專利名稱：鐵路鋼軌及組合轍叉修復(fù)專用貝氏體焊條的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于焊接所用的焊條技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于鐵路鋼軌及組合轍叉修復(fù)專用貝氏體焊條。該焊條能直接進(jìn)行焊接修復(fù)，并使修復(fù)層的強(qiáng)度、韌性、硬度、耐磨性優(yōu)于或接近所修復(fù)的鋼軌及轍叉心軌。
背景技術(shù)：
為了適應(yīng)我國(guó)鐵路提速發(fā)展的需要，近幾年，已開始在一些路段將原來(lái)使用的傳統(tǒng)鐵路鋼軌及高錳鋼鐵路轍叉改換為高性能、長(zhǎng)壽命的貝氏體鋼軌和貝氏體組合轍叉。雖然貝氏體鋼軌和貝氏體組合轍叉較之于傳統(tǒng)鐵路鋼軌及高錳鋼鐵路轍叉，在耐磨性、抗沖擊及抗壓、抗彎曲方面更佳，使用時(shí)間更長(zhǎng)，但在高速行駛的火車輪軌反復(fù)沖擊及壓力、彎曲作用下，在鋼軌及轍叉心軌的工作面仍然會(huì)出現(xiàn)疲勞剝落和磨損，需要進(jìn)行修復(fù)，而修復(fù)最快捷、最經(jīng)濟(jì)的方法就是在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行補(bǔ)焊，否則將在一定程度上影響列車的運(yùn)行。
目前，在鐵路轍叉補(bǔ)焊和修復(fù)中所用的焊條，不管是經(jīng)常使用的堆焊焊條KD286，還是CN89209854.6、CN94112743.5、CN95110760.7，CN03128766.2等公開的焊條都屬高錳鋼系列堆焊焊條；在鐵路鋼軌補(bǔ)焊和修復(fù)中所用的焊條，如CN03141909.7公開的焊條也屬高碳錳鋼系列堆焊焊條。很顯然，這些高錳鋼系列堆焊焊條或高碳錳鋼系列堆焊焊條，都是針對(duì)傳統(tǒng)鐵路鋼軌及高錳鋼轍叉的補(bǔ)焊和修復(fù)而研制，故這些焊條難以滿足高性能貝氏體鋼軌和貝氏體組合轍叉的補(bǔ)焊和修復(fù)要求。另外，對(duì)于傳統(tǒng)的U71Mn鋼軌，無(wú)論是全淬鋼軌還是感應(yīng)表面淬火鋼軌，其補(bǔ)焊和修復(fù)焊條主要采用的是J306焊條。該焊條的缺點(diǎn)是焊補(bǔ)時(shí)需預(yù)熱，焊后還需處理，這不僅增加成本，也為現(xiàn)場(chǎng)施工及修復(fù)帶來(lái)極大不便。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)已有技術(shù)的缺陷，提供一種鐵路鋼軌及組合轍叉修復(fù)專用貝氏體焊條，該焊條不僅可以滿足新型的高性能、長(zhǎng)壽命的貝氏體鋼軌和貝氏體組合轍叉補(bǔ)焊和修復(fù)的需要，還能用于現(xiàn)有傳統(tǒng)鐵路鋼軌的補(bǔ)焊和修復(fù)使用要求，且該焊條焊前不用預(yù)熱，焊后不用熱處理，電弧穩(wěn)定，焊接性能較好。
本發(fā)明提供的鐵路鋼軌及組合轍叉修復(fù)專用貝氏體焊條，該焊條由焊芯和藥皮組成，焊芯為HO8A或HO8Mn或HO8MnA或HO8Mn2SiA或H08Mn2MoA焊絲，藥皮成分中含有大理石30～50％，螢石10～20％，石英5～20％，鈦白粉1-10％，稀土硅鐵2～10％，鈦鐵3～20％，錳鐵5～20％，硅鐵1～5％，鉻鐵1～8％，鉬鐵0.1～5％，金屬鎳0.1～5％和以藥皮干粉配方總重量為基準(zhǔn)計(jì)10～30％的水玻璃粘結(jié)劑，藥皮各組分的百分?jǐn)?shù)均為重量百分?jǐn)?shù)。
上述藥皮中還可含有硼鐵0～3％，釩鐵0-0.3％，其百分?jǐn)?shù)也為重量百分?jǐn)?shù)。
上述藥皮中所用水玻璃為鉀鈉混合水玻璃，鉀鈉水玻璃的比例為1∶3，模數(shù)(M)為2.8～3.2，濃度為45～47°Be。
上述藥皮與焊芯的重量比為0.4～1.0。
用上述焊條堆焊修復(fù)的熔覆層的成分及重量百分比分別為Mn0.5～3％，Cr0.5～3％，Si0.5～3％，Mo0.1～2％，Ni0.1～2％，C0.1～0.4％，微量稀土及Ti或在以上成分中含有微量B或/和微量V，其余為鐵和總量＜0.5％的雜質(zhì)。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)1、由于本發(fā)明提供的焊條能在貝氏體鋼軌和貝氏體組合轍叉的補(bǔ)焊和修復(fù)中，使堆焊修復(fù)的熔覆層形成貝氏體組織，因而不僅能與被焊對(duì)象的組織形態(tài)完全匹配，而且還填補(bǔ)了目前對(duì)于貝氏體鋼軌和貝氏體組合轍叉的補(bǔ)焊和修復(fù)沒(méi)有專用焊條的空白。
2、由于本發(fā)明提供的焊條中含有鈦鐵、硅鐵、稀土，因而能夠利用它們聯(lián)合脫氧，降低焊縫金屬擴(kuò)散氫以及氧化夾雜物的含量，從而提高補(bǔ)焊、修復(fù)層的韌性和致密性。
3、由于本發(fā)明提供的焊條選用了大理石-螢石渣系，使整個(gè)藥皮呈堿性低氫性，藥皮的堿度為2.0～4.0，加之藥皮與焊芯的的重量比為0.4～1.0，因而提高合金元素由藥皮向熔覆層的過(guò)渡系數(shù)，增加焊接熔覆層的抗裂性。
4、由于本發(fā)明提供的焊條中含有金屬鉻、鉬、稀土和釩鈦，因而能使補(bǔ)焊、修復(fù)層金屬晶粒細(xì)化，形成貝氏體(粒狀貝氏體)組織，保證補(bǔ)焊、修復(fù)層優(yōu)良的硬度、韌性及耐磨性。
5、由于本發(fā)明提供的焊條能在貝氏體鋼軌和貝氏體組合轍叉的補(bǔ)焊和修復(fù)中，使堆焊修復(fù)的熔覆層形成耐沖擊韌性、耐磨性俱佳的貝氏體組織，因而能顯著延長(zhǎng)鋼軌和組合轍叉補(bǔ)焊、修復(fù)后的使用壽命。
6、用本發(fā)明提供的焊條對(duì)已疲勞磨損的鐵路鋼軌、組合轍叉進(jìn)行補(bǔ)焊修復(fù)，不僅可實(shí)現(xiàn)焊前不預(yù)熱，焊后不熱處理，簡(jiǎn)化焊接工藝，降低焊接成本的優(yōu)異焊接性，而且焊接時(shí)電弧穩(wěn)定性優(yōu)良，飛濺較少，熔化系數(shù)大，脫渣性良好，焊縫成型好。
7、本發(fā)明提供的焊條不僅適用于貝氏體鋼軌和貝氏體組合轍叉的補(bǔ)焊和修復(fù)，同時(shí)也適用于傳統(tǒng)的U71Mn鋼軌的補(bǔ)焊和修復(fù)，且能克服已有焊條焊補(bǔ)時(shí)需預(yù)熱，焊后還需處理的缺點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式
下面給出實(shí)施例并對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。但所給出的實(shí)施例不能理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，因而本專業(yè)的技術(shù)人員根據(jù)上述本發(fā)明的內(nèi)容所作出的非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整也應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
另外，值得說(shuō)明的是，以下實(shí)施例中所用百分?jǐn)?shù)，在沒(méi)有特別說(shuō)明的情況下，均為重量百分?jǐn)?shù)；采用的水玻璃均為鉀鈉水玻璃，其鉀、鈉水玻璃的比例為1∶3，模數(shù)(M)為2.8～3.2，濃度為45～47°Be。
實(shí)施例1本實(shí)施例焊芯為HO8Mn焊絲，藥皮各組分的配比是大理石37％，螢石15％，石英10％，鈦白粉4％，稀土硅鐵5％，鈦鐵5％，錳鐵10％，硅鐵4％，鉻鐵4％，鉬鐵2％，金屬鎳2％，硼鐵2％，在藥皮中加入的水玻璃粘結(jié)劑以藥皮干粉配方為基準(zhǔn)計(jì)為30％。焊條烘烤工藝300～350℃，2～3小時(shí)。
實(shí)施例2本實(shí)施例焊芯為HO8Mn2SiA焊絲，藥皮各組分的配比是大理石40％，螢石17％，石英8％，鈦白粉6％，稀土硅鐵5％，鈦鐵5.7％，錳鐵8％，硅鐵3％，鉻鐵3％，鉬鐵2％，金屬鎳2％，釩鐵0.3％，在藥皮中加入的水玻璃粘結(jié)劑以藥皮干粉配方為基準(zhǔn)計(jì)為20％。焊條烘烤工藝300～350℃，2～3小時(shí)。
實(shí)施例3
本實(shí)施例焊芯為HO8MnA焊絲，藥皮各組分的配比是大理石45％，螢石10％，石英5％，鈦白粉8％，稀土硅鐵8％，鈦鐵3.8％，錳鐵6％，硅鐵5％，鉻鐵4％，鉬鐵3％，金屬鎳2％，硼鐵1％，釩鐵0.2％，在藥皮中加入的水玻璃粘結(jié)劑以藥皮干粉配方為基準(zhǔn)計(jì)為10％。焊條烘烤工藝300～350℃，2～3小時(shí)。
實(shí)施例4本實(shí)施例焊芯為HO8MnA焊絲，藥皮各組分的配比是大理石35％，螢石15％，石英10％，鈦白粉8％，稀土硅鐵10％，鈦鐵3.9％，錳鐵5％，硅鐵4％，鉻鐵4％，鉬鐵3％，金屬鎳1％，釩鐵0.1％，在藥皮中加入的水玻璃粘結(jié)劑以藥皮干粉配方為基準(zhǔn)計(jì)為25％。焊條烘烤工藝300～350℃，2～3小時(shí)。
實(shí)施例5本實(shí)施例焊芯為HO8A焊絲，藥皮各組分的配比是大理石48％，螢石12％，石英10％，鈦白粉3％，稀土硅鐵5％，鈦鐵5％，錳鐵5.5％，硅鐵4.5％，鉻鐵3％，鉬鐵3％，金屬鎳1％，在藥皮中加入的水玻璃粘結(jié)劑以藥皮干粉配方為基準(zhǔn)計(jì)為30％。焊條烘烤工藝300～350℃，2～3小時(shí)。
實(shí)施例6本實(shí)施例焊芯為HO8Mn焊絲，藥皮各組分的配比是大理石46％，螢石14％，石英10％，鈦白粉4％，稀土硅鐵5％，鈦鐵5％，錳鐵5.5％，硅鐵4.2％，鉻鐵3％，鉬鐵2％，金屬鎳1％，釩鐵0.3％，在藥皮中加入的水玻璃粘結(jié)劑以藥皮干粉配方為基準(zhǔn)計(jì)為25％。焊條烘烤工藝300～350℃，2～3小時(shí)。
實(shí)施例7本實(shí)施例焊芯為HO8Mn2SiA焊絲，藥皮各組分的配比是大理石30％，螢石10％，石英13％，鈦白粉3％，稀土硅鐵3％，鈦鐵18％，錳鐵6％，硅鐵2％，鉻鐵7％，鉬鐵4％，金屬鎳1％，硼鐵3％，在藥皮中加入的水玻璃粘結(jié)劑以藥皮干粉配方為基準(zhǔn)計(jì)為18％。焊條烘烤工藝300～350℃，2～3小時(shí)。
實(shí)施例8本實(shí)施例焊芯為HO8MnA焊絲，藥皮各組分的配比是大理石30％，螢石10％，石英18％，鈦白粉2％，稀土硅鐵6％，鈦鐵6％，錳鐵18％，硅鐵2％，鉻鐵3％，鉬鐵0.5％，金屬鎳4％，硼鐵0.5％，在藥皮中加入的水玻璃粘結(jié)劑以藥皮干粉配方為基準(zhǔn)計(jì)為15％。焊條烘烤工藝300～350℃，2～3小時(shí)。
將本發(fā)明提供的焊條用于焊接組合轍叉心軌的接頭焊縫，采用GB/T229-1994及GB228-87標(biāo)準(zhǔn)測(cè)得其中心的性能指標(biāo)見(jiàn)表1表1

將本發(fā)明提供的焊條用于U71Mn鋼軌補(bǔ)焊后，測(cè)得其修復(fù)層的硬度的性能指標(biāo)見(jiàn)表2表2

從表1、2所顯示的結(jié)果表明，本發(fā)明提供的焊條在鐵路現(xiàn)場(chǎng)焊補(bǔ)組合轍叉心軌及鋼軌，其焊接工藝性好，耐磨性好，并可獲得與轍叉心軌等強(qiáng)等硬的修復(fù)層。
權(quán)利要求
1.一種鐵路鋼軌及組合轍叉修復(fù)專用貝氏體焊條，該焊條由焊芯和藥皮組成，焊芯為HO8A或HO8Mn或HO8MnA或H08Mn2SiA或H08Mn2MoA焊絲，藥皮成分中含有大理石30～50％，螢石10～20％，石英5～20％，鈦白粉1-10％，稀土硅鐵2～10％，鈦鐵3～20％，錳鐵5～20％，硅鐵1～5％，鉻鐵1～8％，鉬鐵0.1～5％，金屬鎳0.1～5％和以藥皮干粉配方總重量為基準(zhǔn)計(jì)10～30％的水玻璃粘結(jié)劑，藥皮各組分的百分?jǐn)?shù)均為重量百分?jǐn)?shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵路鋼軌及組合轍叉修復(fù)專用貝氏體焊條，其特征在于藥皮中還含有硼鐵0～3％，釩鐵0-0.3％，其百分?jǐn)?shù)為重量百分?jǐn)?shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鐵路鋼軌及組合轍叉修復(fù)專用貝氏體焊條，其特征在于用上述焊條堆焊修復(fù)的熔覆層的成分及重量百分比分別為Mn 0.5～3％，Cr0.5～3％，Si 0.5～3％，Mo 0.1～2％，Ni 0.1～2％，C 0.1～0.4％，微量稀土及Ti或在以上成分中含有微量B或/和微量V，其余為鐵和總量＜0.5％的雜質(zhì)。
全文摘要
一種鐵路鋼軌及組合轍叉修復(fù)專用貝氏體焊條，該焊條由焊芯和藥皮組成，焊芯為HO8A或HO8Mn或HO8MnA或H08Mn2SiA或H08Mn2MoA焊絲，藥皮成分中含有大理石30～50％，螢石10～20％，石英5～20％，鈦白粉1－10％，稀土硅鐵2～10％，鈦鐵3～20％，錳鐵5～20％，硅鐵1～5％，鉻鐵1～8％，鉬鐵0.1～5％，金屬鎳0.1～5％和以藥皮干粉配方總重量為基準(zhǔn)計(jì)10～30％的水玻璃粘結(jié)劑。本發(fā)明提供的焊條具有優(yōu)異的焊接性能及使用性能，可提高補(bǔ)焊、修復(fù)層的韌性和致密性，增加焊接熔覆層的抗裂性，獲得耐沖擊韌性、耐磨性俱佳的貝氏體組織，顯著延長(zhǎng)鋼軌和組合轍叉補(bǔ)焊、修復(fù)后的使用壽命，而且可簡(jiǎn)化焊接工藝，可直接在現(xiàn)場(chǎng)不預(yù)熱施焊。
文檔編號(hào)C22C38/40GK1827288SQ20061002069
公開日2006年9月6日 申請(qǐng)日期2006年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月12日
發(fā)明者欒道成, 王正云 申請(qǐng)人:西華大學(xué)