无缝线路移动闪光焊焊接接头质量控制

高博

摘要：移动式闪光焊接目前已成为无缝线路现场焊接的主要方式，为了提高铁路的施工现场质量，确保铁路后续运营的安全顺利，避免造成整个无缝线路的潜在安全风险，本文着重对焊接前期的准备工作以及焊接前的对轨、预拱度、错边量控制提出措施，并结合实际对整个施工过程中的温度控制要点提出建议。

关键词： 接头;焊接;对轨;预拱度;质量

铁路现场焊接施工复杂，工序多，质量标准高，协调难度大。钢轨焊接施工是一个综合性施工过程，包括十多个过程，如焊机调试、现场试验、连接验收、浆辊、钢轨卸载、钢轨找正、焊接、打磨、正火、矫直、故障检测等，为确保焊接接头的施工质量，施工前必须做好适当的准备工作。

1、准备工作

1.1组织管理

现场组织包括施工技术、质量、安全、生产、设备、材料、物流的管理团队，以及总技术总监和协调员的设立，确保及时提供技术咨询和现场监控，有效解决现场所有质量问题，并组织和实施有效措施和方法，以提高施工质量;能够迅速处理可能对施工质量造成隐患或不利进度的因素。

1.2.施工人员

对于施工设备的操作、焊接工艺的执行及后续接头的验收，一般都由现场作业人员具体执行，因此对于焊接、正火、粗磨、矫直、精磨、探伤等工位应重点进行设备、技术标准、作业步骤、验收标准等方面进行培训，以保证焊接工艺能够严格执行。另外由于现场工作环境复杂，使用的设备、小型机具和检测量具数量也众多，因此必须要对设备使用规程等进行安全培训。

1.3.施工设备

施工前应结合设计效率对设备的数量、型号、性能进行综合分析。必须生产高效率的设备备件。现场施工的主要设备、工具和机器如下：锯轨机、移动式钢轨焊机、平板车、轨道车、正火机、仿形打磨机、电子尺、探伤仪等。为确保钢轨焊接接头的质量，应在施工期间校准检查自检装置。

2、工艺流程

钢轨母材的焊前检查和处理：钢轨母材的焊前检查和处理包括拆除钢轨附件、放置滚轮、钢轨端部和电极接触件除锈、机车找正、钢轨找正和夹紧、设备检查等。在施工现场施工过程中，上述准备工作均已通过，经检查符合焊接条件后，方可进行焊接。钢轨焊接：钢轨焊接包括焊轨作业车对位，夹轨对中及焊接与推凸。

焊后处理：包括粗打磨、熱处理、矫直、精整、外观检验及探伤。

移动闪光焊接头外部质量控制：在钢轨焊接过程中，必须严格控制接头的外部质量，特别是平直度。由于现场移动闪光焊是一个综合性的施工过程，钢轨对准、焊接、正火、矫直和精整都是直接影响焊接接头平直度的关键工序。

3、接头质量控制要点及具体措施

为了进一步保证接头的质量，结合实际情况，特提出以下控制要点。

3.1对轨工序

施工现场施工时，曲线段、直线段、坡道等轨道条件会对轨道的平顺性产生一定影响。焊接时，移动式闪光焊机通过钳口表面和钢轨腰部表面之间进行夹紧。由于两者接触部位均为圆弧表面，因此仅通过夹紧不可能达到足够的离心精度，尤其是在非线性截面中。因此，焊接前必须首先进行对中，对中是以两个待焊母材的行车面和工作边为基准，并且使用垫铁消除钢轨的扭曲及曲线段的弯道超高问题。

3.2.预拱度控制

预拱度是控制高接头平直度大小的关键因素，预拱度太大容易产生高接头，预拱度太小容易产生低接头。在施工过程中，首先拆下扣件，并填充垫块。预留预拱度时，必须通过理论及现场对接头焊前、正火前后及矫直前后的平直度比对试验确定，严格把控垫块距离与高度，对出现的高低接头认真分析，以期实现预拱度选择得到最优。

3.3焊接错边量的控制

对闪光焊而言，钢轨的夹持对中主要通过焊机进行，在加上人工辅助，可以较好的实现对中。由于待焊母材受到制造技术、运输及铺设等过程中的影响，每支钢轨的平直度、型式尺寸、扭曲度都会有一定的偏差，再加上焊机本身的机械对中结构比较复杂，长时间使用难免会产生间隙，造成机械误差，因此接头焊接后普遍存在着一定的接头错边，对于错边超标的接头，一般采取锯切的方式处理，这样就极大地影响了施工进度，为此要严格控制接头错边量。首先钢轨焊前检查工位一定要严格检查钢轨每支钢轨是否有明显扭曲、翘头、低头等情况，必要时要进行锯切，重新打磨新的断面。其次应建立完善的设备养护制度，定期对焊机进行维修、保养，发现问题及时修复，以保证焊机设备完好。最后也要对垫块倾斜度及位置等进行分析，针对不同型号钢轨，结合理论与实践适当调整垫块类型与垫块位置，以消除钢轨母材扭曲及断面误差带来的接头错位。

3.4 相关工序的温度控制

3.4.1 温度控制

（1）焊接工位温度的控制

与厂焊（固定式闪光焊）焊接环境不同，由于现场焊接环境受天气影响较大，因此一定要对相关各环节的温湿度进行把控，以防止接头组织发生变化，从而影响接头的焊接质量。对于焊接工位，轨温在0℃以下应禁止焊接，在0-10℃之间时，也应对钢轨母材端部1m范围内进行充分、均匀的加热，待钢轨母材温度上升到30-50℃再进行焊接作业，另外焊接后为避免接头在寒冷空气中应降温速率过快而在接头表面产生马氏体组织，应在焊接完成后，迅速对接头进行保温工作，尤其是轨底角位置。

（2）正火温度的控制

正火前接头热处理前应保证接头温度低于500℃，确保接头组织完全由奥氏体转变为细小的珠光体组织，否则热处理后得到粗大的珠光体或产生过热组织，从而降低接头的机械性能。另外接头热处理后也应注意在寒冷空气下，应降温速率过快而在接头表面产生马氏体组织。

（3）精磨前温度的控制

由于现场焊接缺少时效工序，因此在矫直后接头的温度依然较高，为了保证接头平直度在精磨后不会因为温度下降而引起平直度发生改变，最终影响最终的验收。因此在精磨作业前应保证接头1m范围内的温度控制在40℃以内，精磨后也应对温度进行控制，防止应打磨发热而引起接头温度过高，影响平直度测量结果。

参考文献：

[1]铁路轨道设计规范（TB10082-2005）.