制定焊修工艺所遵循的原则是尽量降低焊接线能量;尽量降低焊层温度;尽量减少焊缝长度。据此则采用直流反接、小电流、短弧焊、水槽内焊、灭弧后立即浇水冷却焊缝的基本方法。对操作的具体要求是:
①焊道应分层、分段、跳焊、逆向进行施焊。
②每段焊道长度最长不得超过70mm,或是焊完一根焊条的1/4~1/3就灭弧浇水冷却,焊道宽度为7~12mm或焊条直径的2~3倍。
③焊条走向，每层应先纵向焊好边缘，再纵向或横向施焊其余部位。
④引弧或收弧应避开边缘及焊层与母材交界处。
⑤可使用不锈钢焊条打底。
⑥焊条烘干温度为200℃~250℃,焙烘时间1 h,以后100℃下保温，随用随取。
⑦电源应使用直流弧焊机,直流反接。对于直接与母材焊接处或底层,电流应当选得小些,3.2 mm和中4 mm焊条使用的电流分别为80 A和110 A。而对于中层和面层焊接电流可以适当放大到110 A和150 A。
一、焊补前的准备
1.高锰钢辙叉在焊补前,需清理各部分的油垢、泥垢及铁锈等,认真检查有无起层、剥落掉块、裂纹、夹渣、气孔、缩孔等缺陷,并将磨损及缺陷记录在焊修卡上。
2.辙叉的磨损部位不应当残留硬化层,应当用砂轮机将硬化层磨去,磨削深度应大于0. 3 mm。
3.对有塌陷的部位,应仔细检查,往往伴随有铸造缩孔和水平裂纹。此时,应视表层厚度决定是否挖补,如果焊好塌陷和磨损后表层厚度大于15 mm,则应当采用“U”形坡口对焊裂纹的方法进行处理。
4.对水平裂纹、起层、垂直断裂等缺陷,应用碳弧气刨方法进行清理,不要使用火焰方法清理(如乙炔或石油液化气等)。水平裂纹可顺着裂纹中心,刨15~20 mm深和10~15 mm .加宽,两端加长5~10 mm的“U”形坡口。垂直断裂裂纹,应尽量开窄坡口,但轨顶至轨顶下30 mm处便于砂轮打磨为宜，深度以能清除裂纹为宜。
二、对磨损高锰钢辙叉的焊补
1.对磨损辙叉经过清理、检查、打磨后,放人设有流动水的水槽中,水位低于施焊部位大约15~20 mm的距离。
2.装好反变形架,对辙叉进行预拱,以防辙叉焊后变形及减少焊接应力。
3.焊条与焊接面应适当倾斜20°左右,以减少夹渣、气孔等缺陷。
4.焊补时应从磨损较深的部位开始,采用分层、分段轮换堆焊法,每段焊缝长度不应超过70 mm,或每根焊条应分焊三条焊缝,焊缝宽度约为焊条直径的2~3倍,后一道焊缝应压住前一道焊缝的1/3, 以使焊层平展。
5.焊条走向应先沿纵向将辙叉边缘焊好,再以纵向或横向焊接中间部分,引弧及收弧应尽量避开轮缘槽边缘及焊层与母材的交界处。
6.引弧时应在焊缝形成的前方15 mm左引弧,再拉回焊缝起点。灭弧时,应使焊条回焊很短一.段距离,填满弧坑，以免产生裂纹。
7.焊完一道焊缝后,应马上浇水冷却焊接部位,等浇水不起气泡(温度约50°C)时,用刷子将水和焊渣刷净,待余热将表层水蒸发干后,再进行下一道焊缝的堆焊。
8.采用KD286或TYD296焊条施焊时,由于焊层韧性好、塑性高、脱渣性能好,可以免除或适当对焊缝锤击,以减轻劳动强度。
9.焊补后,应用砂轮进行打磨,达到规定尺寸后,用放大镜仔细检查。如发现焊层和基体有裂纹、较大气孔等,应刨去重焊。
三、辙叉裂纹的焊补
1.辙叉水平裂纹,在未焊过的地方,裂纹大多是由铸造夹渣和缩孔等原因引起,此时应尽量考虑顺着裂纹开“U”形坡口进行焊补,只有在必要时,才采取大块挖补法焊补。
2.轨面下的水平裂纹,开坡口深度和宽度按准备工作内容所述进行,又由于受到轮缘槽限制,砂轮打磨困难,在碳弧气刨后,有条件时，可采用腐蚀方法清除掉气刨黑层。一般情况下,可直接用高锰钢焊条进行焊补。当焊补量超过3根焊条时,最好将辙叉置人水槽,以保证质量。
3.翼轨或心轨作用面上的水平裂纹,开坡口深度为20 mm左右,宽度以砂轮能打磨为宜,坡口上部应用砂轮倒角,再置于流动水槽中,用高锰钢焊条进行焊补。
4.辙叉垂直横裂时,则应用气刨开“U”形坡口,深度以将其裂纹清除干净为宜,宽度以便于砂轮打磨为宜,上口用砂.轮适当倒角。焊接从最低层开始,注意水槽水位随焊层的填补而升高，始终保持15~20 mm距离。采用高锰钢焊条补焊上下横裂纹时,不但不用不锈钢焊条作过渡层,而且不用锤击焊缝,也不会出现裂纹,返工现象少。
四、辙叉大块挖补的焊补
1.一般说来,应尽量防止辙叉的大块挖补。
2.大块挖补时,底部及周围的缩孔应尽量清理干净。如果清理有困难,也应在焊第一、第二层时,就尽量将其气孔和翻浆层封死。如第二层还未封死，就应刨掉焊层,重新施焊。第一、第二层封死了气孔及翻浆层,才能保持面层的质量。
3.因挖补一般都是面积大,深度较深,焊修时间长,易造成基体反复受热,易使热影响区产生裂纹，因此在施焊时,可先用半立焊法焊至轨头5~10 mm,再改为平焊。
五、翘头的防止与整治
由于辙叉的刚性大,焊修时局部受热,金属膨胀,冷却后又产生收缩,使辙叉产生翘头现象。为了防止因焊修引起的翘头,可以在水槽底部固定-一个刚性较大的梁,在待焊辙叉的焊修处底部垫上垫铁,在两端用井字架将辙叉紧固,并使待焊辙叉上拱适当角度(预拱)。辙叉焊修完后,便拆除井字架,岔心自然收缩,减少应力,不但可防止翘头,也有防止断裂的作用。
当辙叉已经翘头,可以用320 t左右辙叉液压校正器进行整直。若采用氧气+乙炔进行火焰校正时,应注意到两点:一是加热部位在辙叉的轨底部;二是控温在300C以下。
六、焊后打磨
因焊层同高锰钢一样是依靠加工硬化,使金属变形、产生位错马氏体组织提高耐磨性的,因此,在焊后打磨辙叉时,应注意留有变形量。打磨时,轨顶面预留0.3~0.5 mm的变形量,轨头侧面则应凹下0.3~0.5mm,以防止焊层变形强化时产生飞边。
文章来源:
来自 丁韦，黄辰奎，季关钰编著. 钢轨及高锰钢辙叉焊工技术培训教材[M]. 2005
