無砟軌道現場閃光接觸焊鋼軌焊頭平直度的控制

金能龍 陳 超

(湖南高速鐵路職業技術學院，湖南 衡陽 421002)

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無砟軌道現場閃光接觸焊鋼軌焊頭平直度的控制

金能龍 陳 超

(湖南高速鐵路職業技術學院，湖南 衡陽 421002)

介紹了無砟軌道現場閃光接觸焊接方法的應用現狀，從閃光接觸焊機對軌精度、粗磨工藝、正火及調直過程等方面，分析了影響現場閃光接觸焊鋼軌焊頭平直度的因素，并提出了具體的控制措施，以保證焊接工程的質量。

鋼軌，閃光接觸焊，焊頭，平直度

0 引言

鋼軌焊接的方法有閃光接觸焊、鋁熱焊、氣壓焊和電弧焊，電弧焊在我國基本沒有應用，隨著科學技術的發展，氣壓焊也已經很少使用，目前我國線路焊接主要采用閃光接觸焊，道岔焊接主要采用鋁熱焊。鋼軌焊接分為基地鋼軌焊接(廠焊)和現場鋼軌焊接(工地焊)，目前主要是將100 m鋼軌在基地焊接成500 m,然后運至施工現場，現場焊接成單元軌節，進行應力分散，形成全區間無縫線路和跨區間無縫線路?，F在基地鋼軌焊接主要是固定式接觸焊焊機進行焊接，其粗磨平臺、調直設備、精磨數控平臺都比較成熟、先進。但是現場焊接接頭目前很少使用大型數控打磨設備，基本都采用了人工小型打磨設備進行打磨，其工藝雖然看起來簡單，但是焊頭平直度控制難度比較高?，F就從以下幾個方面談談現場閃光接觸焊鋼軌焊頭平直度的控制。

1 閃光接觸焊機對軌精度對焊頭平直度的影響及對策

目前，我國主要采用移動式焊接機，有K922，AMS60等焊機，這些焊機主要采用了集裝箱式，固定在平板車前方。在有砟軌道焊接鋼軌時，需要將焊接接頭附近的軌枕進行移動和道砟的清理，用來提供焊機能夠夾住鋼軌的空間。但是無砟軌道只能利用在接頭附近鋼軌墊入墊塊，增加鋼軌與無砟軌道之間的間距，滿足焊機夾住鋼軌的需要。

利用墊塊墊高鋼軌時，因為鋼軌焊接設置的預拱度約為1 mm,而現場因為利用墊塊進行墊高鋼軌，墊塊的調整設置比較難，而且對墊塊的系列設置要求比較高，很多時候實際預拱度并非是1 mm，導致焊接完成后的焊頭平直度超標。墊塊墊的過高會出現高接頭，墊塊不夠會導致低接頭。墊塊分布不合理會出現扭曲，有些焊接人員盲目提高沒有壓車旁邊的鋼軌，導致鋼軌出現扭曲焊接，導致錯牙、斷面不對接等現象。

對策：

1)盡量采用改進焊軌機設置，采用焊軌列車，焊軌機在車身下，利用自身千斤頂將列車頂起，從而提高對軌精度。

2)利用墊塊進行墊高時，要計算順坡率，要嚴格按照計算結果進行設置，并且嚴格控制鋼軌預拱度。

3)墊塊墊高需要對稱墊高，嚴格控制錯牙、斷面扭曲等情況。

2 粗磨過程對平直度的影響及對策

現場閃光焊機因為對位、焊接過程均比不上在基地進行焊接，焊接質量不容易控制，主要是鋼軌焊接接頭的外觀質量?，F在的移動閃光接觸焊接都有自己的推瘤刀進行推瘤作業，要保證推瘤后軌頭的兩側面及軌頂面的殘留量不大于0.6 mm，軌角上表面不大于0.8 mm，其余部位不大于1.0 mm，但是不能出現推瘤推虧、刮傷等情況，所以殘留量的預留值又不宜過小。

閃光接觸焊機在推瘤后要進行粗磨，粗磨工藝的控制是否良好直接影響到精磨質量。如果粗磨不合理的話，可能對鋼軌產生打磨灼傷，在鋼軌表面產生馬氏體，影響焊頭的正常壽命。粗磨必須根據焊頭溫度進行預留精磨厚度，不然很容易造成低接頭，給精磨帶來很大困難，并且在后期運營中帶來不良后果。不允許將軌底、軌底三角區打虧，導致應力集中，從而影響正常的壽命。接頭錯邊量最大允許值表見表1。

表1 接頭錯邊量最大允許值 mm

對策：

1)粗磨前用中間有缺口的1 m直尺量測，如果超過表1規定的數值，就應該鋸掉重焊。很多作業人員做不到這一點，想通過打虧母材或者熱處理校正等手段達到檢測平直度的要求，蒙混過關。

2)對焊接焊頭粗磨后的平直度進行量測，切記軌頂面及工作邊不得超打，預留一定的上拱度，防止正火過程中的下塌變形。

3)軌頂面及工作邊打磨應該采用仿形打磨機進行粗磨，禁止采用手持棒砂輪進行打磨，打磨人員應該持證上崗，定期培訓，打磨過程中進刀均勻，倒棱打磨要圓順，防止泛藍，打磨灼傷。

3 正火及調直過程對平直度的影響及對策

焊后正火熱處理工藝的目的是消除由于焊接熱循環而產生的熱影響，改善焊接接頭的綜合機械性能，使焊接熱循環過程形成的晶粒細化，提高韌性，改善焊接殘余應力的分布。

焊后正火過程中很多作業人員選擇對平直度不符合要求的鋼軌進行熱調直作業，采用上抬或者下壓的方式進行，而絕大多數不考慮溫度，利用高溫易變形，進行平直度改變。這種方式會改變焊頭內部結構，影響鋼軌使用壽命；而且不容易控制，經常出現變形量較大，很多作業人員反復正火導致焊頭內部晶粒粗大，馬氏體產生等，影響使用壽命。

對策：

1)按照規范，嚴格控制溫度，在正火結束后，焊接頭溫度應低于400 ℃，才能開始進行調直作業。如果在正火過程中進行上抬、下壓都是違規的，會影響焊頭的使用壽命。

2)正火過程中要注意焊頭的受力問題，受到上拱力或者下壓力都會讓鋼軌頂面平直度變形。

3)正火前應檢查平直度，對嚴重超限，超過表1的焊頭應該重焊，不應用熱調直的方法處理。

4 精磨過程對平直度的影響及對策

新建線路完成閃光接觸焊粗磨以后，都要進行精磨，精磨要求如表2，表3所示，其要求精度都在零點幾毫米，在人工利用小型打磨機械進行打磨時，沒有嚴格打磨流程及粗磨狀態的分析，就容易出現打虧、線性不符合要求、打磨灼燒等情況。

對策：

1)在精磨前，如果條件允許應采用電子平直尺量測，如果采用鋼軌波磨尺進行量測，應量測多處。根據量測結果確定打磨方案。

2)打磨應該采用仿形打磨機打磨，打磨過程中應該及時量測，及時改變打磨方案，防止打虧。

3)對工作邊進行彎軌處理中，應該采用有壓力表的彎軌器進行彎軌，對彎軌器進行彎軌數據分析，掌握彎軌器性能，防止超彎或不足引起的多次彎軌。如果彎軌量超過1 mm以上最好采用預熱彎軌，但溫度不能超過400 ℃。

4)應該量測母材打磨量，母材打磨不超過0.5 mm。

表2 鋼軌打磨作業驗收標準(高速鐵路)

表3 鋼軌打磨作業驗收標準(普通線路)

5 結語

鋼軌焊頭平直度的控制是一個系統控制、全過程控制，從焊軌的對軌、焊接后粗磨、正火、調直、精磨等全過程都要做好，如果一個環節出了問題就會影響到后續的所有環節，鋼軌焊頭平直度就得不到保障。其實，我們要特別注意焊接的質量，如果焊接質量不達標，后續工作為了彌補這個缺陷，會付出很大的代價，要提高焊接工的理論及實操水平，制定詳細的焊軌步驟，每一個細節都應該數據化，焊出良好的焊頭。對于不合格的焊頭一定要進行重焊，從源頭保證鋼軌焊頭平直度質量。

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On control over smoothness of spark contact welding head at ballastless rail sites

Jin Nenglong Chen Chao

(HunanTechnicalCollegeofHigh-SpeedRailway,Hengyang421002,China)

The paper introduces the application of the spark welding method on the ballastless rail sites, analyzes the factors affecting the smoothness of the welding head on the sites from the rail accuracy, coarse grinding, normalizing and straightening process, and points out the controlling measures, so as to ensure the quality of the welding projects.

steel rail, spark contact welding, welding head, smoothness

1009-6825(2016)24-0163-02

2016-06-13

金能龍(1985- )，男，講師

U213.244

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