無縫線路移動閃光焊焊接接頭質量控制

高博

摘要：移動式閃光焊接目前已成為無縫線路現場焊接的主要方式，為了提高鐵路的施工現場質量，確保鐵路后續運營的安全順利，避免造成整個無縫線路的潛在安全風險，本文著重對焊接前期的準備工作以及焊接前的對軌、預拱度、錯邊量控制提出措施，并結合實際對整個施工過程中的溫度控制要點提出建議。

關鍵詞： 接頭;焊接;對軌;預拱度;質量

鐵路現場焊接施工復雜，工序多，質量標準高，協調難度大。鋼軌焊接施工是一個綜合性施工過程，包括十多個過程，如焊機調試、現場試驗、連接驗收、漿輥、鋼軌卸載、鋼軌找正、焊接、打磨、正火、矯直、故障檢測等，為確保焊接接頭的施工質量，施工前必須做好適當的準備工作。

1、準備工作

1.1組織管理

現場組織包括施工技術、質量、安全、生產、設備、材料、物流的管理團隊，以及總技術總監和協調員的設立，確保及時提供技術咨詢和現場監控，有效解決現場所有質量問題，并組織和實施有效措施和方法，以提高施工質量;能夠迅速處理可能對施工質量造成隱患或不利進度的因素。

1.2.施工人員

對于施工設備的操作、焊接工藝的執行及后續接頭的驗收，一般都由現場作業人員具體執行，因此對于焊接、正火、粗磨、矯直、精磨、探傷等工位應重點進行設備、技術標準、作業步驟、驗收標準等方面進行培訓，以保證焊接工藝能夠嚴格執行。另外由于現場工作環境復雜，使用的設備、小型機具和檢測量具數量也眾多，因此必須要對設備使用規程等進行安全培訓。

1.3.施工設備

施工前應結合設計效率對設備的數量、型號、性能進行綜合分析。必須生產高效率的設備備件。現場施工的主要設備、工具和機器如下：鋸軌機、移動式鋼軌焊機、平板車、軌道車、正火機、仿形打磨機、電子尺、探傷儀等。為確保鋼軌焊接接頭的質量，應在施工期間校準檢查自檢裝置。

2、工藝流程

鋼軌母材的焊前檢查和處理：鋼軌母材的焊前檢查和處理包括拆除鋼軌附件、放置滾輪、鋼軌端部和電極接觸件除銹、機車找正、鋼軌找正和夾緊、設備檢查等。在施工現場施工過程中，上述準備工作均已通過，經檢查符合焊接條件后，方可進行焊接。鋼軌焊接：鋼軌焊接包括焊軌作業車對位，夾軌對中及焊接與推凸。

焊后處理：包括粗打磨、熱處理、矯直、精整、外觀檢驗及探傷。

移動閃光焊接頭外部質量控制：在鋼軌焊接過程中，必須嚴格控制接頭的外部質量，特別是平直度。由于現場移動閃光焊是一個綜合性的施工過程，鋼軌對準、焊接、正火、矯直和精整都是直接影響焊接接頭平直度的關鍵工序。

3、接頭質量控制要點及具體措施

為了進一步保證接頭的質量，結合實際情況，特提出以下控制要點。

3.1對軌工序

施工現場施工時，曲線段、直線段、坡道等軌道條件會對軌道的平順性產生一定影響。焊接時，移動式閃光焊機通過鉗口表面和鋼軌腰部表面之間進行夾緊。由于兩者接觸部位均為圓弧表面，因此僅通過夾緊不可能達到足夠的離心精度，尤其是在非線性截面中。因此，焊接前必須首先進行對中，對中是以兩個待焊母材的行車面和工作邊為基準，并且使用墊鐵消除鋼軌的扭曲及曲線段的彎道超高問題。

3.2.預拱度控制

預拱度是控制高接頭平直度大小的關鍵因素，預拱度太大容易產生高接頭，預拱度太小容易產生低接頭。在施工過程中，首先拆下扣件，并填充墊塊。預留預拱度時，必須通過理論及現場對接頭焊前、正火前后及矯直前后的平直度比對試驗確定，嚴格把控墊塊距離與高度，對出現的高低接頭認真分析，以期實現預拱度選擇得到最優。

3.3焊接錯邊量的控制

對閃光焊而言，鋼軌的夾持對中主要通過焊機進行，在加上人工輔助，可以較好的實現對中。由于待焊母材受到制造技術、運輸及鋪設等過程中的影響，每支鋼軌的平直度、型式尺寸、扭曲度都會有一定的偏差，再加上焊機本身的機械對中結構比較復雜，長時間使用難免會產生間隙，造成機械誤差，因此接頭焊接后普遍存在著一定的接頭錯邊，對于錯邊超標的接頭，一般采取鋸切的方式處理，這樣就極大地影響了施工進度，為此要嚴格控制接頭錯邊量。首先鋼軌焊前檢查工位一定要嚴格檢查鋼軌每支鋼軌是否有明顯扭曲、翹頭、低頭等情況，必要時要進行鋸切，重新打磨新的斷面。其次應建立完善的設備養護制度，定期對焊機進行維修、保養，發現問題及時修復，以保證焊機設備完好。最后也要對墊塊傾斜度及位置等進行分析，針對不同型號鋼軌，結合理論與實踐適當調整墊塊類型與墊塊位置，以消除鋼軌母材扭曲及斷面誤差帶來的接頭錯位。

3.4 相關工序的溫度控制

3.4.1 溫度控制

（1）焊接工位溫度的控制

與廠焊（固定式閃光焊）焊接環境不同，由于現場焊接環境受天氣影響較大，因此一定要對相關各環節的溫濕度進行把控，以防止接頭組織發生變化，從而影響接頭的焊接質量。對于焊接工位，軌溫在0℃以下應禁止焊接，在0-10℃之間時，也應對鋼軌母材端部1m范圍內進行充分、均勻的加熱，待鋼軌母材溫度上升到30-50℃再進行焊接作業，另外焊接后為避免接頭在寒冷空氣中應降溫速率過快而在接頭表面產生馬氏體組織，應在焊接完成后，迅速對接頭進行保溫工作，尤其是軌底角位置。

（2）正火溫度的控制

正火前接頭熱處理前應保證接頭溫度低于500℃，確保接頭組織完全由奧氏體轉變為細小的珠光體組織，否則熱處理后得到粗大的珠光體或產生過熱組織，從而降低接頭的機械性能。另外接頭熱處理后也應注意在寒冷空氣下，應降溫速率過快而在接頭表面產生馬氏體組織。

（3）精磨前溫度的控制

由于現場焊接缺少時效工序，因此在矯直后接頭的溫度依然較高，為了保證接頭平直度在精磨后不會因為溫度下降而引起平直度發生改變，最終影響最終的驗收。因此在精磨作業前應保證接頭1m范圍內的溫度控制在40℃以內，精磨后也應對溫度進行控制，防止應打磨發熱而引起接頭溫度過高，影響平直度測量結果。

參考文獻：

[1]鐵路軌道設計規范（TB10082-2005）.