鋼軌焊接施工技術探究

趙偉

（中鐵二十二局集團第二工程有限公司，北京 100000）

1 鋁熱焊法

鋼軌鋁熱焊法在實際施工中不斷廣泛應用。它能夠通過高效率的方式在現場及時處理軌道焊接的主要方法。其中鋼軌鋁熱焊法的主要特點為：鋼軌焊接設備使用十分簡單且操作方便，對于這種效率較高的鋼軌鋁熱焊，絕大多數適應工作的能力較強，并且其中的質量安全可靠。

1.1 焊接原理

當鋼軌鋁熱焊接在準備裝置的同時，需要將鋼軌預熱到600℃之內，則不能超出。與此同時，在焊劑放入坩堝的過程中，需要通過高溫火柴的使用將焊劑全部點燃。另外，焊劑會通過高溫化學反應將產生的鋼水灌輸到坩堝當中。所以，當化學反應完全穩定之后，再將坩堝中存留的鋼水轉移到砂模中。除此之外，由于化學反應產生的熔渣比較輕，導致其中大部分會浮在砂模的缺口當中，并且促使將殘渣流入到接渣斗里。所以。只有通過高溫火柴熔化的鋼水，才能夠保障鋼軌接頭兩側端口部分完全冷卻，促使最終形成鋼軌焊接接口。

1.2 焊接材料

（1）通常采用氧化鐵粉焊劑，將選擇的焊劑應用于U74、PD3、U71Mn的相關材料，只有這種材質才能夠滿足鋼軌焊接。（2）必須選擇砂模，并且根據鋼軌焊接接口的型號以及規格選擇砂模并進行應用。（3）選擇使用一次性的坩堝，液化氣與氧氣作為燃料對鋼軌進行預熱。

1.3 焊接工藝要領

砂模安裝。在處理好的鋼軌縫上安裝砂模，安裝成功之后，采用砂泥對縫隙進行填補，避免鋼水出現漏水的現象。其中焊縫間縫隙為26±2mm。

安裝模具。在砂模進行安裝的過程中，需要將鋼軌上的砂模打磨成細沙，這樣可以減少鋼軌焊接與砂模兩者之間存在的縫隙。因此，砂模通過底托在安裝的同時，將鋼軌縫中心線完全對稱，只有這樣才能夠在鋼軌安裝結束之后，采用物體將砂?？谌扛采w。另外，在砂模的模具安裝完成之后，用手將封箱泥的縫隙以及模具縫隙全部均勻填實涂平，但是不能超出其中的范圍，防止出現水汽不容易排出的現象發生。

預熱。以現在使用最廣泛的60kg/m鋼軌為例。60kg/m鋼軌焊接的氧氣壓力為0.6MPa，則液化氣的壓力為0.04MPa，其中氧氣流量為3500L/h，所以在預熱的過程中必須要保障預熱時間不能超出五分鐘。因此，如果預熱鋼軌焊接的時間忽長忽短，那么，則直接影響鋼軌焊接的焊縫無法正常融合。所以，當預熱僅剩3s時，選擇使用高溫火柴材料，因為只有高溫火柴才能夠保障冶金的反應能力。另外，拆模的時間大概為3.5min左右，所以在采用氣割方式將模帽口進行切割，并且在切割完成后采用砂輪打磨的方式磨平。

澆鑄。在澆鑄的過程中，必須提前做好準備工作，這樣預熱結束后，將砂芯放在砂模最中心的位置，促使將坩堝以最快的速度放到模具上。或者在高溫火柴點燃后，將高溫火柴插入鋼軌焊接焊料的中心，大約在25mm左右。其中，預熱的兩種材料點燃的時間不能超出30s。因此，當廢渣在停止流動的過程中，需要在5min后將廢渣全部移走。

推瘤。首先將模具夾逐一拆除，將鋼軌面以及軌頭兩個方面的側面所存在的金屬物徹底清理。其次，根據時間計時開始，6.5min后將鋼軌焊接焊頭推瘤。另外，推瘤后將底板進行拆除，將冒口柱正處于溫熱狀態的同時，再將其徹底折彎，并且等到冷卻后將冒口柱徹底除掉。

2 施工現場的移動式閃光焊

施工現場使用廣泛的還有移動閃光焊。其中的原理主要采用電流，通過電流將鋼軌焊接所產生的熱量對局部端面全部溶化，熔化后利用頂端完成鋼軌焊接。除此之外，由于鋼軌焊接工件內部存在熱源，所以將其中的熱量全部集中，才能夠促使其加熱時間比較短，使得鋼軌焊接可以完全不需要金屬填充，則冶金在制造的過程中十分簡單，因為冶金熱影響區非常小，所以鋼軌焊接接頭的質量更好。其中施工工藝包括以下幾個方面。

2.1 焊前準備

在鋼軌焊接單元前，必須先安裝支點滾筒進行使用，并且將鋼軌焊接的焊長全部擺正，再將焊機正對準位置，提前做好鋼軌焊接的全部準備工作。因此，當鋼軌焊接在接頭的同時，接頭兩端的范圍在700mm內，應全部打磨去除鋼軌表面的氧化層，使其導電良好。另外，可以通過夾緊鋼夾的動作對兩端的鋼軌焊接接頭進行及時調整，其中也可以調整垂向尖峰以及其他的工作邊，只有這樣才能夠夾緊在鋼軌線軸的中心。

2.2 自動焊接

自動焊接在整體實施過程中主要分為四個階段，一是閃平，二是預熱，三是閃光以及燒化，四是頂鍛等階段，與此同時，必須由控制柜能夠指揮的鋼軌焊接程序全部自動完成。

2.3 焊瘤推凸

在鋼軌焊接完成最后的幾秒，將焊機推凸裝置的自動化程序，將鋼軌焊接周圍以及周邊的焊瘤全部推平。通過這種閃光焊的方式，使其通過頂鍛的施壓過程致使焊接接頭呈現鍛造組織特征，只有這樣才能夠將頂端在施壓的同時，促使鋼軌焊接接頭體現出鍛造性的組織結構。除此之外，如果高溫接頭的方式無法促使接頭承擔其中的壓力，那么就很容易造成不良狀況，造成嚴重影響，甚至導致鋼軌焊接焊縫無法正常磨平，最終產生焊接產生的嚴重缺陷。

2.4 焊后粗磨

采用角磨機的方式，將鋼軌焊接焊縫的頂面以及工作面進行打磨，除此之外，其中也包括軌底角的表面必須全部磨平。

2.5 矯直

根據矯直機將鋼軌焊縫全部進行矯直，并且采用鋼軌焊縫的相關要求將軌頂上方以及工作面達到平滑的滿意程度。與此同時，當使用人工采用打磨機的同時，需要將鋼軌焊接的鋼軌踏面以及周邊全部按照相關標準進行設計打磨。

2.6 探傷和外觀檢查

鋼軌焊接焊頭在打磨的過程中，焊頭必須進行探傷，并且還要將不合格的重焊全部鋸掉，只有這樣才可以有效保障焊頭能夠達到合格率的100%。除此之外，在鋼軌焊接的外部進行檢查時，必須選擇使用1m的直尺，這樣可以將踏面、工作邊以及軌底進行全面檢查。另外，根據平直的相關要求進行有效制定，并且將不符合相關要求的焊縫切除重焊。

3 氣壓焊

氣壓焊需要氧氣和乙炔混合后點燃加熱軌縫外，其余的過程中與電阻焊的類型完全相同。但由于氣壓焊受人的因素影響大，且不可控因素多，目前使用較少。氣壓焊主要的焊接工藝分為幾個方面。

3.1 焊前鋼軌端面打磨

當焊接在鋼軌端面打磨的同時，需要采用機器化的打磨方式，然后再采用人工采用矬刀的方式，將機器無法打磨的地方進行精細打磨，并用四氯化碳把斷面清洗干凈。

3.2 對軌和夾軌

串軌。串軌主要根據鋼軌的大概位置進行，其中采用鋼軌支撐架的方式進行支撐，然后再采用串軌鋼軌的方式將兩者之間的距離調整到合適的位置，最重要的是根據焊軌的位置相應調整。另外，在串軌的過程中，必須時刻注意鋼軌出現碰撞的情況，但同時如有出現碰撞，就需要全部打磨矬修。

對軌。對軌焊接的主要工作是將鋼軌焊接出現的裂縫全部調平和調整。另外，根據焊縫之間的距離將兩端全部調查，其中將距離焊接端面20m以內前后進行調直與調平。

調整軌縫。當鋼軌軌縫進行調整的過程中，需要將壓接機放在鋼軌上，并且將其中的鋼軌縫調整為8～15mm。另外，在軌縫調整完成之后，將壓接機直接轉移到焊縫處，并且將其進行有效固定，但是焊縫內側中心不能超出230～250mm。

安裝加熱器。在壓接機完全固定后，立即安裝加熱器，并且根據其中的要求調整鋼軌與平面之間存在的距離，另外，再將火孔以及鋼軌平面作為垂直狀，這樣方便通氣和安裝水管路。

點火焊接。當端面處理完成后，開始點火焊接。在焊接加熱的同時必須嚴格檢查運轉設備的工作情況。查看其是否正常運行。另外，當相關操作人員路過的同時，需特別注意不能踩踏氣管，這樣可以避免加熱器出現斷火等危險的發生。

4 結語

綜上所述，鋼軌焊接中無縫線路可以將鋼軌焊接的使用壽命延長，也能夠保障列車正常運行，通過鋼軌焊接的方式為列車的安全帶來更多好處。除此之外，無縫線路已經將自身存在的問題全部處理完畢，所以只有不斷使用鋼軌焊接無線路線，才能夠保障列車的順利運行以及鋼軌焊接在我國的穩定發展。