一种改善U76CrRE热处理钢轨铝热焊接头质量的方法与流程

一种改善u76crre热处理钢轨铝热焊接头质量的方法
技术领域
1.本发明涉及冶金、钢轨焊接技术领域，尤其涉及一种改善u76crre热处理钢轨铝热焊接头质量的方法。


背景技术：

2.钢轨铝热焊是线路抢修和车站站台钢轨连接必不可少的一种焊接方法，钢轨焊接接头的好坏，直接关系到铁路运输的安全与否。铝热焊焊接工艺灵活，焊接过程中工艺参数控制相对宽泛。焊接过程中每个环节将影响钢轨焊接接头的质量，在钢轨铝热焊焊剂确定后，钢轨接头质量的好坏取决于焊接过程中参数控制的准确性。其中对铝热焊接头影响最大的两个性能指标静弯和疲劳性能，是一对相互矛盾的指标，钢轨焊接过程中的参数控制对两者的影响较大，焊接过程中的操作稳定性和控制准确性，对接头的静弯和疲劳影响最为突出。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种改善u76crre热处理钢轨铝热焊接头质量的方法，通过控制钢轨铝热焊过程中的焊接工艺参数，有利于提高钢轨铝热焊接头质量的稳定性。
4.为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
5.本发明一种改善u76crre热处理钢轨铝热焊接头质量的方法，包括：
6.钢轨铝热焊选择焊剂为法焊焊剂；
7.钢轨铝热焊包括焊接前准备、焊接及焊接后处理；
8.按照法焊焊剂铝热焊工艺进行钢轨焊接前的打磨及钢轨水平、垂直方向的对轨操作；
9.钢轨焊缝进行预热、浇注、推瘤及焊后打磨；
10.焊缝焊接前对焊缝端面进行预热，采用氧气和丙烷火焰进行预热，氧气压力值65-75psi，丙烷压力值9.5-10.5pis，对待焊接断面进行预热，钢轨预热温度范围850-950℃之间，预热目的减少钢轨待焊面与铝热焊熔池的温度差，改善钢轨接头的应力状态分布，同时清除钢轨沙模中的湿气，预热温度时间范围5分到5分40秒，预热枪与轨缝垂直居中，加热到钢轨轨头颜色微微发红；
11.焊药准备点火，从钢轨预热结束到点火，之间的时间间隔不超过25秒，浇注后流出最后一滴钢水开始计时，凝固时间5分30秒到5分55秒，浇注完成后开始拆模，推瘤时间在浇注完成后持续最短时间6分45秒到7分进行推瘤。
12.进一步的，焊接过程中严格控制钢轨三个焊接阶段的时间，加热过程中保证氧气和丙烷的压力，根据装瓶量调整气体开度大小。
13.进一步的，焊接前首先对待焊钢轨两端进行除锈打磨，打磨长度100-150mm，端面垂直度小于1mm。
14.进一步的，根据环境温度和钢轨状态，对钢轨表面进行烘干，焊接钢轨断面间距
26-28mm，且为保证每个接头的焊接稳定性，焊缝的间距尽量控制在某一固定值。
15.与现有技术相比，本发明的有益技术效果：
16.本发明的改善u76crre热处理钢轨铝热焊接头质量的方法提供了钢轨铝热焊过程中的焊接工艺参数，有利于提高钢轨铝热焊接头质量的稳定性。
具体实施方式
17.一种改善u76crre热处理钢轨铝热焊接头质量的方法，包括：钢轨材质与钢轨所用焊剂相匹配，首先对待焊钢轨两端进行除锈打磨，打磨长度100-150mm，端面垂直度小于1mm，根据环境温度和钢轨状态，对钢轨表面进行烘干，焊接钢轨断面间距26-28mm，且为保证每个接头的焊接稳定性，焊缝的间距尽量控制在某一固定值，本专利中确定间距为27
±
0.5mm。调整钢轨端头水平和垂直方向的位置，砂模安装过程中应该消除间隙，砂模安装后进行抹泥2遍。待焊钢轨端面进行预热，预热温度范围850-950℃，加热气体压力一定，控制预热时间，预热时间范围5分到5分40秒，随后进行点火融化焊剂，浇注后从最后一滴钢水流出后开始计时，凝固时间控制在5分30秒到5分55秒后拆模较为合适，推瘤时间在拆模后持续时间6分45秒到7分。保证推瘤时间不少于6分45秒，推瘤时间短影响焊接接头质量。
18.对比例1：
19.待焊两侧钢轨进行平直度和垂直度调整后，焊缝间距26mm，钢轨预热温度850℃，加热时间5分钟，凝固时间5分30秒，焊缝推瘤时间6分45秒，钢轨打磨按照标准执行。
20.实施例1：
21.待焊两侧钢轨进行平直度和垂直度调整后，焊缝间距27mm，钢轨预热温度900℃，加热时间5分20秒，凝固时间5分45秒，焊缝推瘤时间7分钟，钢轨打磨按照标准执行。
22.实施例2：
23.待焊两侧钢轨进行平直度和垂直度调整后，焊缝间距28mm，钢轨预热温度900℃，加热时间5分40秒，凝固时间5分55秒，焊缝推瘤时间7分钟，钢轨打磨按照标准执行。
24.表1对比例1
[0025][0026][0027]
表2对比例1铝热焊接头疲劳测试结果
[0028][0029]
表3实施例1铝热焊接头静弯测试结果
[0030][0031]
表4对比例1铝热焊接头疲劳测试结果
[0032][0033]
表5实施例2铝热焊接头静弯测试结果
[0034][0035]
表6对比例2铝热焊接头疲劳测试结果
[0036][0037]
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。


技术特征：
1.一种改善u76crre热处理钢轨铝热焊接头质量的方法，其特征在于，包括：钢轨铝热焊选择焊剂为法焊焊剂；钢轨铝热焊包括焊接前准备、焊接及焊接后处理；按照法焊焊剂铝热焊工艺进行钢轨焊接前的打磨及钢轨水平、垂直方向的对轨操作；钢轨焊缝进行预热、浇注、推瘤及焊后打磨；焊缝焊接前对焊缝端面进行预热，采用氧气和丙烷火焰进行预热，氧气压力值65-75psi，丙烷压力值9.5-10.5pis，对待焊接断面进行预热，钢轨预热温度范围850-950℃之间，预热目的减少钢轨待焊面与铝热焊熔池的温度差，改善钢轨接头的应力状态分布，同时清除钢轨沙模中的湿气，预热温度时间范围5分到5分40秒，预热枪与轨缝垂直居中，加热到钢轨轨头颜色微微发红；焊药准备点火，从钢轨预热结束到点火，之间的时间间隔不超过25秒，浇注后流出最后一滴钢水开始计时，凝固时间5分30秒到5分55秒，浇注完成后开始拆模，推瘤时间在浇注完成后持续最短时间6分45秒到7分进行推瘤。2.根据权利要求1所述的改善u76crre热处理钢轨铝热焊接头质量的方法，其特征在于，焊接过程中严格控制钢轨三个焊接阶段的时间，加热过程中保证氧气和丙烷的压力，根据装瓶量调整气体开度大小。3.根据权利要求1所述的改善u76crre热处理钢轨铝热焊接头质量的方法，其特征在于，焊接前首先对待焊钢轨两端进行除锈打磨，打磨长度100-150mm，端面垂直度小于1mm。4.根据权利要求1所述的改善u76crre热处理钢轨铝热焊接头质量的方法，其特征在于，根据环境温度和钢轨状态，对钢轨表面进行烘干，焊接钢轨断面间距26-28mm，且为保证每个接头的焊接稳定性，焊缝的间距尽量控制在某一固定值。

技术总结
本发明公开了一种改善U76CrRE热处理钢轨铝热焊接头质量的方法，包括：对待焊接断面进行预热，钢轨预热温度范围850-950℃，预热温度时间范围5分到5分40秒，预热枪与轨缝垂直居中，加热到钢轨轨头颜色微微发红；焊药准备点火，从钢轨预热结束到点火，之间的时间间隔不超过25秒，浇注后流出最后一滴钢水开始计时，凝固时间5分30秒到5分55秒，浇注完成后开始拆模，推瘤时间在浇注完成后持续最短时间6分45秒到7分进行推瘤。本发明通过控制钢轨铝热焊过程中的焊接工艺参数，有利于提高钢轨铝热焊接头质量的稳定性。接头质量的稳定性。


技术研发人员：王慧军 薛虎东 王嘉伟 梁正伟 董捷 边影 郑瑞 苏航 张凤明 赵桂英
受保护的技术使用者：包头钢铁（集团）有限责任公司
技术研发日：2022.08.04
技术公布日：2022/11/2