換軌大修線下閃光焊過程及質量分析

李曉碩

摘 要：為了保證旅客出行的平順性以及列車運行的安全性，鐵路線路在一定使用周期內需要進行整體更換。而鋼軌線下焊接是換軌大修施工過程中的重要一環，它的質量控制對整個換軌施工的質量有著十分重要的影響。針對焊接過程的不同問題，采取合理有效的方法，對于提高線路大修質量有著非常重要的作用。

關鍵詞：線路大修;閃光焊;換軌;質量

目前鋼軌焊接方法主要閃光焊、氣壓焊、鋁熱焊和電弧焊四種，它們之間各有優劣，而在換軌大修施工當中主要采用閃光焊、氣壓焊和鋁熱焊三種方法，其中廠焊軌的現場線下焊接以閃光焊接為主，所以說研究閃光焊接的質量控制措施是十分必要的。線下閃光焊接施工，是在500m廠焊鋼軌裝卸完畢后，利用線路天窗時間，利用移動式閃光焊車和正火車，完成鋼軌對位、焊接、推凸、正火、打磨等一系列施工工序，從而形成質量可靠、外觀規整的鋼軌焊縫，保障鐵路行車安全。

1.閃光焊接的原理和流程

1.1閃光焊接原理

閃光焊是電流通過兩個對接工件的接觸表面時，其細小的接觸點的電阻及其接觸表面的電弧產生熱量，將對接表面加熱，在適當時間后，對接頭施加壓力，使兩個對接表面的整個區域同時牢固結合起來的電阻焊方法。

1.2線下閃光焊流程

1.2.1焊前準備階段：采用墊輥子等方式，保證待焊鋼軌一端的隨動性。同時，嚴格檢查待焊鋼軌距端面1米范圍內母材質量，確保無傷損，并確保待焊鋼軌焊接前端面垂直度滿足要求。

1.2.2鋼軌除銹作業：利用平磨機及電砂輪對待焊鋼軌端面和軌腰部分進行打磨除銹，保證鋼軌的導電性能良好。

1.2.3待焊鋼軌對位作業：利用撞軌、牽引等多種方式，將兩根待焊鋼軌的前端面進行對位。

1.2.4鋼軌焊接作業：利用移動閃光焊車對處理好的鋼軌接頭進行移動閃光焊作業，并檢查焊接質量。

1.2.5焊接接頭粗磨作業：利用電砂輪對鋼軌的上表面、軌腳邊緣、軌底、軌頭下顎及超出規定要求尺寸范圍的焊筋部分進行打磨，保證鋼軌表面的平整、光潔。

1.2.6焊接接頭熱處理作業：利用軌道車牽引的正火設備對焊接接頭進行正火作業，從而改變接頭的晶體結構，改善鋼材的韌性。

1.2.7焊接接頭矯直：若焊頭在精磨前存在平直度偏差需要矯直時，現場宜采用直軌器進行矯直，矯直在常溫下進行。

1.2.8軌頭預打磨：采用仿形打磨機對軌頭進行打磨，使鋼軌各邊平直度達到相應要求。

1.2.9鋼軌接頭探傷：利用超聲波鋼軌探傷儀對鋼軌焊縫進行探傷作業，核查焊縫是否存在核傷等影響行車安全的影響因素。

1.2.10焊接接頭精磨作業（點后列車碾壓24h后）：采用仿形磨軌機對鋼軌接頭進行精磨，使焊接接頭的外觀平直度達到相應要求。

2影響焊接質量的主要因素

2.1主觀原因

2.1.1施工人員認識不到位

由于施工天窗長度不足、夜間天窗較多、野外施工環境惡劣等因素影響，為按時完成本次施工任務，避免施工任務的積壓，在鋼軌焊接過程中，有時會存在著敢時間的現象。這就導致了在鋼軌焊接過程中施工工藝的操作不到位、施工標準落實不徹底，進而對鋼軌焊接質量造成了許多不利的影響。

2.1.2施工人員技能熟練度不高

由于換軌大修人員流動性較大，導致相關環節的操作的施工人員沒有相關的技術水準，對于焊接過程中存在的疑難問題無法快捷有效的進行解決，相關工藝標準無法切實達到，甚至出現簡化工藝的現象，對焊接質量造成嚴重影響。

2.2客觀原因

2.2.1母材質量有傷損。由于鋼軌閃光焊接并不需要相關焊劑，所以鋼軌母材的質量是影響鋼軌焊接質量的根本因素。若鋼軌母材本身便存在質量，便會進而影響鋼軌焊接質量，進而影響鐵路行車安全。

2.2.2除銹作業不到位。在鋼軌除銹作業過程中應將待焊鋼軌端面和軌腰部分進行打磨除銹，軌腰除銹范圍距離軌端750mm以內全部打磨，打磨直至露出鋼材本體，打磨后超過24小時，焊接前應重新打磨。如果對鋼軌除銹不到位，或者是打磨24小時后未重新打磨，會影響閃光焊接時鋼軌的導電性，進而造成鋼軌融化溫度不足，影響鋼軌焊接質量。

2.2.3鋼軌對位有偏差。鋼軌對位作業應達到兩軌端各20m范圍內應穩固、絕緣，軌縫控制在7mm±3mm，上拱量在3～5mm。若在對位過程中存在較大錯位，在以后焊接后處理的矯直和打磨時，會在焊縫中產生較大的內部應力，影響焊接質量。

2.2.4焊接環境不理想。鋼軌閃光焊接要求氣溫應在0℃以上，在0～10℃時焊接前應對軌端0.5m范圍內進行均勻預熱，預熱溫度35～50℃。若對鋼軌預熱不足，會導致鋼軌焊接過程中晶體結構轉換不充足，影響焊接質量。

2.2.5正火溫度控制不合理。鋼軌閃光焊接結束受應對焊縫進行正火處理，促進焊縫由自由鐵素體向奧氏體進行轉變。若正火溫度不能達到晶體轉換的要求溫度，或者退火速度過快，都會導致晶體轉換結果不理想，影響鋼軌焊接質量。

2.2.6打磨工序不到位。鋼軌焊后打磨應在鋼軌軌溫低于50℃情況下進行，若打磨過早待鋼軌冷卻后可能會出現打磨虧損現象，影響焊接質量。同時打磨時應控制好打磨時控制好磨削量，若出現打磨發藍的現象，會導致焊縫內部出現細微裂縫，經過列車碾壓后，可能會導致鋼軌斷裂。

3提高焊接質量的方式方法

3.1提高職工綜合素質

應切實加強職工綜合素質培養。一是加強職工綜合素質技能提升，鼓勵職工多考證、多取證，鼓勵職工多崗位學習鍛煉，促使每名職工都成為一人多能的復合型人才，為鋼軌焊接提供豐富的人才儲備。二是根據施工生產任務情況，合理調整人員結構，促進人員的動態流轉，在保證施工生產任務安全穩定進行的前提下，著力推進職工多崗位鍛煉，促進其快速成才。三是加大激勵考核，以考核激動力，以考核促成效，充分調動廣大職工工作的積極性，從而確保鋼軌焊接質量。

3.2確保設備、材料質量

焊接設備是焊接作業的基礎，所以保證焊接質量的前提是保證焊接設備的質量。設備管理單位應做好閃光焊接、正火機等相關設備的年檢年鑒工作，保證設備的安全可靠，從而保證鋼軌焊接質量。其次，材料是工程施工的物質條件，材料質量的好壞直接影響到工程質量。所以加強材料的質量控制，是提高工程質量的重要保證。鋼軌閃光焊接主要涉及到的材料就是鋼材，所以保證焊接母材的質量是提高焊接質量的重中之重。保證焊接母材質量，要確保所有材料均均有質量保證書、出廠合格證等相關材料。同時確保物資管理水平，避免因物資管理不善導致鋼軌表面出現銹斑、油污，從而影響到鋼軌焊接質量。

3.3提供合適的施工環境

為保證鋼軌焊接質量，我們就需要為鋼軌焊接提供一個合適的環境。首先是提供一個合適的焊接溫度，鋼軌閃光焊接要求氣溫不低于0攝氏度，負溫焊接與常溫焊接相比，主要是一個負溫引起冷卻速度加快的問題。因此，為保證工程質量，當環境溫度低于0攝氏度時，不宜進行各種焊接作業。若必須進行焊接應采取軌端加熱的方式維持鋼軌軌溫。其次是雨雪天氣對焊接質量的影響，由于雨天、雪天不宜在現場進行焊接作業，所以在必須焊接時，應采取有效的遮蔽措施，焊后未冷卻的接頭不得碰到雨雪，否則易產生粹硬組織。

結語：隨著社會的快速發展，社會進步對鐵路線路的運行速度和運輸能力有了越來越高的要求。而鋼軌作為承載列車運行的走行設備，其質量的好壞直接影響著整個鐵路運輸能力的提高，而鋼軌焊縫作為線路的薄弱環節，其焊接質量的高低更應該得到我們的重視。因此焊接作業操作人員應認真總結分析對鋼軌焊接產生影響的各種因素，并逐一分析、解決、規避，降低質量風險，提高施工水平，為經濟騰飛提供幫助。

參考文獻：

[1]練松良.軌道工程[M]. 北京;人民交通出版社，2009.

[2]中國鐵路北京局集團有限公司工務部.工務系統作業指導書.