重载铁路担负着远距离运输煤和矿石等大宗货物的重任,随着我国货运量持续增长,对钢轨的要求也越来越高,理论研究证明传统珠光体钢轨的力学性能已接近极限。强度更高,耐磨性能更好的贝氏体钢轨应用前景良好。而焊接问题成为了制约贝氏体钢轨推广应用的关键所在。为实现贝氏体钢轨焊接的突破,最大程度地延长钢轨寿命保障线路运行安全。采用完全自主知识产权GPW-1200(75)型气压焊机借鉴75kg/m U78CrV珠光体轨气压焊接工艺,进行同质对焊及与U75V轨混焊试验。经落锤、金相、硬度试验表明焊缝断口呈撕裂特征较少,带状组织偏析严重,硬度变化规律与珠光体钢轨类似,接头质量不理想。采用GPW-1200(60)气压焊机,参考60 kg/m U78CrV珠光体轨气压焊标准工艺,进行贝马复相轨对焊试验。经落锤、金相、试验结果表明焊缝断口呈撕裂特征仍然较少,带状组织偏析严重,接头质量不理想。在相同的工艺条件下焊接接头特征没有重现性。采用添加过渡层、调整顶锻压力和挤压变形模式的方法进行试验,接头质量仍不理想。设计并自制了能模拟气压焊接加热顶锻过程的感应加热和加压装置,进行贝马复相钢小试样焊接试验,三点弯压断焊口,研究断口特征与金相组织的关联性及硬度分布。试验得出:加热(电流1190±10A,135s);保温顶锻(电流1090±10A,30s,顶锻量为5~8mm,顶锻速度0.2mm/s)条件下,接头断口塑性撕裂特征最好。在上述工艺条件下,改变顶锻速度(0.2~6mm/s)进行试验。试验结果表明,顶锻速度越慢,焊缝界面金属的交互结晶和动态再结晶越充分。通过对焊缝微观特征观察,断口特征呈现平齐状态区域也实现了交互结晶,但其焊缝组织差异较大。上述研究结果,为贝氏体钢轨固相焊提供了科学依据。