自保护药芯焊丝在钢轨冷焊修复中的应用

选用普通钢轨材料为母材，焊接材料为 45(/ 自保护药芯焊丝。实验焊接设备采用 48#+**X 晶 闸管气体保护焊机。焊前不预热，焊后自然冷却，焊 接环境温度 (+ %，工艺参数如表 $所示。 45(/是一种低合金钢自保护药芯焊丝，无需保 护气体，焊缝低温韧性优良，其熔敷效率高，电弧穿 透力大，呈喷射状，操作容易，焊缝成形美观，脱渣 容易。采用直流正接，适宜全位置焊接。45(/是富镍 的焊丝，其冷焊工艺性好。在此探索用其进行钢轨冷 焊修复的可行性，要求焊接接头不出现冷裂纹，并且 接头的性能基本与钢轨母材性能相匹配。用表 $所 示的工艺参数在钢轨表面堆焊一层，冷却后用磁粉 专 讨 论 ︱ ︱ 材 料 改 性 与 表 面 工 程 技 术 电焊机 自保护药芯焊丝在钢轨冷焊 修复中的应用 10· · !"#$%&’$ (#")’*+ ,-$.’*# 探伤未发现裂纹。然后再在其上堆焊多层，磁粉探 伤检查确认没有裂纹后，在焊接试板上截取金相和 硬度实验试样，进行堆焊层组织和性能试验。 ! 堆焊层组织与性能 !"# 堆焊层金相组织 !"#$在钢轨上堆焊层的金相组织见图 %。 & 焊补层焊缝组织’()*+, - 熔合区组织’()*+, . 焊补层下层焊缝组织’()*+, / 热影响区组织’()*+, 图 % !"#$ 在钢轨上堆焊层的金相组织图 在 !"#$焊丝的堆焊接头中，堆焊层和热影响区 未发现裂纹和马氏体组织。这主要是因为 !"#$焊丝 堆焊焊补层中，焊丝中的 !" 合金元素可降低珠光 体的析出温度；虽然未进行焊前预热，但因堆焊了 数层，前面的堆焊层相当于在给后面的焊层进行预 热，使冷却速度有所减缓。以上两个因素使焊补层 下层焊缝组织’图 %.,主要是大量的珠光体和铁素 体，而其上层焊补层 ’图 %&,由于熔入母材成分很 少，含碳量比下层少，加之又有前面多层焊的预热 作用，冷却速度较慢，得到的组织为大量铁素体和 少量颗粒状珠光体。 !"#$在钢轨上堆焊的硬度分布见表 #。 !"#$堆焊层硬度分布曲线分布如图 #所示。 图 # !"#$ 堆焊层硬度分布 从表 #、图 # 可以很明显的看出，堆焊层硬度 值比母材略低，其在使用过程中的磨损就比钢轨母 材快，需进一步研究，以提高堆焊层的耐磨性。 $ 结论 %" 实验表明，用焊丝 !"#$ 对钢轨进行冷焊修 复，焊缝和热影响区没有出现裂纹，用 !"#$ 冷焊修 复钢轨方案可行。 &" !"#$ 焊补层硬度略低于钢轨母材，耐磨性 较差，需进一步提高。 参考文献： 0%1 陈 辉，曾维德，等2铁路在线伤损钢轨堆焊修复新技术研 究0312电焊机，#**4，)4’4,：%45%(22 0#1 王元良，陈 辉2钢轨自动堆焊的发展前景0312铁道建筑， #**6，’7,：%*(5%*72 区域 显微硬度!89 焊缝 8:; 母材 %64 %66 %(# %67 %(6 %(% %(< %76 %74 #%# #*% #*7 )%* )6% )#$ #7< #() #6< #(6 #6< #4< #(< #<6 #(6 ———— ———— ———— 表 ! ’(!)在钢轨上硬度实验结果 材料改性与表面工程技术 陶 然等：自保护药芯焊丝在钢轨冷焊修复中的应用 第 %% 期 专 题 讨 论 ︱ ︱ 材 料 改 性 与 表 面 工 程 技 术 4<· ·