[发明专利]60kg/m过共析钢轨气压焊接方法及装置

说明书

本发明公开了一种60kg/m过共析钢轨气压焊接方法，包含以下步骤：步骤一，使用氧‑乙炔火焰加热钢轨的待焊部位，其中，气压焊接装置的加热器以3～5mm的幅度摆动，加热时间300～350s，氧气流量75～90L/min，乙炔流量85～95L/min；待钢轨的待焊部位的表面温度为1250～1350℃时关闭燃气以停止加热；步骤二，执行顶锻焊接，并在顶锻焊接完成后执行一次保压；步骤三，执行推凸和二次保压；以及步骤四，对钢轨的焊接接缝进行热处理。该方法有效提高了60kg/m过共析钢轨焊接接头的质量。本发明同时公开了一种用于执行该方法的装置。

技术领域

本发明属于焊接技术领域，特别涉及到一种60kg/m过共析钢轨气压焊接方法及用于执行该方法的装置。

背景技术

无缝线路的兴起和发展代表着铁道施工和铁路建设的重大突破和里程碑。过共析钢轨的含碳量通常在0.90～1.10重量％范围内，抗拉强度≥1300MPa，踏面硬度≥390HB，适用于制造高强、超大钢轨，例如典型的60kg/m过共析钢轨。目前无缝线路的钢轨焊接方式主要有闪光焊(又称接触焊，包括基地闪光焊和移动闪光焊)、铝热焊和气压焊等三种。基地闪光焊多用于厂内焊接；现场换铺锁定焊以及断轨修复采用铝热焊。钢轨铝热焊对焊剂以及现场焊接工艺要求高。因焊剂成分及预热温度方面控制困难，焊缝为铸造组织，所以接头质量不高，铝热焊焊缝硬度远远低于母材，导致在重载线路上接头磨耗严重。

因此，重载无缝线路焊接接头是薄弱环节，对于高强、超大钢轨，研究如何进行强韧化焊接，获得接头与母材媲美的预期目标，具有重要意义。

发明内容

本发明公开一种60kg/m过共析钢轨气压焊接方法，解决60kg/m过共析钢轨采用移动闪光焊接质量不稳定，钢轨内部成分偏析对焊接质量影响，连续15支接头通过落锤困难问题。本发明同时公开了一种用于执行该方法的装置。

依据本发明，提供一种60kg/m过共析钢轨气压焊接方法，包含以下步骤：

步骤一，使用氧-乙炔火焰加热钢轨的待焊部位，其中，气压焊接装置的加热器以3～5mm的幅度摆动，加热时间300～350s，氧气流量75～90L/min，乙炔流量85～95L/min；待钢轨的待焊部位的表面温度为1250～1350℃时关闭燃气以停止加热；

步骤二，执行顶锻焊接，并在顶锻焊接完成后执行一次保压；

步骤三，执行推凸和二次保压；以及

步骤四，对钢轨的焊接接缝进行热处理。

依据本发明的一个实施例，步骤一中还包含，加热时对钢轨的待焊部位施加初始压力7～8T。

依据本发明的一个实施例，加热器为包含多个火孔的射吸式对开加热器，多个火孔布置为使火焰朝向钢轨的待焊部位喷射并且具有0.5mm～0.8mm的直径。

依据本发明的一个实施例，多个火孔包含：

朝向钢轨的顶面开口且直径为0.7mm的多个轨顶面火孔；

朝向钢轨的顶侧面开口且直径为0.8mm的多个轨顶侧面火孔；

朝向钢轨的轨腰开口且直径为0.7mm的多个轨腰火孔；

朝向钢轨的轨底三角区开口且直径为0.8mm的多个轨底三角区火孔；

朝向钢轨的轨底角开口且直径为0.5mm的多个轨底角火孔；

朝向钢轨的轨底角与轨底板中间厚度过渡部位开口且直径为0.6mm和0.7mm的过渡部位火孔；以及

朝向钢轨的轨底板中间开口且直径为0.8mm的多个轨底板中间火孔。

依据本发明的一个实施例，顶锻焊接的顶锻力为55～60T，顶锻速度为12～16mm/s，顶锻量为29mm～33mm。