專利名稱：低預(yù)熱溫度的自保護(hù)藥芯焊絲在線修復(fù)鋼軌技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于焊接工程，尤其是應(yīng)用于傷損鋼軌在線修復(fù)的野外便攜焊接設(shè)備制造領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
從1997年到2007年，我國完成了鐵路的六次大提速。按照我國鐵路中長期發(fā)展規(guī)劃和國家對"十二五"規(guī)劃的指示，預(yù)計(jì)到2012年，中國的鐵路線路將達(dá)到12萬公里，其中高速鐵路線路達(dá)到2.0萬公里。我國鐵路既有線最高運(yùn)行時速已達(dá)250km，京津城際列車運(yùn)行速度已達(dá)到350km/h，剛剛開通的武廣線高速鐵路最高試驗(yàn)速度已達(dá)到394. 2km/h。
隨著鐵路運(yùn)輸?shù)母咚?、重載化，鋼軌的傷損日趨嚴(yán)重。其中相當(dāng)一部分傷損是鋼軌在正常運(yùn)行中產(chǎn)生的，如鋼軌局部的磨耗，機(jī)車輪空轉(zhuǎn)打滑所產(chǎn)生的踏面擦傷、軌端淬火層的剝落等。列車通過時巨大的沖擊載荷也易促使損傷部位裂紋的發(fā)展和形成軌頭橫向疲勞裂紋。這類傷損一般都可以進(jìn)行焊補(bǔ)修復(fù)，以改善線路狀況，延長鋼軌使用期限，節(jié)約大量的保養(yǎng)費(fèi)用。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，鋼軌的在線焊補(bǔ)與維護(hù)所需費(fèi)用與更換新軌相比將降低90%以上，鋼軌自保護(hù)藥芯焊絲焊補(bǔ)具有高效，質(zhì)量穩(wěn)定，環(huán)保等突出特點(diǎn)。 我國于20世紀(jì)90年代后期，采用高錳鋼焊條不預(yù)熱焊補(bǔ)鋼軌，這種工藝作業(yè)效率
低，焊補(bǔ)層使用壽命短，其主要原因是①高錳鋼焊條焊縫組織是奧氏體，鋼軌的組織是珠
光體，在熔合線附近屬于異質(zhì)界面，熱物理性能相差太大，組織不均勻，熱裂紋率高；②Mn
鋼焊條適于冷焊，而鋼軌淬硬傾向大，焊前需要預(yù)熱。否則熱影響區(qū)容易出現(xiàn)冷裂紋。 2002年，西南交通大學(xué)焊接研究所選用TY320珠光體類焊條進(jìn)行鋼軌焊補(bǔ)，采用
這種技術(shù)焊補(bǔ)鋼軌，焊縫與母材匹配較好，接頭性能優(yōu)異，使用壽命長，但是采用TY320焊
條焊補(bǔ)鋼軌，要求預(yù)熱溫度在350°C以上，焊后緩冷，成本較高，現(xiàn)場施工難度大，焊條電弧
堆焊效率低，人為因素對焊接接頭性能的影響較大，安全可靠性難以保證。 為了提高和保證鋼軌焊補(bǔ)的質(zhì)量，進(jìn)一步提高焊補(bǔ)效率，節(jié)約保養(yǎng)費(fèi)用，迫切要求
研究具有作業(yè)方便、生產(chǎn)效率高、質(zhì)量穩(wěn)定，高效而且適合野外作業(yè)的新型焊接材料及技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于現(xiàn)有技術(shù)的如上缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的是研制一種低預(yù)熱溫度條件下的自保護(hù)藥芯焊絲在線鋼軌修復(fù)技術(shù)，使之能克服現(xiàn)有技術(shù)的如上缺點(diǎn)。本發(fā)明的目的是通過如下的手段實(shí)現(xiàn)的。 為實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為 —種低預(yù)熱溫度的自保護(hù)藥芯焊絲在線修復(fù)鋼軌技術(shù)，在無保護(hù)氣體及低預(yù)熱溫度條件下進(jìn)行傷損鋼軌的修復(fù)，焊絲直徑1.2-2. Omm，電流I = 160-280A，電壓U =20-28V，焊接速度V = 3-8mm/s ;所述自保護(hù)藥芯焊絲熔敷金屬的成分范圍C :0. 08 0. 13， Si《0. 40， Mn :0. 80 1. 10， Cr :0. 80 1. 20， Ni :2. 00 2. 80， Mo :0. 40 0. 60，Al :0. 90 1. 80， Re《0. 5。 焊接材料采用自保護(hù)藥芯焊絲，它是把作為造渣、造氣和起脫氧、脫氮作用的藥粉放入鋼帶之內(nèi)，焊接時藥粉在電弧的高溫作用下變成氣體和熔渣，起到渣-氣聯(lián)合保護(hù)作用，不用另加氣體保護(hù)，現(xiàn)場適應(yīng)性強(qiáng)，施工裝備簡便，該焊絲采用堿性渣系且以Cr-Ni-Mo-Re合金過渡，熔敷金屬的組織為鐵素體類組織，與鋼軌母材組織匹配良好。本發(fā)明的技術(shù)具有預(yù)熱溫度低，焊接設(shè)備簡便，作業(yè)效率高，焊接接頭力學(xué)性能優(yōu)異，適合既有線路利用行車間隙和天窗時間進(jìn)行傷損鋼軌在線修復(fù)。 采用本發(fā)明技術(shù)對高碳鋼軌等淬硬性強(qiáng)的鋼材進(jìn)行堆焊修復(fù)時預(yù)熱溫度可降至150°C。且具有設(shè)備簡便，作業(yè)效率高，焊接接頭力學(xué)性能優(yōu)異，適合既有線路利用行車間隙和天窗時間進(jìn)行傷損鋼軌在線修復(fù)。
具體實(shí)施例方式
在上述技術(shù)條件下，本發(fā)明的目的均能予以實(shí)現(xiàn)，以以下實(shí)施例中參數(shù)實(shí)施最為有效。 實(shí)施例1 鋼軌傷損處經(jīng)過打磨清理干凈，露出新鮮面后，在鋼軌待焊補(bǔ)部位預(yù)熱到150°C 。焊絲直徑1. 6mm，電流I = 220A，電壓U = 24V，焊接速度V = 4mm/s，焊接道溫控制在250°C左右。 焊縫金屬典型化學(xué)成分C :0. 12， Si :0. 38， Mn :1. 12， Cr :1. 02， Ni :2. 25， Mo :0. 486， Al :1. 51Re :微量。
權(quán)利要求
一種低預(yù)熱溫度的自保護(hù)藥芯焊絲在線修復(fù)鋼軌技術(shù)，在無保護(hù)氣體及低預(yù)熱溫度條件下進(jìn)行傷損鋼軌的修復(fù)，其特征在于，焊接材料采用堿性渣系并且以Cr-Ni-Mo-Re合金過渡的自保護(hù)藥芯焊絲，焊絲直徑1.2-2.0mm，電流I＝160-280A，電壓U＝20-28V，焊接速度V＝3-8mm/s；所述自保護(hù)藥芯焊絲熔敷金屬的成分范圍C0.08～0.13，Si≤0.40，Mn0.80～1.10，Cr0.80～1.20，Ni2.00～2.80，Mo0.40～0.60，Al0.90～1.80，Re≤0.5。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述之低預(yù)熱溫度的自保護(hù)藥芯焊絲在線修復(fù)鋼軌技術(shù)，其特征在于焊縫金屬典型化學(xué)成分C :0. 12， Si :0. 35， Mn :1. 01， Cr :0. 92， Ni :2. 20， Mo :0. 45， Al :1. 50 Re :微量。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種低預(yù)熱溫度的自保護(hù)藥芯焊絲在線修復(fù)鋼軌技術(shù)，在無保護(hù)氣體及低預(yù)熱溫度條件下進(jìn)行傷損鋼軌的修復(fù)，焊絲直徑1.2-2.0mm，電流I＝160-280A，電壓U＝20-28V，焊接速度V＝3-8mm/s；所述自保護(hù)藥芯焊絲熔敷金屬的成分范圍C0.08～0.13，Si≤0.40，Mn0.80～1.10，Cr0.80～1.20，Ni2.00～2.80，Mo0.40～0.60，Al0.90～1.80，Re≤0.5。采用本發(fā)明技術(shù)對高碳鋼軌等淬硬性強(qiáng)的鋼材進(jìn)行堆焊修復(fù)時預(yù)熱溫度可降至150℃。且具有設(shè)備簡便，作業(yè)效率高，焊接接頭力學(xué)性能優(yōu)異，適合既有線路利用行車間隙和天窗時間進(jìn)行傷損鋼軌在線修復(fù)。
文檔編號B23K9/095GK101733514SQ20101010663
公開日2010年6月16日 申請日期2010年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月5日
發(fā)明者劉艷, 朱藤輝, 茍國慶, 陳輝 申請人:西南交通大學(xué)