地铁洞内移动式钢轨闪光焊施工技术

李存明

摘 要：随着铁路速度和轨道交通建设的快速发展，钢轨焊接技术已由热焊、气动焊向雷电接触焊转变。本文主要介绍移动式钢轨接触焊设备及其应用，介绍了钢轨电弧焊的基本原理和焊接工艺。最后，分析了钢轨焊接中存在的问题，提出了钢轨焊接设备和钢轨雷电焊接的发展方向。

关键词：移动式钢轨闪光接触焊;应用;原理钢轨焊接施工

1、前言

高速客运和城市铁路运输是近年来国内铁路发展需要的两大趋势，为了使轨道舒适稳定，在铺设铁路的过程中，为了满足无缝线路的设计要求，长轨标准通常是由工厂生产的长度进行焊接，为了提高其平整度和稳定性，这就导致了铁路焊接设备和技术的发展，自动化程度高，焊接质量更稳定。

2、不合理的焊接工艺对焊接质量的影响

2.1焊接预处理效果

如果研磨不锈钢尺寸不合适，钢轨焊条会接触轨腰锈蚀，导致导电性差，不锈钢表面处理质量不理想，表面光洁度不足，导致导电电极电流不好，严重影响了焊接电流和热的供给，导致焊接工艺参数的突变和焊接接头内部缺陷的发生。

2.2钢轨焊接工艺的影响

焊接前钢轨平整度、曲率不合理，导致焊缝表面质量缺陷，采用焊接控制方式设置，必须用锯片和熔刀拆卸，否则会出现焊接接头质量问题。焊接后的外部缺陷超出标记，焊接后钢轨可不冷却通过，为降低焊接后热熔合处温度，应力释放会导致焊接接头接头的外部缺陷[1]。

2.3焊后热处理工艺的影响

热处理技术参数设置不当，热处理时焊缝两侧未锁紧，热处理过程中，未采取可靠的钢轨膨胀防护措施，存在质量安全隐患。

2.4焊后粗磨工艺的影响

粗磨方法不规范，磨削过程中出现横向划痕，应力集中影响焊接接头的断裂，严重影响焊接接头的使用寿命和质量。

焊缝磨削前温度过高，磨削时有烧伤缺陷，蓝磨是造成焊缝内部结构和质量缺陷的主要原因。焊接接头应力集中是由于磨削角加工规范的违反而引起的。

2.5焊接后精磨工艺的影响

精磨方法不规范，磨削时出现横向坡度，焊缝断裂应力集中严重影响焊接接头的使用寿命和质量，磨削时有烫伤缺陷，蓝磨是造成焊接接头内部结构和质量缺陷的主要原因。结果外观缺陷及质量验收问题的实施。

3、闪光焊与钢轨移动式闪光焊

3.1闪光焊

在工艺开始时，待焊接表面、焊接电流加速金属通过接触点熔化。部分烧焊表面失去接触，但加工零件仍缓慢移动，新的接触点以浮滴桥和侧的形式出现。该工艺是基于当水滴覆盖整个端面时，周围温度相应升高。施工后，将水滴挤压成毛刺，并切断。因此，金属暴露在热环境中，一系列杂质可以完全去除，提高粘结强度;另外，由于与熔滴表面接觸紧密，温度接近熔点，更容易有效控制焊接区域温度，从而保证焊接接头的可靠性和质量。

3.2钢轨移动闪光焊

焊接接头和发电机分别安装在容器中。钢轨焊机主要由两部分组成，焊接部分包括焊机、容器等主要部件，在起重机焊接过程中，拖车将小车引至施工现场，启动发电机动力部分，准备接头，打开焊机背面，按下遥控按钮，将焊机从焊接容器中取出。焊接后，起重机转向一定角度焊接另一条钢轨[2]。

钢轨焊接车的优点和缺点如下。

（1）配有发电机，既能工作在基础上，又能完成线路焊接，非常适合新线路，灵活、可靠、方便。

（2）建筑工程通常效率很高。

（3）质量控制方便，接头可焊接在担架上。

（4）建设项目会产生高噪声和粉尘，可能造成严重污染。

（5）在既有线路上进行焊接工程需要很长时间。

4、钢轨移动式闪光焊接技术

4.1工艺方法

4.1.1钢轨焊接机的精确瞄准。

4.1.2焊工进入施工区域后，拆除接头前的螺栓、挡板、弹簧钢筋等紧固件，然后将压路机置于钢轨5米以下。

4.1.3轨道的末端应该除锈。此时，除锈主要是在距指尖约300mm处彻底除锈，尤其是钢轨侧面。除锈必须达到露出金属内部光泽的标准。如果除锈领域有突破性进展，比如生产日期和出厂标识都要磨平[3]。

4.1.4焊接。焊接前，彻底清洁导电海绵和夹紧区域，确保接触良好。然后检查所有除锈部位，确认适用性后开始焊接，两根钢轨应通过肩部系统实时调整，以满足焊机焊机的要求，迅速取出焊条，检查接头整体外观、裂纹、烘烤情况，位移等问题应视为焊接不合格，并进行现场核算，为后续整改提供参考。

4.1.5拆下滚柱并安装紧固件。焊接工作完成并检查合格后，依次拆除滚轮后再焊接，按要求安装5个紧固件。接头处所有紧固件应牢固、完好。

4.1.6焊机更换。紧固件安装完成后，焊工和一些操作人员被转移到下一个位置进行准备。在移动前应测量接头温度，移动只能在300度以下进行。

4.1.7标准化。接头前后的所有扣件均应拆除，钢轨头在初始加热时的实际温度不应超过500℃，施工时应严格按照试验参数及原因进行。

4.1.8粗磨。连接粗磨前，必须测量装配余量。钢轨的不锈钢表面和钳口，在实际打磨过程中，进给速度必须合理，表面不得有损伤，且不能是蓝色或黑色，打磨时磨盘不得跳动，打磨后的平面应平整，为后续工作创造良好的环境。

4.1.9清洁研磨。清磨接头前，测量焊缝两侧的平整度，根据测量结果确定合适的进给量，然后模拟工作面和轨顶的抛光，工作面内表面和钢轨轨头表面的实际平整度应满足0-0.3mm/m的要求，打磨表面应光滑，过渡环必须光滑，不得有棱角和磕碰。最大粗糙度不得超过12.5 um[4]。

4.1.10联合质量检查。接头压碎后，应进行以下质量检查：焊缝区域探伤和一般外观检查质量必须符合以下要求：焊缝纵向打磨必须光滑，焊缝不得低;圆弧面和工作面应在0～0.3mm/m范围内，下平面应在0～0.5mm/m范围内，不动平面也应在0～0.5mm/m范围内;钢轨轨头角度应平滑，磨料实际重量应控制在0.2mm以内;焊缝两侧不允许有划痕、划伤、碰撞痕迹等缺陷。焊缝的探伤应严格按照现行技术规范进行，实际焊缝温度不得超过50℃[5]。

4.2环境保护

地铁建设需要在地下进行，工作条件更差。天不仅黑，而且潮湿。特别是焊接时，会产生很大的噪声，而且会非常危险，这对操作人员的健康构成严重威胁，在实际施工过程中，应采取以下环保措施：（1）在发电机中加入适当的添加剂;（2）加强隧道通风，增加电耗，风机和发电机下方应安装排气设施;（3）进场前应携带防护材料;（4）合理安排实际施工，钢轨焊接、正火后，粗磨和精加工必须分开进行[6]。

5、结束语

近年来，移动式钢轨焊接在我国发展迅速，无论是高速铁路用于客运还是城市轨道交通，在建筑工程应用方面都进行了许多有趣的研究和试验，形成了钢轨熔化的方法，移动式钢轨用于雷电焊接，虽然大大提高了钢轨对焊的效率，但是标准化和打磨的自动化程度很低，需要大量的时间和劳力，影响了无缝线路工作的进一步效率。

参考文献

[1]解坊利. BS80型钢轨移动式闪光对焊快速焊接施工技术研究[J]. 中华建设，2020，NO.209（04）：129-131.

[2]罗培新. 现场钢轨移动式闪光焊接质量控制[J]. 大众标准化，2020，NO.319（08）：20-22.

[3]樊世平. 热处理钢轨闪光焊接工艺研究[C]// 2019年4月建筑科技与管理学术交流会. 2019.

[4]黄丹. 新型钢轨闪光焊工艺及焊接接头的性能研究[D]. 西南交通大学，2019.

[5]樊世平. 热处理钢轨闪光焊接工艺研究[C]// 2019年4月建筑科技与管理学术交流会. 2019.

[6]李金华，丁韦，李力，等. 钢轨现场闪光焊焊接和感应热处理一体机工艺研究[J]. 焊接技术，2019（6）：33-36.