20世纪轨道领域中最具有代表性的成就之一就是无缝线路,无缝线路能显著提高列车的舒适度和安全性。我国大部分地区冬季漫长寒冷,在低温下焊轨或临时抢修不可避免。由于钢轨焊接接头经历了特殊的热-机作用过程,不可避免地会产生与母体不同的冶金变化,因而接头往往成为线路的薄弱环节,尤其在寒冷地区。传统的铝热焊接头受低温环境条件的影响大,热量散失快时会出现淬硬马氏体组织,重伤率较高,成为断轨安全隐患;铝热焊接头软化区较宽,服役时容易在车轮碾压作用下产生马鞍形磨耗病害,影响线路平顺性。研究寒冷地区高品质焊轨施工技术,最大限度地提高焊接接头在低温下的强韧性和平顺长久寿命,对于保障线路安全、减少养护量具有重要意义。新型YHGQ-1200气压焊轨车具有高度自动化、焊接和正火一体化作业功能,在低温条件下进行焊接和焊后正火热处理,能改善接头组织、细化晶粒、提高接头强韧性和耐磨性,工艺参数适应温度范围广。但目前对保证在低温下使焊头服役长久、安全使用的技术水平尚无科学数据支撑。为此,本文采用正交试验方法和物理冶金分析方法,在五个铁路局的低温条件下进行焊轨试验,研究了不同的正火喷风冷却条件与钢轨接头硬度和显微组织变化规律,获得了一套接头强韧性质量稳定的低温焊接工艺。结果表明:(1)采用YHGQ-1200气压焊轨车焊轨作业,选用正火工艺参数为:氧气流量为68.4SLM、乙炔流量74.5SLM,加热时间200s,喷风冷却到钢轨轨顶面温度低于500℃,正火过程喷风压力在0.30MPa≤P<0.50MPa,冷却速度(T8/5)为2℃/s～4℃/s,所得到的组织为细粒珠光体,组织性能良好,接头强韧化效果最好。(2)将该套工艺应用于青藏高原铁路、哈尔滨、沈阳铁路局等寒冷地区,不仅满足TB/T1632《钢轨焊接》标准要求,而且焊接接头硬度与母材相当,软化区很窄,接头晶粒细小。该套工艺为寒冷地区无缝线路从源头上控制断轨、减少马鞍形磨耗病害提供了技术支撑,具有良好的应用价值。