焊后热处理技术研究教程.ppt

综上所述，建议不同钢种钢轨中频电感应加热温度选择范围见表9所示： 钢种 轨头、轨底中加热温度/℃ 轨底侧加热温度/℃ U75V 880-920℃ ≥780 U71Mn 860-900℃ ≥800 表9 不同钢种焊后热处理加热温度选择 8.3、冷却部位的选择 原先焊后热处理仅加速冷却轨头，后又喷风冷却全断面，现在多种情况并存。有的冷却全断面，有的仅冷却轨头，或轨头、轨腰，或轨头、轨底等。 从硬度匹配而言，仅加速冷却轨头即可，无需对轨腰和轨底进行加速冷却。 冷却部位的选择还要考虑对焊接接头平直度下沉的影响，加速冷却全断面和仅加速冷却某一部位，焊接接头的平直度变化规律是不一样的。在当今高速铁路严格要求平直度的情况下，对此更应引起充分重视。 另外，还要考虑对组织的影响。钢轨焊接接头全断面喷风冷却后，在焊后热处理工位（室内）就完成了组织转变（温度低于600℃），随后在室外即使遭遇寒冷，甚至雨雪都不会对其组织产生影响，而未加速冷却的部位由于未完成组织转变，当遇到快速冷却条件（如雨雪等）时，就有可能出现马氏体等有害组织，对焊接接头埋下安全隐患。 8.4、冷却速度的选择 冷却速度的选择原则是使喷风后轨头硬度与母材匹配。试验表明，在喷风器结构和与钢轨的喷射距离固定后，冷却速度与喷风压力有关。一般，U71Mn热轧钢轨选择喷风压力0.10-0.15MPa（冷却速度可达0.5℃·S-1～1.0℃·S-1，）；U75V热轧钢轨选择喷风压力0.15-0.20MPa（冷却速度可达1℃·S-1～2.0℃·S-1，），热处理钢轨选择0.2-0.3 MPa（冷却速度可达2℃·S-1～3.0℃·S-1，）。喷风时间应大于180s。 同时，冷却速度的选择还应考虑加热温度的影响。加热温度低，需要高一点的冷却速度，以使硬度匹配。 8.5、加热速率的选择 经计算，频率为1000-2000HZ的中频电源，电感应加热涡流透入深度为10-15mm，即在10-15mm 范围是很快到温的。为了使焊接接头尤其是钢轨轨头透热，还要依赖热传导，而热传导是需要时间的。若加热速率太快，表面看上去很快达到了所要求的温度，实际上轨头内部并未加热透。因此，加热速率不能太快。研究表明，采用1000HZ的中频电源时，冷态焊头加热时间应大于180sec，热态焊头应大于120sec。由于电感应加热到温后不保温，应尽量创造条件选择较低的加热速率。 9、焊接接头的性能研究 经过良好的焊后热处理，焊接接头整体性能得到大幅度提高，具体表现为冲击功Ak大于20J以上；每个试样的断后伸长率A大于6％以上；热轧钢轨轨头硬度为母材硬度的100％～110％；热处理钢轨轨头硬度为母材硬度的95％～105％；软化带宽度小于20mm；落锤性能明显提高，在生产性检验中，一次性通过5个落锤检验。 10、焊后热处理应注意的问题 10.1、焊后热处理与焊接工艺的关系10.2、焊后热处理工位布置10.3、焊头探伤前的强制冷却 10.4、焊后加热起始温度 10.5、焊后热处理温度控制 10.6、焊后热处理接头性能检验10.7、焊后热处理加热频率 10.8、焊后热处理加热设备 10.9、焊后热处理冷却设备 10.10、焊后热处理标准  焊后热处理虽然可有效改善焊接接头的综合性能，提高容纳焊接缺陷的能力，但焊后热处理不能消除焊接缺陷。可以想象，对于已经出现裂纹的焊接接头，无论进行怎样的热处理都不能使裂纹重新弥合。而焊接缺陷如灰斑在某种程度上讲也是一种准裂纹。因此，调整焊机状态和优化焊接工艺时，应采用未经焊后热处理的焊接接头进行落锤试验，以免焊后热处理掩盖了焊接缺陷；而为了进一步提高焊接接头的性能，增加安全储备度，即使未经焊后热处理焊接接头已通过落锤试验，在随后的生产中也应进行焊后热处理。并应对焊后热处理工艺是否合理尤其是硬度是否匹配进行检验。 10.1、焊后热处理与焊接焊接工艺的关系 10.2、焊后热处理工位布置 焊后热处理工位布置要考虑以下二点：其一，为了使奥氏体晶粒重新细化，焊接接头应冷至500℃-600℃以下，才能开始重新加热进行焊后热处理。所以焊后热处理与焊接至少应隔一个工位。其二，焊头粗打磨工位最好应布置在热处理工位前，这样，焊后热处理可以消除在粗打磨中因操作不慎出现的马氏体组织，对保证焊头的安全使用有利。 10.3、焊头探伤前的强制冷却 对于新建百米焊轨基地，冷、热加工线分开，并采用了500m时效场，不存在探伤前的强制冷却问题。而对于未改造的老焊轨基地，或现场焊接，焊头探伤