本发明公开了一种过共析钢钢轨与共析钢钢轨焊接接头的焊后热处理方法，属于钢轨焊接技术领域。本发明针对因母材差异导致过共析钢轨与共析钢轨混合闪光对焊接头组织与硬度难以匹配的技术难题，创造性的提出采用非常规三段式冷却的技术思路，并通过对钢轨焊后快速冷却阶段冷却速度和终冷温度等关键因素的实时精准控制，实现了钢轨闪光焊接头显微组织与力学性能的协同控制，消除了因接头显微组织异常或硬度高低不均而导致的“鞍型”磨耗及早期疲劳断裂等常见伤损，解决了过共析钢轨与线路上既有共析钢轨混合对焊的应用技术难题。本发明对于过共析钢轨于国内重载线路中的推广应用具有积极的推动作用，具有巨大的经济效益和社会效益。