U75V钢轨移动闪光焊焊后热处理工艺
攀钢75kgm、U75V热处理钢轨基地焊接、正火工艺参数调试浅析
攀钢75kg/m、U75V热处理钢轨基地焊接、正火工艺参数调试浅析重载技术•太原铁道科技攀钢75kg/m、U75V热处理钢轨基地焊接、正火工艺参数调试浅析李金鹏：太原工务机械段摘要：本文通过湖东钢轨焊接整修基地在2016年调试攀钢 75kg/m、U75V热处理钢轨的试验过程，分析到任何一种新材质 钢轨，必须调试出对应的焊接、正火工艺参数，通过铁道行业标 准所规定的钢轨闪光焊接型式检验，取得型式检验报告后，才有资质进行批量焊接生产.因此，熟悉工艺参数制定的流程、方 法、关键，对于降低参数调试成本,提高参数调试成功率具有重 要意义。
关键词：钢轨焊接；焊接参数；正火工艺；型式检验0概述2016年湖东钢轨焊接整修基地承接了一批，攀钢 75kg/m、lI75V热处理钢轨的焊接任务，为了拥有焊接 此种材质钢轨的生产资质,必须通过试验，调试出此 种钢轨的整套焊接工艺。
并通过铁道行业标准《钢轨 焊接第2部分：闪光焊接》TB/T1632.2-2014所规定的钢轨闪光焊接型式检验，取得中国铁道科学研究 院的《攀钢75kg/m、U75V热处理钢轨闪光焊接型式检 验报告》后,方能正式生产。
整套工艺参数包括“焊接 工艺参数”和“正火工艺参数”两个大的项目。
根据钢 轨化学成分等因素，确定采用“软规范”或“硬规范”参 数调试方向。
通过落锤检验，实现连续25个落锤试件 不断，15个断口合格，确定焊接工艺参数。
通过正火工 艺调试，实现硬度、宏观、显微组织、晶粒度等检验项 目全部合格，确定正火工艺参数，最终确定整套工艺 参数，开始正常生产。
1攀钢75kg/m、U75V钢轨材质“攀钢75kg/m、U75V热处理钢轨”是由攀枝花钢 铁集团生产的75公斤重载钢轨。
其化学成分如表1所示：表1攀钢75kg/m、U75V热处理钢轨化学成分钢牌号及化学成分（熔炼分析）钢牌号化$成分（质量分数）％C Si M n P S Cr V A1U75V0. 71 〜0.800• 50 〜0•800.75〜1.05 ^0. 025 芸0.025一0. 04—0. 12各0.010残留几素丨:限化学成分（成蛩分数）％'jCr M e)Ni Cu Sn Sb Ti Nb V Cu+lOSn Cr+Mo+Ni+Cu Ni+Cu U75V0.150.020.10.150.0300.0200.0250.01—0.350.35热处珂钢轨抗拉强度、断;5#长率和轨头顶111丨硬度钢牌4抗拉强度R m(M P a)断后伸长率A(%)轨头顶Ifij中心线硬度H B W(H B W10/3000)U75V$=1180^10340〜4002021-1 Q ]太原铁道科技•。
U75V钢轨移动闪光焊焊后热处理工艺
U75V 钢轨移动闪光焊焊后热处理工艺研究
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为 850 ℃ 时达到最高，随后下降。由此可见，U75V 钢 轨焊接接头焊后热处理最佳加热温度为 850 ℃ 左右。 考虑钢轨为一异形断面，进行中频电感应加热时在尺 寸较厚的轨头和尺寸较薄的轨底侧存在较大温差，一 般为 50 ℃ 左右。在钢轨实物焊接接头的热处理过程 中应考虑其影响，因此，U75V 钢轨焊接接头的最佳加 热温度应选择 850 ℃ ～ 900 ℃ 为好。
随着铁路发展和冶金技术的进步，现代钢轨均采 用连铸技术生产。检验发现，其母材及焊接接头性能 与以往模铸生产的钢轨存在较大差异。本文通过热模 拟试验和实物性能试验对连铸生产的 U75V 钢轨焊接 理。
1 热模拟试验
为了研究加热温度与冲击韧性之间的关系以及相 变 点，选 用 U75V 钢 轨 母 材 与 焊 缝 冲 击 试 样，在 gleeble-1500 试验机上进行热模拟试验。 1. 1 试样的化学成分
2 实物性能试验
2. 1 试验参数 为了优化 U75V 钢轨焊接接头热处理工艺参数，
在热模拟试验的基础上，制定了实物钢轨焊接接头热 处理工艺参数（ 表 2） ，并对处理后实物钢轨焊接接头 进行性能试验。钢轨的焊接由移动闪光焊机完成，焊 后热处理采用双频电感应加热，全断面喷射压缩空气 冷却。
U75V钢轨焊后热处理的工艺参数优化研究
Science and Technology & Innovation ┃科技与创新·107·文章编号：2095－6835（2016）23－0107－02U75V 钢轨焊后热处理的工艺参数优化研究欧阳志明（广州铁路（集团）公司广州工务大修段，广东 广州 511330）摘 要：目前，我国大部分钢轨焊接厂都是采用闪光对焊的方法进行轨头焊接，但是，这种方法会大大降低钢轨焊接后的韧塑性，使得钢轨无法满足无缝线路铺设现场的工作要求。
因此，要对焊接接头进行焊后热处理。
主要研究了U75V 钢轨焊后热处理的几个主要工艺参数的优化，包括正火转频温度t 1、加热最高温度t 2、开始冷却温度t 3和加热时间T 等几个重要技术指标，得出一组较优的工艺参数，从而为实际生产中提高焊缝质量提供理论依据。
关键词：U75V 钢轨；工艺参数；焊后热处理；焊缝质量中图分类号：U213.9+2 文献标识码：A DOI ：10.15913/ki.kjycx.2016.23.107现阶段，我国大部分钢轨焊接厂都是采用闪光对焊的方法进行轨头焊接。
文献资料和实际现场操作证明，这种方法会使钢轨焊接后金属组织，尤其是奥氏体晶粒粗化，韧塑性能大大下降，无法满足无缝线路铺设现场的工作要求。
因此，需要对焊接接头进行焊后热处理。
本文针对攀钢U75V （60 kg/m ）钢轨焊后热处理的几个工艺参数进行了优化设定，主要包括正火转频温度t 1、加热最高温度t 2、冷却温度t 3和加热时间T 等。
1 试样设备、材料和方法 1.1 试验设备在焊后处理时，红海焊轨厂采用中频正火机对焊后钢轨进行正火，其变压器是多匝比淬火变压器，500 KV A ，2.5～8 kHz 。
在热处理时，中频电压为600 V ，直流电压为400 V ，直流电流在转频前为180～240 A ，在转频后为160 A ，功率在转频前为125 kW ，转频后为70 kW ，频率在转频前为2 100 Hz ，转频后为2 500 Hz 。
YHG-1200型焊轨车及其焊接U75V钢轨工艺
（ 五） 焊 后 热 处 理
焊 接完成 后 由于 受现场条 件的 限制 ， 一般 不像厂焊 那样采用 可控硅 中频正 火装 置对钢 轨焊头进 行正火 热处理 ， 现场 通常用 氧气乙炔 混合气 体通过 加热器 对焊 后的Ｕ７ ５ Ｖ Ｎ轨进 行正火 处理 ， 正火 过程须有 有经验 的职工看 火 ， 通常正 火 温 度控 制在 ８ ４ ０ Ｅ 一９ ｌ ０ ℃范 围内 ， 不宜 正火 太过 。 （ 六） 获 得 良好 焊 接 接 头 的 条 件 采用 脉动 闪光焊焊 接ｕ７ ５ ｖ ￣ 轨在保 持顶 锻量不 变的情 况下 ， 要 获得 良好 的焊 接接 头 ， 我们一般 可 以采 取 以下几 个方 面的措施 ： 首先 ， 焊接 前一 定要将 两 接头端 面 打磨处 理 干净 ， 端面 不允 许存 在油 污 、 杂质 及氧 化现 象 ；
（ 七） 影 响 接 头 质 量 的 主 要 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ素
（ １ ） 增 加了焊机 顶锻力 及焊接变压 器 的功率 ， 有利于 提高合 金钢轨 、 淬火轨
的焊 接质 量 。
（ ２ ） 既可以在线路上焊接长轨条， 也可以在无缝线路上完成焊缝闭合、 修复
或更 换钢 轨等 多种 任务 ， 做 到一 机 多用 。
闪光焊 机 ， 具 有最 先进 的 脉动焊 技术 。 Ｋ９ ２ ２ 型焊 机 具有 以 下特点 ：
焊接过程中焊接管理系统通过采集卡将焊接过程中的焊接电压ｕ 、 焊接电
流ｉ 、 焊接 时ｓ 及钢轨 烧化量栅 记 录下来 并得 以储存 ， 焊接 完成后 打开 监视 窗 口 对采集 到 的各种 数据 进行分 析 、 处理 ， 判 断接头 质量 合格 与否 。 若不 合格 ， 相 应 的数 据项 则 以红色显 示 ， 据此 我们 可以查 找 出不合格 的原 因 ， 从而达 到质量 监
浅谈邯钢U75V钢轨焊接工艺参数的调试
浅谈邯钢U75V钢轨焊接工艺参数的调试摘要：针对芜湖北焊轨基地采用GAAS80/580闪光焊机焊接60Kg/m邯钢U75V钢轨的需求，开展邯钢U75V钢轨焊接工艺调试。
从预热相控、烧化末期烧化速度、顶锻阶段快顶位移极限三个方面进行了调整，保证了焊接接头的质量，型式检验一次性通过。
关键词：邯钢U75V 烧化速度预热相控位移极限灰斑1 前言我国目前可以进行铁路钢轨生产的主要钢铁企业有攀钢、鞍钢、包钢和武钢，近几年邯钢也开始生产钢轨。
目前国内生产的钢轨主要为锰轨（U71Mn）和钒轨（U75V），按速度级别分为160km/h、250km/h以及350km/h。
U71Mn系列钢轨使用时间最长，强度等级为880MPa，有较好的韧塑性，焊接性能优良。
U75V是攀钢首先于20世纪90年代初利用当地铁矿石中共生的钒、钛等微量元素研究开发出的高碳微钒合金钢轨。
U75V钢轨由于其耐磨性能和综合性能好，能够大大提高钢轨的使用寿命，延长大修周期，广泛的用于大修钢轨。
2019年芜湖北基地首次焊接邯钢U75V钢轨，根据 T B / 1 6 3 2-2014 的要求，首次焊接前必须进行焊接工艺试验。
本文采用 GAAS80/580 焊机对邯钢U75V钢轨焊接工艺参数的调试。
GAAS80/580 焊机为直流预热闪光焊机，其焊接方式就是将待焊钢轨两端部进行加热，当温度达到一定值时，给待焊钢轨施加一个较大的力将两根钢轨端部挤压在一起。
其焊接过程主要有 4 个步骤: 闪平、预热、烧化及顶锻，所谓工艺参数的调试即针对不同的过程阶段，选择合适的电流、压力、速度、位移等参数，以获得优质的焊接接头[1]。
2 试验材料本次试验使用钢轨为邯钢U75V（60N）热轧钢轨，设计时速为160km/h, 符合 TB/T3276-2012《43kg/m 75 kg/m钢轨订货技术条件》钢轨标准。
表1 钢轨化学成分对比与锰轨相比，钒轨中碳元素、硅元素的含量增加，同时增加了钒的含量。
浅谈现场移动闪光焊正火工艺控制
浅谈现场移动闪光焊正火工艺控制摘要:铁路的发展战略尤其是今后的高速铁路建设已列入“十二五”规划中,无缝线路焊接的质量要求将越来越高。
尤其是现场移动闪光焊焊接完成后的正火工艺控制存在着一定的困难,这将对焊缝的组织性能产生一定的影响。
关键词:无缝线路焊接正火组织性能1 基地焊与现场焊接正火对比钢轨焊后热处理的主要目的就是细化金属组织晶粒,消除钢轨在焊接中的组织缺陷,进而改善钢轨焊接接头的机械性能。
焊轨基地一般采用中频感应正火,设备安装于无剧烈震动、无导电尘埃、无腐蚀性气体、气温不高于40℃、相对湿度小于85%的室内,并且应有排气通风设备。
但由于设备庞大,功率较高,并且感应线圈必须封闭穿过钢轨焊缝,在现场无法使用。
因此,现场只能采用火焰加热正火方法(氧气、乙炔混合气)。
正常火焰加热正火的效果并不比中频感应正火方式差,但对火孔、气压(氧气、乙炔)、环境温度等的要求相当高,稍有变化就会对正火效果产生不利影响。
加热温度为850℃～950℃,行车面表面加热温度不应高于950℃,轨底加热温度不应低于850℃,特别需要注意的是正火钢轨一定要把钢轨焊缝正透,否则焊接接头将产生应力集中钢轨接头较易断裂,而且冷却速度不能太快,正火过后采用保温罩保温处理。
而在基地焊接时由于在厂房中进行的则不会产生上述影响。
2 现场正火方法现场热处理作业的方法是使用火焰加热器加热焊接接头,加热温度使用红外测温仪测量。
具体热处理操作按以下步骤进行。
(1)在钢轨下两边适当的位置上垫上木板,将钢轨垫平,将火焰加热器、流量控制箱、乙炔瓶、氧气瓶和冷却水泵用胶管连接。
(2)将正火机架放到钢轨上,火焰加热器放置在正火机架的导杠上,调整加热器与钢轨表面间隙,使得间隙均匀、对称之后锁定。
调节加热器的位置,使焊缝处于加热器摆动中心,两侧摆动幅度不应小于50mm。
(3)启动冷却水泵,调节乙炔瓶输出压力为0.15MPa,调节氧气瓶输出压力为0.5MPa,调节控制箱乙炔流量为4.2m3/h,氧气流量为3.8m3/h,使火焰呈现为弱碳化火焰。
百米U75V钢轨在线热处理工艺优化
百米U75V钢轨在线热处理工艺优化陈科澎;汪洋;张惠泽英;宋华;高明昕【期刊名称】《热处理技术与装备》【年(卷),期】2024(45)2【摘要】百米U75V钢轨是我国铁路建设的主型钢轨,在线热处理是其主要强韧化手段,纵向(长度方向)性能均匀性差和生产效率低是其热处理生产存在的主要问题。
百米U75V钢轨的在线热处理过程分为2个冷却阶段,共包含4个冷却工艺参数:开淬温度(T_(i))、相变阶段冷却速度(V_(s))、相变冷却结束温度(T f)以及相变后冷却速度(V_(a))。
通过热模拟试验研究了各参数对百米U75V钢轨组织和性能的影响。
随着工艺参数的变化,珠光体片层间距(S)在100.7~209.1 nm范围内变化;T_(i)和V_(s)对S具有特别显著影响,T f和V_(a)对S没有显著影响;T_(i)不一致是百米U75V钢轨纵向性能不均匀的主要原因之一。
采用“先慢后快”的两段式冷却方案,即在轧后钢轨表面温度冷却至相变终冷温度(约500℃)之前,以接近但不超过珠光体转变临界冷却速率的速度进行冷却,之后提高冷却速度(不超过10℃/s),有利于同时提高生产效率和百米U75V钢轨纵向性能的均匀性。
【总页数】6页(P7-11)【作者】陈科澎;汪洋;张惠泽英;宋华;高明昕【作者单位】辽宁科技大学机械工程与自动化学院;辽宁科技大学创新创业学院【正文语种】中文【中图分类】TG162.82【相关文献】1.U75V钢轨焊后热处理的工艺参数优化研究2.包钢百米75 kg/m U75V在线热处理钢轨研发3.攀钢75kg/m、U75V热处理钢轨基地焊接、正火工艺参数调试浅析4.U75V钢轨闪光焊焊后热处理冷却工艺优化研究因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
探析热处理钢轨闪光焊接工艺
探析热处理钢轨闪光焊接工艺摘要：在科学技术高速发展的背景下，各种先进的设备和技术被应用到焊接领域，促进了焊接工艺的发展，闪光焊接工艺就是其中的重要一种，在制造钢轨时可以取得良好的应用效果。
因此，本文通过试验的方式，对热处理钢轨闪光焊接工艺进行探析，希望为相关行业提供借鉴。
关键词：热处理钢轨；闪光焊接工艺；力学性能引言：热处理钢轨闪光焊接工艺属于一种先进的焊接工艺，在铁路道岔制造中尤为适用，某研究机构为促进焊接工艺的发展，通过实验的方式，对这项技术进行研究，研究结果表明，利用这项工艺所制作的焊头与要求相符，因此，对热处理钢轨闪光焊接工艺进行研究，其意义十分重大。
一、热处理钢轨闪光焊接工艺概述目前，在钢轨制作行业常用的焊接方法包括两种，一种是传统的气压焊，另一种为闪光焊，这两种焊接方式的适用范围不同，在场地焊接时闪光焊较为适用，但是这种焊接方式却无法适用于现场焊接，而气压焊却与之相反。
相较而言，闪光焊的质量和生产效率均高于气压焊，其发展受到了世界各国的关注，闪光焊工艺在高铁专线中的应用逐渐广泛，其地位也逐渐上升。
与国外相比，国内闪光焊工艺起步较晚，直到21世纪初期，我国才从瑞士引进了闪光焊设备，这种焊接设备的功能较为完善，并且焊接质量较高，值得注意的是，这种闪光焊接设备具有十分复杂的控制系统，在实际应用阶经常出现问题，具体表现为焊接中断现象频发，焊接效率也因此而下降，这个问题尚未得到解决。
因此，某研究机构对闪光焊工艺展开了研究，研究结果表明，热处理钢轨焊接工艺应用效果十分显著[1]。
二、实验过程（一）研究内容本次试验选择了材质为U75V材质的钢轨，总量为60kg，希望通过本次试验，探析焊接参数与接头质量间的关系、热处理工艺和设备与接头质量间的关系，并在此基础上，对正火工艺进行明确，与此同时，确定喷风参数，并研究喷风参数对接头质量造成的影响。
最后对焊接设备的可靠性进行探究。
（二）有关标准本次试验所依据的标准如下所述：2005《钢轨焊接》中的通用技术条件；（2）2005《钢轨焊接》第2部分的闪光焊接。
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U75V 钢轨移动闪光焊焊后热处理工艺研究
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为 850 ℃ 时达到最高，随后下降。由此可见，U75V 钢 轨焊接接头焊后热处理最佳加热温度为 850 ℃ 左右。 考虑钢轨为一异形断面，进行中频电感应加热时在尺 寸较厚的轨头和尺寸较薄的轨底侧存在较大温差，一 般为 50 ℃ 左右。在钢轨实物焊接接头的热处理过程 中应考虑其影响，因此，U75V 钢轨焊接接头的最佳加 热温度应选择 850 ℃ ～ 900 ℃ 为好。
表 1 不同加热速度下 U75V 钢轨相变临界温度
加热速度 /
临界温度 /℃
（ ℃ /s）
Ac1
Ac3
Ar1
Ar3
5
735
770
605
655
10
737
790
605
655
660
根据测得的相变临界温度，在 gleeble-1500 热模 拟机上选择 800 ℃ ，850 ℃ ，900 ℃ 和 950 ℃ 四档加热 温度，以 5 ℃ / s 的加热速度，对取自 U75V 钢轨母材及 焊接接头的 冲 击 试 样 分 别 加 热，到 温 后 不 保 温，再 以 1 ℃ / s的冷却速度冷却至 500 ℃ ，随后空冷，然后进行 冲击试验，结果见图 1，图中数据为 4 个冲击试样平 均值。
铁道建筑
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Railway Engineering
October，2012
文章编号： 1003-1995（ 2012） 10-0130-03
U75V 钢轨移动闪光焊焊后热处理工艺研究
俞 喆，张银花，周清跃
（ 中国铁道科学研究院金属及化学研究所，北京 100081）
摘要： 钢轨经闪光焊焊接以后，焊缝区域脆性增大，影响到无缝线路的使用性能和寿命，因而需进行焊后 热处理。针对 U75V 钢轨采用连铸技术后与以往模铸生产时性能的差别，对其接头焊后热处理工艺进 行了研究，提出了最佳工艺参数： 感应加热温度（ 880 ± 20） ℃ ，加热时间 ＞ 120 s，喷风压力 0. 12 ～ 0. 15 MPa，喷风时间 150 s。此时接头全断面平均冲击功 23. 5 J，接头轨面硬度与母材的比值为 0. 975，轨底 侧晶粒度 9 级，焊接接头的性能得到了全面的提高。 关键词： U75V 钢轨 闪光焊 焊后热处理 性能研究 中图分类号： TG441. 8； TG162. 82 文献标识码： A DOI： 10． 3969 / j． issn． 1003-1995． 2012． 10-39
17. 5
12
16. 5
15. 5
4
950
8. 5 ～ 18 7. 5 ～ 20 8 ～ 21. 5
13
13
12
12. 5
表 2 4 种不同电感应加热工艺参数
工艺 序号
1 2 3 4
变频温度 / ℃
表 3 冲击试验结果
J
工艺 加热温 序号 度 /℃
轨头
冲击功
轨腰
轨底
全断面平均
1
860
20 ～ 32. 5 23. 5 ～ 31. 5 9 ～ 21
26. 5
27
13
22. 0
2
880
17. 5 ～ 38 14. 5 ～ 30 13 － 31
25. 5
24. 5
21
23. 5
3
930
7. 5 ～ 24. 5 5. 5 ～ 15 10. 5 ～ 29
试样取自 U75V 热轧钢轨，各化学成分的质量分 数为： C 0. 75% ，Si 0. 65% ，Mn 0. 89% ，P 0. 013% ，S 0. 011% ，V 0. 056% 。 1. 2 试验结果
通过 gleeble-1500 热模拟机将 U75V 钢轨母材试
样（ 尺寸为 10 mm × 90 mm） 分别以 5 ℃ / s，10 ℃ / s， 15 ℃ / s 加热到 950 ℃ ，到温后不保温，再以 1 ℃ / s 的 冷却速度冷却至 500 ℃ ，随后空冷，得到相变临界温 度，结 果 见 表 1。由 表 1 可 见，随 着 加 热 速 度 增 加， Ac1，Ac3 增加，而 Ar1 和 Ar3 变化不大。
2 实物性能试验
2. 1 试验参数 为了优化 U75V 钢轨焊接接头热处理工艺参数，
在热模拟试验的基础上，制定了实物钢轨焊接接头热 处理工艺参数（ 表 2） ，并对处理后实物钢轨焊接接头 进行性能试验。钢轨的焊接由移动闪光焊机完成，焊 后热处理采用双频电感应加热，全断面喷射压缩空气 冷却。
低的加热温度，以提高焊接接头的韧性。而加热温度 低所造成的接头硬度下降，可以通过调整喷风压力得 到解决。通过适当加大喷风压力以提高冷却速度（ 但 需保证小于临界冷却速度） ，可以使珠光体组织片层 间距减小，能提高接头硬度等综合性能指标。
由图 1 可见，随着加热温度的升高，U75V 钢轨母 材冲击韧性略有减小，而焊缝处冲击韧性在加热温度
收稿日期： 2012-03-31； 修回日期： 2012-05-31 作者简介： 俞喆（ 1986— ） ，男，浙江诸暨人，硕士研究生。
图 1 不同加热温度下焊缝与母材冲击功曲线
2012 年第 10 期
随着铁路发展和冶金技术的进步，现代钢轨均采 用连铸技术生产。检验发现，其母材及焊接接头性能 与以往模铸生产的钢轨存在较大差异。本文通过热模 拟试验和实物性能试验对连铸生产的 U75V 钢轨焊接 接头热处理工艺进行了研究，以优化工艺参数，并指导 移动闪光焊接头的焊后热处理。
1 热模拟试验
为了研究加热温度与冲击韧性之间的关系以及相 变 点，选 用 U75V 钢 轨 母 材 与 焊 缝 冲 击 试 样，在 gleeble-1500 试验机上进行热模拟试验。 1. 1 试样的化学成分
我国无缝线路钢轨的焊接，已广泛采用闪光焊技 术。因焊接接头在焊缝熔合线上曾发生过熔化过程和 高温加热，故熔合线附近出现了所谓的过热区，使金属 组织尤其 是 奥 氏 体 晶 粒 粗 化，韧 塑 性 能 大 幅 度 下 降。 试验表明，焊接熔合线附近的冲击韧性只有母 材 的 30% ～ 40% ，塑性为母材的 50% ～ 60% ，冲击值 ak 有 的 ＜ 5 J / cm2 ，焊接接头综合性能难以达到现行标准中 的要求，严重影响无缝线路的安全使用。为了提高焊 接接头的性能，需进行焊后热处理［1］。