轨道交通现场焊接方案技术分析

郝福军邱齐宇王岩

中车齐齐哈尔车辆有限公司黑龙江齐齐哈尔161002

摘要：城市轨道交通无缝线路焊接中，应该根据工程现场施工条件的不同，选择不同的施工方法。就钢轨焊接接头质量而言，铁路焊轨厂生产的长钢轨最有保障。如果在施工中需要考虑到工程的施工质量和施工时间，选择。

关键词：轨道交通；现场焊接；方案技术

长钢轨在铁路货物运输过程中属于特殊货物运输，运输计划受到多种因素的影响，最终会影响到整个工程进度计划的完成状况。外加部分工程现场距离铁路焊轨厂较远，需要的运输费用较多。现场焊接长钢轨的方法，这种方法主要是在施工现场建立焊轨基地，一方面可以加快工程的施工进度，另一方面可以为工程建设方节省大量的工程投资。

一、钢轨现场焊接方案技术分析

1轨道交通现场焊接中的闪光焊新技术分析

闪光焊新技术主要分为三种焊接方法，第一种焊接方法是钢轨程控降压连续闪光焊，这种方法是一种没有断续预热过程的闪光好焊法。该方法的主要特征在于通过程序控制电压，以此降低二次回路阻抗，还具有自动调节送进速度的特征，从而保证闪光过程在较低电压下依然能够稳定运行，一定程度上增强了闪光对工件的加热效率，从而降低了功耗。例如，使用k355型焊机焊接60kg/m的钢轨需要功耗150kVA。第二种方法是钢轨脉动闪光焊法，这种焊接方法主要是在连续闪光焊的基础上开发出来的一种新型技术。脉动闪光焊法的主要特点是闪光颗粒相对较小，闪光过程比较稳定，并且具有较高的加热效率，还能够起到节能的效果，这种焊接方法能够实现优质高效化焊接。第三种焊接方法是卫星定位焊接检测系统。这种技术是在计算机控制技术和传感测试技术的基础上发展而来的，随着信息技术的不断完善，闪光焊过程控制以及质量判断技术得到了完善和更新。

2轨道交通现场焊接中的气压焊技术分析

气压焊主要应用于我国铁路现场焊接过程中。传统的气压焊工艺主要采用的是定压和两段加压顶锻焊接的方式进行焊接。当前钢轨现场焊接中主要采用小型移动式的钢轨气压焊机和三段加压新工艺进行焊接。钢轨现场焊机的主要设备有HG—II钢轨超长气压焊机和YHJ—IV分体式保压推凸钢轨气压焊机。进你那来，随着各种焊接技术的提升，增强了小型气压焊接的机械化程度，同时也增强了气压焊机的自动化控制水平，使得焊接质量得到了有效的改善。在上述两种焊接设备当中，YHJ—IV分体式保压推凸钢轨气压焊机。主要采用双柱导向，卧式结构，以轨底定位，斜铁夹轨腰的定位夹紧方式用油缸夹紧。刀体与动力油缸连接在一起，具有体积小、刀体抗变形能力强等多种特点。该设备的压接机与推凸机是相互独立的，可以在不增加作业强度的基础上实现钢轨焊接的保压推凸，不仅可以增强钢轨焊接的外观质量，同时一定程度上可以降低断轨率，增强无缝线路行车的安全性。

轨道交通现场焊接方案分析

由于城市轨道交通工程大多位于市区，有较多的高架轨道，这些轨道往往是沿城市街道布局定线的，这样一来，工程施工所用场地有限，从而增加了现场焊接的难度。虽然高架轨道的联络线和地面国铁连接，但是联络线的长度有限，这种情况下，可以选择在高架桥上建立焊轨基地的方案。通过利用已经完成的桥面空间建立一种与地面形式相同的高架焊轨基地，加强对钢轨轨端的打磨和焊接，此外，正火和接头打磨都可以在高架桥上完成。这种焊轨方式同地面焊轨基地比较，由于高架桥主体结构承载力受限，钢轨需要就近分散存放，可以将其存于墩顶位置，不能超过桥梁设计的承载力。对于长钢轨的焊接量进行控制时，可以按照整体道床施工进度加以控制，在满足施工条件的地段直接铺设钢轨，避免将其存放于高架桥上。这种现场焊接方案不仅可以节省大量的投资，同时还能够避免因为长钢轨供应不及时给工程带来的影响。

二、钢轨现场焊接方法与质量控制技术

1闪光焊新技术

（1）钢轨程控降压连续闪光焊。这是一种没有断续预热过程的闪光焊法。主要特点是：采用程序控制电压（程控降压）、降低二次回路阻抗、自动调节送进速度等措施，使闪光过程在较低电压下仍保持稳定，提高了闪光对工件的加热效率，从而降低功耗，如K355型焊机焊接60kg/m钢轨只需150kVA。

（2）钢轨脉动闪光焊法。K900是20世纪90年代在连续闪光焊基础上由巴顿电焊所的库丘克一雅琛科院士开发出来的新工艺。其焊接工艺特点是闪光颗粒十分细小，过程稳定，加热效率高，热影响区窄，节能。目前焊接断面为10000mm2的钢轨仅需70—100s，能够实现优质高效化焊接。

（3）卫星定位焊接检测系统。近年来，随着计算机控制技术和传感测试技术的发展，闪光焊过程控制、参数检测与质量判断技术不断完善。美国、法国普拉萨公司最新开发出的由计算机控制的钢轨焊接检测系统能够检测和记录钢轨焊接工作质量。检测程序运行于Windows平台，程序自动记录和分析钢轨焊接情况。卫星定位系统记录焊接位置，建立焊接数据文件，操作员输入详细的数据信息，或者自动从轨道状况记录车的数据库中获取数据信息，绘制焊接参数曲线图。

2气压焊质量控制技术

目前普遍采用小型移动式钢轨气压焊机、“三段加压”新工艺进行钢轨现场焊接。HG—II钢轨超长气压焊机、YJ一660型气压焊机、YHJ一Ⅳ型分体式保压推凸钢轨气压焊机等是典型设备。近年来，通过不断提高小型气压焊机的机械化、自动化控制水平，保证焊接参数稳定，明显改善焊接质量。YHJ一Ⅳ分体式保压推凸钢轨气压焊机采用双柱导向、卧式结构，以轨底定位、轨顶螺栓预紧，斜铁夹轨腰的定位夹紧方式并用油缸夹紧；推凸机自带动力油缸。刀体与动力油缸连接成一体，具有体积小、刀体抗变形能力强的特点。这种设备的压接机与推凸机各自独立，能实现在不增加作业强度的基础上钢轨焊接的保压推凸，既保证了钢轨焊接的外观质量，又保证了钢轨焊接的内在质量。

3铝热焊质量控制技术

俄铁路也与外国企业合作使用铝热焊技术蚴；广铁（集团）于2000年应用德国1HERMIT公司SKV钢轨铝热焊技术，采用双侧顶浇浇铸、短时快速预热、大剂量焊剂及自熔塞和焊瘤推除等先进工艺焊接钢轨，提高了焊接质量，减少了铸造缩孔等缺陷，特别S60砂型消除了焊后咬边现象。该铝热焊具有25mm、50mm、80mm预留轨缝可供选择，可满足不同焊缝宽度的焊接需要，能采用多次性坩锅或一次性坩锅，并具有坩锅支架为一体的特点。采用QPCJ钢轨铝热焊接工艺，保证在无缝线路锁定轨温不变的前提下，进行无缝线路伤损钢轨修复和应力放散，具有作业程序简单、易于掌握、作业人员少、机具轻便、劳动强度低、焊头外观平顺性好、焊头质量无缺陷、占用封锁时间短、作业轨温范围扩大、不出现无缝线路应力峰、并能保证原锁定轨温不变的优点，对超长无缝线路的伤损钢轨修复、应力放散和将普通无缝线路改造为超长无缝线路，为铺设高速铁路无缝线路提供了一种理想的焊接方法。如在秦沈客运专线上就大量采用铝热焊技术和德、法国及国产焊剂。

4电弧焊机及质量控制技术

除了传统的手工焊外，近年来电弧焊又有一些新方法用于焊轨工程。英国WA公司采用药芯焊丝、明弧自保护半自动焊接方法进行钢轨焊接和道岔焊接，无需焊剂和保护气体，焊前简单预热，焊后无需热处理，工艺简单。这种多功能自动焊机（型号WAMSD2一trak）属轻便型装置，配备模块化及多功能特点的微电脑控制系统，可设置各种自动焊接模式，存储多个标准工艺规范；在计算机控制面板上设置调节参数等。

结束语

现场焊接施工方案技术，可以增强长钢轨现场焊接的优越性。钢轨现场焊接技术的应用可以在保证接头质量的前提下，可以灵活的控制焊接速度，及时为现场施工供应所需钢轨，从而节省了大量的运输费用，为轨道交通施工的全面开展提供基础保障。

参考文献

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