井下窄軌無縫焊接技術探析

宋寶國

摘 要：本文主要分析了井下窄軌無縫焊接技術的具體操作方法，以及技術優缺點，以求能夠更好的發揮該技術的作用，促進生產技術水平的提升，提高產煤質量。

關鍵詞：井下窄軌；無縫焊接技術

近些年來，礦井窄軌鐵路是礦井軌道運輸的主要方式，而軌道接頭焊接則是檢驗軌道質量的根本性因素，但其也是軌道焊接中最為薄弱的環節。傳統的軌道接頭連接方式多是魚尾板連接，由于存在接頭，運煤列車通過時容易發生沖擊和振動，引發各種安全事故，縮短軌道及運輸車輛使用壽命。因此，對井下窄軌無縫焊接技術進行分析就顯得極為有必要了，其是推動煤事業發展的關鍵所在。下面，筆者將對其進行具體論述。

1 井下窄軌無縫焊接準備工作

1.1 電焊機的選擇

當前市場上的電機種類可謂是多種多樣，而在進行井下窄軌無縫焊接時，斜巷絞車道使用交流弧焊機，有架線主要運輸大巷則使用直流弧焊機進行焊接。

1.2 電焊條的選擇

不同窄軌在選擇電焊條時，也有一定差異。通常15-24kg/m輕軌可以根據含碳量將其分為兩類，即普通輕鋼和硬輕鋼。結合元素含量進行分析，這兩種鋼都屬于普通的碳素鋼，碳含量最高不超過0.06%，含硫量則不超過0.065%，含磷量不超過0.085%。為了更好的保證輕軌接頭焊縫的抗拉、抗彎強度，防止接頭的脆硬性，選擇焊條的含碳、硫、磷地域鋼軌含量的最為合適，因此應用最多的焊條多數是T42-2低碳鋼焊條及45號中碳鋼T50-6焊條。焊條在使用之前，需要放入250℃-400℃的干燥室烘焙1-2小時。

除了要做好以上兩項準備工作之外，焊接之前還需要將鋼軌接頭調直調平，針對異型鋼軌則需要保證工作邊緣平順，軌底和軌道腰部的軌縫在可控范圍之類，這樣做的主要目標就是為了減小焊接誤差。

2 焊接工藝

2.1 鋼軌接頭處理

焊接之前，首先要處理好鋼軌接頭，以便后期相關工作能夠順利的進行。第一步要對接頭進行除銹，焊接時部分接頭由于放置時間過長而生銹，如果不及時的對其進行除銹，可能會縮短軌道使用壽命，因此需要除掉接頭上的鐵銹、油污及其他各種雜物。

其次，要在接縫下面的托一塊厚度為3-10㎜的鐵托板，這樣做的主要目的就是為了防止焊液下滲。最后，需要使用專用夾具固定好鋼軌接頭，防止其出現偏移。

2.2 切坡口與預留間隙

焊接時切坡口的主要作用在于使熱源也就是電弧或者是火焰能夠深入到焊接物的根部，這樣能夠有效保證焊縫的透度；同時，其還能降低加熱范圍，保證加熱的針對性，減少電弧或者是火焰，對其他無需加熱地區的影響。此外，通過該操作還能減少焊件的變形，為后期焊接做好準備。而預留間隙的主要作用則是保證焊縫的透度，避免接頭被燒穿，出現不美觀或者是影響焊接效果的焊瘤，避免焊接部位被燒穿，或者是出現沒有完全焊透等現象的出現。

在實際焊接期間，由于受到井下環境的制約，焊接時所有的坡口多數是氣割，上坡口的寬度在20毫米左右最為合適，坡口度數在55-65°之間，坡口之所以上寬下窄主要原因就是留有反彎曲余量，這樣焊接物冷卻之后，鋼軌表面能夠呈現出水平狀態。

2.3 焊接軌底

應用窄軌無縫焊接技術的時候，首先要將鐵托板焊在接頭端面軌底下面，然后采用多層焊接法，使用180-200安電流，結合實際焊接需要，逐漸往上堆焊，一邊焊接一邊將因為焊接而產生的熔渣吹出熔池，防治焊接期間出現夾渣氣孔等現象。同時焊接過程中要注意將焊接物兩端的母材熔化，保證焊液與母液完全融為一體。焊接結束之后，馬上進行蓋面，蓋面時則需要注意溫度不能過低，這樣可能會導致蓋面不嚴實，但是溫度也不能過高，否則可能會對損壞蓋面，通常溫度在250℃-300℃。

2.4 焊后熱處理

焊后熱處理的主要作用就在于其能夠有效的消除焊件的焊接應力，其主要包含有溫度應力、組織應力和凝縮應力等。處理工藝主要是在鋼軌焊接之后，使用氣焊加熱焊縫，然后使用石棉灰包住焊縫，等待其自然冷卻，一般需要等待一個小時左右。

3 井下窄軌無縫焊接技術優勢分析

3.1 接頭夾板連接軌道線路的優缺點

該技術應用的優點在于，施工時間比較短，連接速度快、施工時靈活方便，容易拆裝。適用于井下臨時性鋪軌和運輸。但是該技術的缺點也十分的明顯，即接頭容易松動，后期施工維修量比較大，機車通過軌道時引起的振動大、運行時并不是十分的平穩，機車在軌道上容易出現爬行的現象。長時間使用由于扣件松動，機車行駛期間容易產生火花，這樣也容易造成軌道回流不暢通，使得軌道的電流增大，對于高沼氣、高瓦斯的礦井來說，存在有明顯的安全隱患。

3.2 無縫焊接線路的優缺點

無縫焊接線路主要具備以下幾個方面的優點，首先是焊接的接頭比較平整，不存在松動跡象，車輛通過的時候，沒有明顯的振動沖擊，這樣不僅能夠有效減輕對車輛各零部件的損耗，降低對軌道的破壞。而且其有效的提高了車輛以及軌道的使用壽命。其次，使用該技術焊接的軌道連續性和整體性強，不容易被外界因素所損壞，因此日常維修的工作量也大幅度降低。當然，該技術的應用也存在有一定的缺點，即施工工藝復雜，技術水平要求相對來說比較高，焊接期間費時、費力。

參考文獻：

[1]仙偉東.機器人焊接技術在液壓支架結構件制造中的應用[J].冶金與材料，2018（04）.