钢轨焊接 ppt课件
轨道焊接工艺(建资荟萃)
轨道焊接工艺一、轨道接头的焊接1．焊前准备工作1.1 胎垫准备1.1.1 备两块紫铜板，规格－12×200×200，按轨道侧面的形状压出轨道两侧胎板。
另备一块钢板（或铜板），板厚为8mm，宽度为40mm，长度尺寸应大于底部宽度20mm，做轨道底部垫板用，这几块板的使用位置见后图。
1.2 轨道接口处的准备1.2.1 在离轨道接口端面50mm范围处，轨道四周必须用角向磨光机除去铁锈、油漆、氧化物等杂质。
1. 3 焊条准备1.3.1轨道的焊接材料进厂后，承缆人要进行复检。
轨道焊接前将复检报告提供给大连重工.起重第二制造事业部质量科。
1.3.2 轨道底部使用E5015－Ф5焊条，中部使用E8015－Ф5焊条。
1.3.3 轨道顶部使用D107－Ф5焊条。
1.3.4 上述焊条使用时，焊前必须在300~400℃的干燥箱内烘干并保温1小时以上，烘干后的焊条应放入保温筒内，随用随取，（焊条在空气中暴露3小时左右，使用时必须重新烘干）。
2．轨道接长焊接2.1 焊工资格：焊工必须是经过正规焊工考试合格者，且具有轨道焊接经验者才能承担此项焊接工作。
2.2 轨道接长焊接可在平地上进行，首先在焊接接头的位置上铺垫上四层石棉布(每层石棉布厚3mm，宽度500mm左右，长度要能包住轨道接头)，用于轨道焊接时隔热和焊后保温，在石棉布上放置轨道底部用钢垫板(或铜垫板)，然后按图1所示放置轨道，保证轨道接口处间隙18-20mm，并用1米钢尺检测轨道两侧及顶面，使其平直。
焊前应在轨道接口处底部先垫高8-10mm（反变形用），以修正轨道焊后变形。
2.3 用氧－乙炔对轨道进行焊前预热，予热温度300~350℃，每边预热长度为200mm，预热方向如图2所示。
注意：预热在整个范围内的温度必须一致，预热时最好两个人同时进行，以保证预热温度的均匀性。
2.4 轨道底部焊接当预热温度达到规定的要求后，用E5015－Ф5焊条进行轨道底部焊接，焊接电流为250~280A,底部应焊满焊平，见图3所示，两侧不得有凸起部分，否则中层焊接时，两侧铜胎板装不上去。
钢轨焊缝探伤培训课件
（一）轨腰探伤扫查 双探头串列式探测 探头置于轨头顶面中心线，扫查架零 点对准需要探测截面上（图5—15），通过旋转扫架上的 调节轮盘，使两个探头以相同的速度相对移动，利用两个 探头一发一收反射式探伤法，检出钢轨腰投影范围内的缺 陷。
（二）焊缝轨腰正常回波显示 双探头串列式探测 属反射式探伤，探测截面上无缺陷时， 发射的超声波经轨底反射后继续向前传播，无法被另一个 探头接收，因此，无任何波形显示。
钢轨焊缝超声波探伤
检控车间：李方君
随着列车运行速度提高，无缝线路铺设占正线比例 越来越大，目前钢轨焊接形式主要有接触焊、气压焊和 铝热焊三种，这些焊接方式在无缝线路中各占钢轨焊缝 比例不同，以接触焊焊缝为最多，约为85%左右，铝热 焊和移动气压焊焊缝根据铺设情况，各占约为7%左右。 我段95年铺设无缝线路以来，全段无缝线路已占70%， 由于焊接质量的原因焊缝伤损一直很多，我们北方冬季 气温低无缝线路钢轨拉应力较大，焊缝伤损发展迅速， 危害性大，所以焊缝探伤已经成为我们探伤的重中之重。 我们通过10多年的实践，积累了很多发现焊缝伤损的经 验，下面我将焊缝常见伤损的探伤作一下总结，介绍给 大家。
接收探头
发射探头
（三）缺陷回波显示 双探头串列式探测 当探测截面上存在面积状缺陷时，反射 波进入接收探头，仪器显示缺陷回波。
伤损实物
轨腰伤损探伤过程动画演示
三、焊缝轨底探伤
• 钢轨焊缝轨底是常规探伤无法检测的部位，通常使用通用 探伤仪，配K值探头进行探测；也可使用钢轨探伤仪，配 探头转换盒（有限幅器）和单晶片70°探头进行探伤。下 面介绍前一种探伤方法。
一、焊缝轨头探伤
• （一）焊缝轨头探伤扫查 • 为使钢轨焊缝轨头得到全面扫查，我们采用K2.5探头在轨 顶面采用纵向移动和偏角纵向移动两种方式。
钢轨焊接ppt课件
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5、 钢轨闪光焊工艺
连续闪光焊工艺（ K系列 ） 脉动闪光焊工艺（ K系列 ） 预热闪光焊工艺（ GAAS80系列）
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连续闪光焊工艺
基本阶段： 焊接主要可以分为四个阶段：第一阶段为不
稳定闪光阶段（或称预热闪光阶段）；第二阶 段为稳定闪光阶段；第三阶段为加速烧化阶段； 第四阶段为顶锻阶段。连续闪光焊是以连续烧 化为主的焊接方法，烧化速度较快，因此，连 续闪光焊的第一、第二阶段是按照位移量来设 定的，当焊接烧化量达到了设定值，系统自动 进入下一阶段。第三阶段一般人为设定为10s。 第四阶段按照设定的位移量（顶锻量）设置， 一般在10~18mm范围内。
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乌克兰巴顿焊接研究所生产的K1000焊机
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K1000焊机 K1000是K190的升级产品，焊机的控制系统
进行了PLC以及比例伺服阀的改造，同时， 顶锻油缸采用了并联机构。K1000可以进行 连续闪光工艺，也可以采用脉动工艺，钢轨 的水平夹紧增加了一级轨腰定位，这些功能 的增加，更加有利于保证钢轨的对中精度。
AMS60焊机 瑞士施拉特（SCHLATTER）公司生产的
ASM60焊机的机头与K系列焊机完全不同， 可以说是瑞士人独立设计的。ASM60焊机 的控制系统的设计存在不足，不仅焊接效 率低，而且常常出现“拒绝焊接”现象， 在我国进口的几台ASM60中几乎都出现了 这一现象。机头重量比K系列重得多，达到 了6吨，操作的灵活性受到了限制。
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乌克兰巴顿焊接研究所生产的K900焊机
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K922焊机
K922是近几年开发的，最大特点是可以完 成保压推凸。由图可以看出，焊接的左端 多了两个专用于推凸的油缸。另外，为了 减轻焊机的重量，钢轨夹紧油缸采用了升 压技术，这样，该焊机可以用于线上的钢 轨锁定焊。但是，K922焊机的锁定焊功能 应用较为复杂，焊接的稳定性也有待进一 步提高。
钢轨焊缝超声波探伤讲稿PPT课件
通过建立完善的质控体系，对探伤过程和结果进行监控和记录，及时 发现并纠正问题，确保探伤结果的准确性。
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总结与展望
钢轨焊缝超声波探伤的总结
超声波探伤技术原理
超声波探伤技术利用超声波在物质中的传播和反射特性，检测材料内部是否存在缺陷或异 常。在钢轨焊缝的检测中，超声波探伤技术具有无损、高效、准确的优点。
采用最先进的超声波探伤仪，结合高速移动 检测技术。
探伤过程
在列车运行期间，对钢轨焊缝进行实时检测， 记录并分析异常回波。
检测结果
成功发现一处潜在的裂纹并及时进行了处理， 确保了高速铁路的安全运营。
05
钢轨焊缝超声波探伤的 挑战与解决方案
探伤过程中的干扰因素
噪声干扰
由于探伤过程中存在各种噪声，如机械振动、电磁干扰等，这些 噪声可能会掩盖或混淆缺陷信号，影响探伤结果的准确性。
供更加可靠的保障。
02
钢轨焊缝超声波探伤原 理
超声波的产生与传播
超声波的产生
通过高频电场和磁场交替作用，在压电晶体上产生机械振动，从而产生超声波。
超声波的传播
超声波在固体、液体和气体中传播时，会因介质的特性而发生折射、反射和散 射。
超声波的反射与折射
反射
当超声波遇到不同介质界面时，部分声波能量会反射回原介 质，其余声波能量继续传播。
特点
具有高灵敏度、高分辨率和高可靠性 ，能够快速准确地检测出钢轨焊缝内 部的裂纹、气孔、夹杂等缺陷，为保 障铁路运输安全提供有力支持。
超声波探伤的重要性
01
确保钢轨焊缝质量
超声波探伤能够检测出焊缝内部的缺陷，及时发现并处理，有效保证钢
轨焊缝的质量，防止因焊缝质量问题导致的安全事故。
轨道焊接
桥、门式起重机大车运行轨道应尽量使用无缝钢轨，但由于诸多因素的限制，大多数只能使用标准长度为12．5m的旧轨，这样每Anm线路上就分别有16个接头，因此给起重机运行带来冲击。
振动，不仅造成钢轨出现低接头，而且对起重机各部件的使用寿命与维修周期、司机的舒适、货物的平稳安全等都有影响。
为此通过焊接方法实现无缝长轨具有重要的现实意义。
目前，铝热焊接钢轨技术应用最为广泛，但成本较大，请工务段焊一个接头需2千元，且操作复杂，不易推广使用。
我站应用最普通的交流手工电弧焊机对既有线路的钢轨进行焊接，焊一个接头仅需120元的成本就可取得较好的效果。
现加以总结，供同行参考。
1 钢轨焊接时应注意的几个问题（l）钢轨是铁路专用的高碳中锰钢（见表1），焊接性较差，特别是大多数钢轨出厂时已作轨头表面淬火，加上板厚大，很容易产生焊接裂纹，尤其是延迟裂纹，在应力作用下还可能向母材（钢轨）及焊缝金属的纵深发展。
只有满足特殊要求，才能获得较好的焊接质量。
（2）线路上铺设的钢轨和焊接接头，使用中经受的是动载荷，破坏形式为疲劳断裂，因此，需要根据疲劳负荷的形式和影响疲劳强度的因素来研究提高其接头强度的措施，防止焊缝产生气孔、夹渣、未焊透和未熔合等缺陷。
（3）钢轨的横截面尺寸变化较大（见图l、表2），按常规开U形坡口焊接已无实际意义，因而采用不开坡口、预留间隙（轨缝）、背面加垫板的焊接方案。
（4）由于露天钢轨的热胀冷缩，每100m线路应留1个接头不焊，且车挡两端的轨头应能自由伸缩。
焊接钢轨最佳的气温为h－30℃，焊接过程中应保证不受风雪和雨水侵袭，否则应停止焊接。
2 焊接准备2．1 调整钢轨需提前对整条线路进行全面检修，更换失效垫板、扣件、衬垫、缓冲胶板及螺杆等，发现钢轨有损伤、裂纹或扭曲不宜再用的必须更换，使整条线路外观上不产生左右错牙、前后高低不平和歪扭等缺陷。
调轨后最好能预留出轨缝8－10——，如果预留轨缝过小，会产生焊不透情况。
钢轨焊接理论培训讲义
钢轨焊接理论培训讲义(移动闪光焊部分)铁科院金化所北京市海淀区大柳树路2号要紧内容梗概第一章:基础知识1.1:金属的力学性能1.2:钢轨的基本知识第二章:钢轨焊接理论2.1:钢轨焊接方法2.2:闪光焊接的基本概念与基本理论第三章:钢轨闪光焊接设备第四章:钢轨闪光焊接工艺与技术规程第五章:钢轨闪光焊接缺陷及预防第六章:钢轨焊接接头打磨第七章:钢轨焊接标准第八章:高速铁路钢轨焊接质量操纵附录1:百米定尺钢轨吊运,存放规定(暂行)附录2:钢轨焊接接头标识规则前言钢轨焊接质量关系到铁路与车安全铁路提速与客运专线建设对钢轨焊接质量提出了更高的要求<<中长期铁路网规划>>描给了2020年往常铁路进展的宏伟蓝图,未来几年是中国铁路大规模建设的关键阶段我国钢轨焊接作业人员的素养急待提高第一章基础知识1.1 金属的力学性能金属力学性能:定义:金属材料在一定的温度条件与外力作用下.抵抗变形与断裂的能力.要紧包含:强度、塑性、硬度与韧性。
1.1.1强度定义：金属材料在外力作用下抵抗永久变形与断裂的能力。
MPA=N/MM2 常用强度指标要紧有：抗拉强度屈服强度1.1.2塑性：定义：金属材料在外力作用下产生永久变形的能力常用的塑性批标要紧有：伸长率5与断面收缩率标距长度等于试样直径的5倍通常倍时的延伸率为同一材料的不能直接比较钢轨焊接中用拉伸试验抗拉伸试验试件及断口照片1.1.3硬度定义：衡量金属材料软硬程度的一种性能通常用压入硬度法。
常用硬度指标：布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度。
（1）布氏硬度：以一定直径、一定载荷P压入表面，保持一定时间，测量压痕直径D，求出压痕面积F（P/F=HB）表示方法：HBS（压头为卒火钢球，适用于布氏硬度值小于450的材料）HBW(压头为硬质全金，适用于布氏硬度450-650的材料。
比如：150HBS10/1000/30:表示用100MM淬火钢球，在9.81KN（1000KGF）载荷作用下，保持30秒。
《轨道工程》钢轨 ppt课件
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2.和截面系数来承受车轮的竖直压力，并要 使钢轨在横向水平力作用下具有足够的稳 定性。
尺寸经验公式：
轨头顶面宽度 b=0.34M+51.70(mm)
轨腰厚度 t=0.16M+7.08(mm)
轨身高度 H=1.92M+54.16(mm)
第二章 钢轨
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认识钢轨
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本章内容
2.1 钢轨的功用和类型 2.2 钢轨截面设计原则及我国主型钢轨
截面形状
2.3 钢轨材质及力学指标 2.4 钢轨尺寸允许偏差及平度要求 2.5 钢轨损伤 2.6 钢轨接头
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2.1 钢轨的功用和类型
2）钢轨要承受来自车轮 的巨大垂向压力，并将以 分散形式传给轨枕。
3）为轨道电路提供导体。
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2.1.2钢轨的类型
钢轨的类型是以每米长的钢轨质量千克数表示的。 我国铁路上使用的钢轨有75kg/m、60kg/m、 50kg/m，43kg/m和38kg/m等几种。
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我国目前钢轨定长为12.5m和25m两种。 世界各国钢轨定长也各有不同。
轨底宽度 B=1.25M+69.25(mm)
[M为每米钢轨的质量ppt课(件kg)]
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2.3钢轨的材质及其力学指标
2.3.1钢轨的材质
钢轨的材质是指钢轨的化学成分及其金相 组织（指金属组织中化学成分、晶体结构 和物理性能相同的组成，其中包括固溶体、 金属化合物及纯物质）。
要使钢轨具有高可靠性的前提是钢轨材质 具有较高的纯净度和合理的化学成分。
钢轨PPT课件
第二节 钢轨截面设计原则及我国主型钢 轨截面形状
一、钢轨断面及尺寸
钢轨分轨头、轨腰和轨底三部分。
轨头应具有足够的表面面积及厚度，以延缓轨头压溃 和磨耗;
轨腰主要承受剪力，可使钢轨具有较大的竖向刚度。 轨底为分布压力及保持稳定，应具有一定宽度;
(c) 双枕承垫式
• 按两股钢轨接头的ຫໍສະໝຸດ 置可分为相对式和相错式(a) 相对式钢轨接头
(b) 相错式钢轨接头
• 4、接头类型
• 按钢轨接头的功能可分普通接头、异形接头、 导电接头、绝缘胶接接头、伸缩接头和焊接接 头。
• 钢轨异形接头是用于连接两种不同型号的钢轨 •
• 由于钢轨表面和夹板表面生锈，导致接头电阻 较大，为了减少轨道电路的电流损失，在轨端
• δ0=αL(tz-t0) + 0.5δg
式中，α为钢轨线膨胀系数(0.0118mm/m.℃)；
L为钢轨长度；tz为当地的中间轨温；t0为调整轨 缝时的轨温；δg为钢轨的构造轨缝(18mm)。
• 3、接头布置
• 钢轨接头相对于轨枕的承垫形式可分为两种： 悬空式和承垫式
(a) 悬空式
(b) 单枕承垫式
b
• 钢轨的力学性能 包括:强度极限σb、屈服极限σs、疲劳极限
σr、延伸率δs、断面收缩率ψ、冲击韧性 αk及布氏硬度指标HB等。
这些指标对钢轨的承载能力、磨耗、压溃、断裂 及其他伤损有很大的影响。
第四节 钢轨尺寸允许偏差及平直 度要求
• 1、保证列车运行的平稳性，则要求轨 道的几何形位稳定，轨头的轮轨接触 光带位置及宽度稳定，而要达到这一 点，高精度的外形尺寸和高平直度的 钢轨是必不可少的。
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6）环境对钢轨焊接质量的影响也不可 忽视。室内焊接无风、无雨，温度相对 恒定。室外则完全不同，在有风条件下 焊接，焊缝容易产生缺陷，环境温度的 高与低，对电器和液压系统产生影响， 导致焊接工艺的波动，这些都会直接影 响焊接质量。
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3、我国铁路钢轨焊接体系
钢轨定尺长度越长，焊接接头越少，轨道质量 越好钢轨焊接方法 2、钢轨闪光焊 3、我国铁路钢轨焊接体系 4、钢轨闪光焊接设备 5、钢轨闪光焊工艺 6、钢轨焊接工序与焊接质量 7、钢轨闪光焊灰斑
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1、 钢轨焊接方法
钢轨焊接方法主要有四种： 闪光焊、气压焊、铝热焊和窄间隙电弧焊。欧 洲采用闪光焊、铝热焊和窄间隙电弧焊，不采 用气压焊； 日本新干线采用闪光焊、气压焊和窄间隙电弧 焊； 我国主要采用闪光焊、气压焊和铝热焊。
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1.钢轨焊接方法
电焊条
模具
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2、 钢轨闪光焊
钢轨闪光焊机的自动化程度和焊接效率 高，焊接接头质量稳定，因此是钢轨焊 接最主要的方法。
钢轨闪光焊机从机器的使用方法上可以 大致分为固定式和移动式两种。
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固定式钢轨闪光焊机主要用于钢轨的工 厂或基地焊接；
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夹紧力
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夹紧力
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1.钢轨焊接方法
钢轨气压焊： 将需焊接的钢轨端面对准
并紧密贴合，用火焰加热端面周围到塑性状 态，然后对贴合面加压顶锻。钢轨气压焊的 焊接温度较低，只加热到1250℃左右，且为 固相结合，故具有焊接强度高等一般压接法 所具有的优点。
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1.钢轨焊接方法
火焰
冷却水 燃气
2）固定式闪光焊机具有对中功能，而 移动式焊机没有此功能。对中调节对 于防止接头错边相当重要，一旦出现 错边只能通过打磨来消除，而打磨可 矫正的量是十分有限的。
3）在焊轨基地均采用中频感应加热正 火，焊后热处理质量高。现场只能采 用火焰加热正火。由于火焰正火受火 孔、氧乙炔气压、气候环境等的影响， 正火效果常常不够稳定。
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随着100m定尺钢轨的推广使用，也有在普通 铁路施工中直接用移动闪光焊将100m 长定 尺钢轨焊成无缝线路，这样可以减少无缝线路 施工效率，为国外铁路近年来大量采用的无缝 线路焊接施工方法。
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4、 钢轨闪光焊接设备
4.1 固定式钢轨闪光焊机可以大致分为两
类：一类以瑞士施拉特（SCHLATTER）公 司为代表生产的GAAS80（600、700和580） 系列直流焊机。另一类是以乌克兰巴顿焊接 研究所为代表生产的K系列交流焊机（如 K190、K1000）等；是另外，还有焊轨厂使 用瑞典伊薩公司的ZFR11焊机。
加热器
• (a) 示意图
(b) 焊接作业
• 钢轨气压焊示意图
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1.钢轨焊接方法
铝热焊是热剂焊的一种。铝热焊是在待焊件之
间留出一定的间隙，周围用模具围上，然后点燃坩 埚中的焊剂，通过氧化还原反应，放热生成液态金 属，将液态金属注入焊件之间的间隙，完成金属的 焊接。
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1.钢轨焊接方法
移动式钢轨闪光焊机主要应用于钢轨的 线上焊接以及钢轨锁定焊。
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固定式与移动式闪光焊比较
固定式闪光焊比移动式闪光焊在钢轨焊 接质量上有着明显优势：
1）焊前打磨在焊轨基地采用自动打磨 机，而线上只能人工打磨，即使焊轨厂 采用人工打磨，作业位置和作业环境也 都优于线上。
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综上所述，在五种钢轨焊接方式中，焊接接头 的质量稳定性依次为固定闪光焊、移动闪光焊、 气压焊、铝热焊和电弧焊。
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我国客运专线钢轨的焊接体系：采用100m 长定尺钢轨（不用25m或50m）、采用固 定式基地闪光焊(不采用移动闪光焊的方式 在道边焊)、长钢轨长度采用500m（不采 用国外的200～400m）、采用移动式闪光 焊或铝热焊进行单元轨节和无缝线路锁定 焊(不用气压焊，并尽量减少使用铝热焊)。
钢轨闪光焊：将待焊钢轨分别上下夹紧，钢
轨两端相互接近直至接触，电流通过待焊钢轨 端部产生的热量，不断形成金属过梁，随着过 梁爆破产生闪光、飞溅使被焊端面加热至表面 熔化状态，随后加压顶锻，在压力下两端金属 相互结晶，使两节钢轨焊接在一起。
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1.钢轨焊接方法
夹紧力
电极钳口
夹紧力
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顶锻力
顶锻力
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4）基地固定焊接钢轨后的接头矫直一 般采用四向矫直机，并带有焊接接头平 直度的激光测量。线上移动焊接只能使 用小型单向矫直机，矫直方向只能是水 平横向，所以对接头平直度的保证差。
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5）基地固定闪光焊采用电网供电，而线 上移动闪光焊只能采用发电机组。在实 际应用中，发电机的电源质量明显不如 网电，空载时电压较高，而短路时电压 下降幅度很大，因此，不利于焊接质量 的稳定。
钢轨 底模
焊药 自熔塞 分流塞 砂侧模
(a) 焊接断面图 • 铝热焊
(b) 焊接作业
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1.钢轨焊接方法
钢轨窄间隙电弧焊：将钢轨待焊端部预留一定的间隙，
轨底衬上模具，预热后采用手工焊条进行焊接，轨底第一道 焊接采用单面焊双面成型，第二层以上采用单道焊接，每道 焊接完后进行除渣。轨底焊完后，用模具围住轨腰和轨头两 侧，采用连续焊接的方法焊接轨腰和轨头，焊接过程不进行 除渣。焊后对接头进行热处理和打磨。
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1.钢轨焊接方法
我国三种钢轨焊接方法所占的接头数量比例为： 闪光焊约占87％，气压焊占10％，铝热焊占3％。
从焊接质量看，闪光焊的质量最稳定，统计的折 损率仅为0.007%，铝热焊最差，折损率为0.5%。 可见闪光焊是最主要且为最可靠的钢轨焊接方法。
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1.钢轨焊接方法
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该焊接体系在钢轨的定尺长度（日本 50m、法国80m、德国120m）、焊接 长钢轨长度（日本200～300m，法国 400m）、焊接方式（日本、法国分别 采用电弧焊和铝热焊进行锁定焊，焊 头质量不及移动式闪光焊）均处于世 界领先水平。
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这一焊接体系首次在京津城际铁路上施工并获 得成功。（全路11个焊轨基地现均已投入生 产）这也是京津城际铁路无缝线路施工中的重 大技术突破之一（即全部采用具有质量稳定的 闪光焊技术焊接钢轨）。