高速铁路无缝线路钢轨焊接技术研究

高速铁路无缝线路钢轨焊接技术研究
刘 东
（ 南铁 路 局 工务 机 械段 厂 焊 车 间 ， 东 济 南 ２ ０ ０ 济 山 ５ ０ ０）
ห้องสมุดไป่ตู้
摘要 ： 钢轨 焊接是 铺设 无缝 线路 的 重要 环节 ，是线路 行 车安全 重要 保证 。 文章对 无缝 线路 钢轨 焊接技 术进 行 了研 究 ，分析 了几种 长轨焊接 的方 法 ，指 出各 自的优 缺点 ， 出各 自影响 长钢 轨焊接 的主要 因素并加 以解 决。 找
焊 接 技 术 提 出 了 更 高 的要 求 ， 目前 我 国 高速 铁 路 多 以 闪 光焊 接 无 缝 钢 轨 进 行 架 设 。２ ０ 年 以来 我 车 间 主 要 ０９ 以Ｇ Ａ ８ （ 士Ｓ Ｈ Ｌ Ａ Ｅ 司生 产 ） ＡＳ０瑞 ＣＡＬＴ公 焊机 和 国产 Ｋ ０ 焊 ９０ 机 进 行钢 轨 的 无 缝 化 基 地 焊 接 ，为 线 路 铺 设 提 供 高 速 轨 。随 着 无 缝 钢 轨 在 线 路 上 大 量 推 广 应 用 ，其 焊 接 接 头 质 量 问题 就 更 为 突 出 ，为 了保 证 行 车 安 全 ，系 统 地
１ 级 。 （ ）钢 轨 断 面 不均 匀 ，轨 顶 、轨 底 属 紧凑 型 ～２ ３ 断 面 ， 轨 底 两 角 是 展 开 型 断 面 ，焊 接 时 轨 底 两 角 温 度 偏 低 ，焊 接 后 全 断 面 冷 却 不 均 匀 ，产 生 较 大 的残 余 温 度 应力 。 （ ）焊 缝 上存 在难 以消 除 的缺 陷— — 灰 斑 。 ４
＿ 一 ■ ■ ＿ ■
“ 面 溶池 ” ，再 加 一 定 的顶 锻 压 力形 成 接 头 ，如 图２ 镜
所示 。采用气压焊 一次性投资小，无需大功率 电源 ， 焊接时间短 ，焊接质量好 ，一般在现场焊接 中使用 。
其 缺 点 是 焊 接 时 对 接 头 断面 的 处 理 要 求 十 分 严 格 ， 并 且 在 焊 接 时需 要 钢 轨 有 一 定 的 纵 向移 动 ， 因此 对 超 长 线 路 的 线 上 焊 接 。移 动 气 压 焊 接 在 日本 铁 路 长 轨 条 焊 接 中 大 量 使 用 ， 我 国 铁 路 也 在 使 用 。 良好 的 气 压 焊
图 １ 钢 轨 焊 接 接 头
等 将 单元 轨 连 焊 成 超长 无 缝 线 路 。 由于 闪 光 焊 和 气 压 焊 接 头 为 致 密 锻 造 组 织 ， 接 头 韧 性 好 ， 尤 其 是 闪 光 焊 ， 伤 损 率 低 ，具 有 明显 的优 势 。在 正 常 情 况 下 与 气 压 焊 、铝 热 焊 相 比 ，钢 轨 的 闪光 焊 焊 缝 强 度 较 高 ，但 与 母 材相 比 ，它 的强 度 仍 低于 母 材 ，其 原 因有 ： （ ） １ 钢 轨 属 于 大 断 面 轧 材 ，其 心 部 材 料 较 差 ， 由低 熔 点 杂
二 、 焊 接 技 术 研 究
其外形几何尺寸 的平顺和内部质量 ，是保证无缝线
路 正 常运 营 的 关键 。 随着 我 国铁 路 高速 、 重 载 和 安 全 技 术 的发 展 ，对 钢 轨焊 接 提 出 了 越 来越 高 的 要 求 。当
前 ，国 内外无缝线路的钢 轨焊接方式主要有接触 （ 闪 光 ）焊、气压焊、铝热焊等几种 ，这几种焊接技术 已 趋于成熟 ，能基本满足重载 、高速铁路 的要求 。钢轨
关键 词 ： 无缝 线路 ； 钢轨 焊接 ；高速 铁路 ； 热焊接 ；气压焊接 铝
中 图分类 号 ： ＴＧ４ ７
一
文献标 识码 ： Ａ
文章编 号 ： ０ ９ ２ ７ 一 （ ０ ） ８ ０ ２ — ２ １ ０ — ３ ４ ２ １ １ — ０ ２ ０ １
、
概 述
随着 铁 路事 业 的飞 速发 展 ，高 速铁 路 的铺 设对 钢 轨
开展钢轨焊接接头质量研究具有非常重要的意义 。
图 ２ 基地 长轨 焊接 基本 工序
钢 轨 到 了现 场 ，用 于焊 接 的 主 要 方 式 为 铝 热 焊 和 气 压 焊 ， 目前 也在 尝试 闪 光 焊 。 对跨 区 间 无 缝 线 路 铺 设后 需进 行 三 次焊 接 ， 即采 用 铝 热 焊或 者 移 动 气 压 焊
焊 接 的质 量 影 响高 速 列 车 的安 全 运 行 ，保 证 其 质 量 的
条带 、疏松 、晶粒粗大 ，在焊接顶锻过程 中，边缘较
好材料被挤 出，而 以心部材料 向外扩 展，纤维组织中 断且弯 曲，顶锻量越大这种情况就越 明显。 （ ）焊接 ２ 高温 热影响，在焊缝左右 ｌ ２ ｍ ｍ 区域 晶粒粗大 ，降至
关键取在于焊接工 艺和过程控制水平 ，另外还有 设备 的使用质量以及长轨焊接作业人员的综合素质。 钢轨长度受制于制造、运输 、铺设和养护技术 ，目
前 各 国 一般 采 用 分 布 焊接 钢 轨 的 办 法 ， 即 先 在 焊 轨 厂
２ ｏ 中阖 新 术 ２ 高 技 企业 ２ １ ０ ０ ６ １
或 焊 轨基 地将 钢 厂 生产 的２ ｍ （ 建 客 运 专 线采 用 ５ ｍ ５ 新 ０ 或 １ ０ ）标 准 轨进 行 闪光焊 接 ，连接 成 ２ ０ ５０ 长 轨 ０ｍ ０￣ ０ｍ 条 ，再 由专 用 长 轨 运 输 车 将 其 运 至 铺 设 工 地 ，通 过 现 场 焊接 把长 轨 条连 接成 为９ ０ １０ ｍ Ｏ～ ５０ 的单位 轨节 。 我 车 间在 焊 接钢 轨 时 ，济 南 南 焊 轨 基 地 采 用 Ｋ ０ ９０ 焊 机 焊 接 钢 轨 ，桑 梓 店 焊 轨基 地用 Ｇ Ａ ８ 焊 机 焊接 钢 ＡＳ０ 轨 ， 分别 使 用 不 同 的焊 接 设 备 不 同 的 工 艺焊 接 参 数 ， 经 过 试 验 与检 验 能够 焊 接 出 同样 合 格 的 长轨 条 ，满 足 线 路 高速 轨 的铺 设 。