U76CrRe鋼軌氣壓焊焊接性能簡述

盛敏超 楊智 陳培祿 中國鐵路呼和浩特局集團(tuán)有限公司呼和浩特工務(wù)機(jī)械段

一、氣壓焊接試驗(yàn)

（一）試驗(yàn)材料以及焊接外部環(huán)境

選用包鋼生產(chǎn)的60kg/mU76CrRe 鋼軌，進(jìn)行同類型鋼軌焊接。焊接前將出廠的標(biāo)準(zhǔn)軌按照長度要求900mm 鋸成試驗(yàn)鋼軌，對待焊端150mm 范圍內(nèi)用鋼絲球打磨干凈，要求表面無油污雜質(zhì)等；用鋼軌端磨機(jī)對待焊面進(jìn)行端磨處理，處理后鋼軌端面垂直度小于等于0.2mm；最后使用鋼挫對待焊面進(jìn)行銼面處理，要求整個待焊面無亮面光斑。

焊接接地點(diǎn)海拔1040 米，焊接時外部環(huán)境濕度15%～35%，焊接時風(fēng)力1～3 級，焊接時環(huán)境溫度7℃～15℃之間。

（二）試驗(yàn)方法

使用氣壓焊軌車對包鋼生產(chǎn)的60kg/mU76CrRe 鋼軌進(jìn)行焊接、焊后冷、正火、正火后風(fēng)冷作業(yè)，將焊接完成的鋼軌接頭進(jìn)行探傷、落錘試驗(yàn)、靜彎、疲勞、沖擊、硬度等試驗(yàn)獲得多組數(shù)據(jù)，后進(jìn)行對比參考，以獲得合適的氣壓焊對于U76CrRe 鋼軌的工藝參數(shù)，對日后的焊接工藝參數(shù)制定提供參考依據(jù)。

（三）焊接過程

1.焊接參數(shù)初步調(diào)試

將處理好的鋼軌放置水平位置，利用氣壓焊軌車進(jìn)行焊接作業(yè)，焊前對焊接機(jī)加熱器火孔進(jìn)行排渣疏通，加熱器由0.5mm～0.8mm 位置不均勻的出火孔組成，使用精密麻花鉆對所有火孔進(jìn)清潔，保證每個火孔出火勻暢，無不出火、跳火、脫火等現(xiàn)象。使用四氯化碳試劑對待焊面清洗，所有工序完成后方可焊接。

本次焊接試驗(yàn)，先根據(jù)焊接火焰以及外部環(huán)境狀態(tài)調(diào)試焊接試驗(yàn)組共計五組，對軌角進(jìn)行打磨后進(jìn)行落錘試驗(yàn)。

針對落錘結(jié)果可以看出，焊接參數(shù)調(diào)試結(jié)果較為理想，落錘均通過，但斷面結(jié)構(gòu)偶有亮面，斷口質(zhì)量不佳等。分析結(jié)果如下：其一，對于鋼軌焊前打磨處理要將銹跡除凈，避免焊接時火花飛濺以及推瘤時將夾雜物帶入形成傷害；其二，在焊前對火孔，尤其對軌角處、三角區(qū)處加熱火孔進(jìn)行疏通，使其熱量充足，對于熱量過剩的火孔，進(jìn)行鉚調(diào)，使得所有加熱器火孔出火均勻；其三，因外部環(huán)境影響，如焊接作業(yè)過程中有風(fēng)，應(yīng)讓作業(yè)人員取擋風(fēng)篷布遮擋，避免存在偏燒現(xiàn)象。在總結(jié)分析后焊接落錘鋼軌十五組，均通過落錘檢驗(yàn)，斷口良好，未發(fā)現(xiàn)明顯缺陷，可以初步認(rèn)為該參數(shù)穩(wěn)定，可以進(jìn)行型式檢驗(yàn)。

2. U76CrRe 鋼軌型式檢驗(yàn)

分析討論得出焊接各階段參數(shù)數(shù)據(jù)，焊接靜彎、沖擊、硬度試驗(yàn)鋼軌二十二組。

3.型式檢驗(yàn)結(jié)果分析

將型式檢驗(yàn)鋼軌分別進(jìn)行沖擊試驗(yàn)、焊接接頭拉伸試驗(yàn)、焊接接頭軌頂面硬度測試、焊接接頭縱斷面硬度測試得出以下結(jié)果：（見表1）

分析表中結(jié)果可以看出，在經(jīng)過多組調(diào)試結(jié)果后，使用該組參數(shù)的移動氣壓焊軌車所焊接的U76CrRe 鋼軌在焊接接頭拉伸試驗(yàn)、接頭沖擊試驗(yàn)、焊接接頭軌頂面硬度測試均符合國標(biāo)要求。

二、確定移動氣壓焊軌車對于U76CrRe鋼軌焊接工藝

為了更好的指導(dǎo)現(xiàn)場工作，對于移動氣壓焊軌車焊接U76CrRe 鋼軌，將焊接工藝明確如下：

（1）焊接乙炔流量92/SLM，氧氣流量89/SLM，焊接乙炔氣純度要求大于98%，焊接用氣氧氣純度大于等于99.5%，加熱時間320 秒，流量降后時間260 秒，降后乙炔流量86/SLM，氧氣流量83/SLM，頂端量32mm，頂端壓力20MPa；（2）焊后風(fēng)冷階段參數(shù)設(shè)置如下：焊后冷時間200 秒，焊冷初幅30mm，焊冷末幅30mm，焊冷初速度100，焊冷末速度100，冷卻風(fēng)壓0.3～0.5MPa；（3）正火階段參數(shù)設(shè)置如下：乙炔流量74/SLM，氧氣流量68/SLM，加熱時間180 秒，擺火壓力3MPa，擺動速度100，正火初幅5mm，正火末幅25mm，正火初速度100，正火末速度100；（4）正火后冷卻參數(shù)設(shè)置如下：正火風(fēng)冷時間200 秒，冷卻初幅30mm，冷卻末幅30mm，冷卻速度100，冷卻末速度100，冷卻壓力0.3～0.5MPa。

三、總結(jié)與展望

移動氣壓焊軌車針對U76CrRe 鋼軌的焊接試驗(yàn)，型式檢驗(yàn)合格，初步證明了移動氣壓焊可以實(shí)現(xiàn)對于U76CrRe 鋼軌的焊接，并且焊接效果較佳，為以后U76CrRe 鋼軌在線路上試鋪以及投入使用打下了堅實(shí)的基礎(chǔ)。本文在于總結(jié)本次試驗(yàn)結(jié)果以及對于結(jié)果進(jìn)行分析，可為日后各集團(tuán)公司以及下屬單位在焊接U76CrRe 鋼軌提供借鑒和參考。

表1 焊接接頭軌頂面硬度測量結(jié)果/HB