浅谈钢轨焊接施工技术

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇浅谈钢轨焊接施工技术范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

摘要：无缝线路消除了普通线路的钢轨焊接接头，减少了列车的冲击与振动，延长了轮轨部件的使用寿命，给列车运行和行车安全带来诸多好处。无缝线路铺设迫切需要解决的问题是各种钢轨焊接问题，国内外普遍采用的钢轨焊接方法有：闪光焊、气压焊、铝热焊。本文对此三种焊接方法的原理及工艺要点进行概述。

关键词：钢轨焊接；铝热焊；接触焊；气压焊

中图分类号：P755.1 文献标识码： A

一、铝热焊法

铝热焊法已被国内外认为是一种高效率的现场快速轨道焊接方法。其特点是:设备简单,操作方便,效率高、工作条件适应性强,质量稳定可靠。

（一）焊接原理

当铝热焊接装置准备就绪后、对钢轨预热到600℃左右。在坩埚内放入焊剂用高温火柴将焊剂引燃。焊剂在坩埚内进行激烈的化学反应产生钢水和熔渣,当反应稳定后钢水从坩埚底部注入砂模内,由于熔渣较轻、浮在最上面通过砂模上部缺口流入接渣斗。高温钢水熔化两侧钢轨接头部分冷却后形成焊接接头。

（二）焊接材料

选择铁ⅢDA焊剂,该焊剂适用于U71Mn、U74、PD3、BnbRe国产及相关材质钢轨焊接。

选择砂模，按照钢轨的型号规格选择砂模。

选用一次性坩埚，预热用瓶装丙烷气(石油液化气)和瓶装氧气。

（三）焊接工艺要领

1、砂模安装

砂模安装到位后用砂泥封补间隙防止钢水漏出。焊缝间隙为26±2mm。

2、安装模具

(1)安装前应将砂模在钢轨上轻轻研磨,减少钢轨与砂模间的间隙。(2)底托和砂模在安装时,应对称于轨缝中心线,安装完毕后需用纸板或其它干净物体将砂模口盖上。(3)模具安装好后,用手均匀地将封箱泥自上而下封于模具各缝隙处,但不宜过多,以免水气不易排出。

3、预热

例如,60Kg/m钢轨焊接氧气压力0.6Mpa、液化气压力0.04MPa、氧气流量3500L/h、焰心长度12～14mm、预热时间5分钟。预热时间不能过长或过短、否则会影响焊缝成型或焊接产生未熔合。预热到最后3秒时点燃高温火材,保证冶金反应在预热结束后能马上开始。拆模:3.5分钟后开始拆模。用气割方法切割注模帽口,并用砂轮打磨焊缝。

4、浇铸

(1)在浇铸前应做好焊剂的准备工作。预热完毕后,先将砂芯放置于砂模中部,再将坩埚迅速放在模具上,对中。(2)点燃高温火柴,插入焊料中心深度约25mm。从预热完成至点燃焊料不得超过30s。(3)当废渣停止流动时开始计时,5min后可将坩埚、废渣盘移去。

5、推瘤

(1)拆除模具夹(底板暂时保留),把轨面上和轨头两侧的非金属物质尽量除净。(2)从计时开始达到6.5min后,可进行焊头推瘤。(3)推瘤后可拆除底板,冒口柱处于温热状态时将其折弯,待冷却后除掉整根冒口柱。

6、打磨

(1)在线路开通前,焊头需进行打磨。打磨的顺序为:先工作面,后非工作面;先轨顶面,后侧面,再棱角。打磨时不要过量,应在钢轨踏面上保留至少高出轨面0.8mm的焊接金属。(2)在焊头经过列车运行,冷却时间达1h以上之后,对其进行精打磨,使外观质量符合规定要求。(3)打磨时应不间断移动打磨机,防止在某一处打磨过度而造成钢轨淬火。

二、接触焊

钢轨接触焊(闪光焊)一般应用于工厂焊,无缝线路95是采用此种工艺完成的,即把长度为25米无孔标准轨焊接成为200-500米的长轨条。其原理是利用电流通过钢轨接触面产生热量熔化钢轨局部端面,再经顶锻完成焊接。由于接触焊的焊接热源是来自工件的内部热源,热量集中,加热时间短,焊接过程不需要填充金属,冶金过程比较简单,热影响区较小,易获得质量较好的焊接接头。

施工工艺：

（一）焊前准备

焊接单元轨前，安装支垫滚筒，将待焊长钢轨摆正，焊机对位，做好焊轨前的准备工作。并对钢轨接头两端700mm范围内进行除锈、打磨处理。并通过夹紧钢夹的动作对两待焊钢轨接头的水平和垂直方向进行调直，并调整垂向尖峰和工作边。夹紧力作用在钢轨中轴线上。

（二）自动焊接

焊接含闪平、预热、闪光（烧化）和顶锻四个过程，由控制柜指挥焊机按焊接程序自动完成。

（三）焊瘤推凸

焊接完毕后几秒钟，焊机的推凸装置自动将整个钢轨周围的焊瘤剪平。由于闪光焊属于压力焊的一种，这使得通过最后顶锻的施压过程致使焊接接头呈现锻造组织特征，对高温接头如果焊后不通过保持一定的压力使得接头不承受拉伸载荷，那么极容易造成结晶不良，甚至导致焊缝被拉开或者一些焊接缺陷的产生。因此保压和推瘤阶段在闪光焊焊接循环中对形成优质的焊接接头非常重要，同时是完整的焊接操作不可缺少的。在焊接顶锻完成后，应尽快进行推凸，这样有助于减少推凸力，减少剪切引起微裂纹产生的几率。采用保压推凸可以有效避免因焊后高温接头受拉伸而造成的质量缺陷及隐患，因此在无缝线路建设中使用保压推凸是最佳的推凸手段。

（四）焊后粗磨

用角磨机对焊缝处轨顶面、工作面、轨底角表面进行粗打磨。

（五）矫直

采用矫直机对焊缝进行校直，使焊缝在轨顶面和工作面的平顺度均满足要求。然后通过人工采用打磨机对钢轨踏面及工作边进行最后打磨。

（六）探伤和外观检查

对打磨后的焊头进行探伤，不合格的锯掉重焊，保证焊头合格率100%。对焊接后的外观进行检查时，需使用1m直靠尺和塞尺对经探伤合格的焊头踏面、工作边及轨底进行检查，平直度符合要求，不符合要求的重新进行修磨或锯掉重焊。

三、气压焊

气压焊除了在加热需要用氧气和乙炔外，其余与电阻焊类似。因此它具有与电阻焊同样的焊接强度，由于气压焊接设备搬运方便，只要有铺设所需要的用地大小，就可在现场焊接、运送。也就是说它与电阻焊比起来要轻便一些。现在已试制成能在线路上进行焊接的气压焊机，这种焊机也也使用在新干线的施工中。现在一般所使用的气压焊机称为铁研式，日本国铁持有专利权。在岩见泽（2台）新津（2台）千叶（5台）草津（1台）无栖（3台），除各种钢轨焊接中心和铁道技术研究所备有这种焊机外，在东海道下新干线等地还有若干台作为施工之用。因而用上述两种焊接方法时，铺设长轨后仍然需要再用铝热焊或封闭电弧焊等方法接长钢轨。

气压焊主要焊接工艺：

（一）焊前钢轨端面打磨

先采用机器打磨、铣平，然后人工用锉刀进行精细打磨。

（二）对轨和夹轨

1、串轨

串轨前先把钢轨拨到大致顺直的位置，且用钢轨支撑架支平，然后串动钢轨，把拉大的两根钢轨之间的距离调整到适合焊轨的位置。串轨过程中要避免钢轨撞击出现伤痕，如出现伤痕应重新打磨锉修。

2、对轨

对轨的工作包括：调直、调平和调整轨缝3个主要内容。

3、调直和调平

将距离焊接端面20m以内的前后两段进行调平、调直。

4、调整轨缝

在调整轨缝之前，应把压接机扣放在一侧待焊的钢轨上，然后把轨缝调整至8~15mm，调整好轨缝后，把压接机移到焊缝处，调整压接机使固定端内侧面距焊缝中心230~250mm。

5、夹轨

夹轨是通过固定压接机来实现的，二者同步进行。在完成对轨后，将接通管路的压接机骑放在待焊钢轨上后，调整好与轨缝的相对位置，即可进行夹紧工作。夹轨通过斜铁来实现，轨底要求平行，不平时要加垫片垫平，对好后，用平尺精调一下，拧紧轨顶螺栓，检查高低是否符合要求。符合要求后，打紧斜铁，并锁紧轨底螺栓，然后开动油泵进行预顶，预顶压力15~17Mpa。

（三）安放加热器

固定好压接机后，开始安放加热器，然后调整咀条（火孔）平面与钢轨周边平面距离均应为24~25mm，加热器的火孔平面要与钢轨纵轴平面垂直，而后接通气、水管路。

（四）安放推凸位置

推凸装置的安放是在已固定好压接机上完成的，首先是放置刀垫，放置时应注意使刀垫之拉块挂在压接机的左横梁的内侧端板上，使下部的凸条放在压接机拉块的槽内，使刀垫与端板的内侧面密贴，在顶锻完成加热器灭火的同时放置刀前体。同时推进腰刀，使定位销落在定位孔内，然后插入底刀，直到底刀的垫圈贴紧刀体侧面，装底刀时，注意刀刃朝向焊缝部位，不能放反。这些操作完成后即可推凸了。

（五）点火焊接

端面处理合格后，且点火焊接前，要重新检查管路及设备的状态性能，操作人员行走时，注意不要踩踏各种胶带管路，以防加热器放炮回火。

参考文献

[1]邵红林.浅谈气压焊接钢轨施工技术[j].城市建设理论研究（电子版）, 2012年8期.

[2]王大为.浅谈朔黄铁路原平分公司无缝线路大修施工技术[j].科技致富向导,2013年15期.