪光焊接头是由焊接区及毗邻的钢轨母材构成，焊接区又划分为焊缝和焊接热影响区(HAZ)。按照钢轨母材上各点距焊缝的距离，又可将热影响区大致分为三个区域：粗晶区、细晶区及不完全重结晶区。粗晶区也称过热区，该区域温度一般在1200℃左右，紧邻半熔化区。在钢轨温度超过1100℃时，晶粒会严重粗大，并且停留时间越长，加热区就越宽，晶粒粗化也越严重。在随后的冷却过程中很容易形成魏氏组织。粗晶脆化是此区域的特征，是焊接接头中最薄弱的环节。细晶区即为相变重结晶区，又称正火区。此区域温度范围约在Ac3～ 1000℃，细晶区钢轨金属的铁素体和珠光体全部转变成为奥氏体，冷却后金属晶粒均匀而细小。不完全重结晶区又称部分相变区，此区域温度范围在Ac1～Ac3，此区域特点是晶粒大小不一，组织不均匀。由于焊接本身具有加热温度高、加热速度快、高温停留时间短、局部加热温度分布不均匀和在自然条件下连续冷却的特点，就必然使的接头组织，尤其是热影响区的组织转变有着与钢轨轧制不同的规律和特点，并在焊缝周边形成具有不同形态的组织(甚至形成贝氏体、马氏体等有害组织)，进而使其机械性能产生较大的差异，热影响区越宽，差异就越明显。在现有国内外钢轨闪光焊接标准或技术规范中，均对钢轨热影响区的宽度做了明确规定，热影响区越窄，越有利于降低有害组织出现的几率，母材与焊接区的过度越平顺。

目前，国内外均采用轨腰夹持的方式进行钢轨夹紧和导电，并采用脉动闪光焊工艺焊接，所焊接的60kg/m R260热轧钢轨接头的热影响区总宽度不均匀，接头轨腰处经常出现“鼓肚”现象，热影响区的总宽度过大，且热影响区的宽度最大值与最小值差值较大，严重影响钢轨的机械性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种可对热影响区宽度进行有效控制、减小钢轨结构内部缺陷、提高焊接质量的60kg/m R260热轧钢轨移动闪光焊接的方法。

本发明所述的60kg/m R260热轧钢轨移动闪光焊接的方法，包括闪光、闪平、加速烧化、顶锻和保压五个阶段；焊接过程中焊接的总热输入量为3.0～4.8MJ，焊接的总持续时间为 110～135s，焊接的顶锻量为12.4～16.7mm。

进一步的是：闪平阶段的焊接热输入量为1.8～2.0MJ，钢轨烧化位移量为0.7～1.2mm，持续时间为19～20s；闪光阶段的焊接热输入量为1.0～1.5MJ，钢轨烧化位移量为9.0～11.0mm，持续时间为50～60s；加速烧化阶段的焊接热输入量为0.5～0.6MJ，钢轨烧化位移量为13.0～14.0mm，持续时间为32～34s；顶锻阶段的焊接热输入量为0.2MJ，钢轨烧化位移量为15.0～16.0mm，持续时间为2～7s，带电顶锻时间为0.6～1.0s；保压阶段的持续时间为12～13s。

进一步的是：保压阶段的保压压力为28～37t。