摘要：本文以滬杭城際鐵路在應(yīng)力放散施工完畢后需插入短軌為例，介紹無(wú)縫線路插入短軌時(shí)采用拔彎閃光焊接施工方案、步驟、以及閃光焊接的工藝流程，為以后其它無(wú)縫線路插入軌短采用閃光焊接技術(shù)提供借鑒。

　　關(guān)鍵詞：無(wú)縫線路,插入短軌,閃光焊接技術(shù)

　　1前言

　　無(wú)縫線路是長(zhǎng)軌鋪設(shè)后現(xiàn)場(chǎng)用氣壓焊、鋁熱焊或閃光焊將長(zhǎng)軌接頭焊聯(lián)形成，其中閃光接觸焊具有焊頭成功率高、強(qiáng)度與母材接近、質(zhì)量穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，目前新建鐵路除道岔內(nèi)及道岔前后焊頭用鋁熱焊外，其余焊頭均要求采用閃光焊。滬杭城際鐵路由于現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)工期緊及施工條件受限，要求一個(gè)區(qū)間采用兩臺(tái)焊機(jī)由兩端向中間進(jìn)行應(yīng)力放散鎖定焊接，最后合攏口插入短軌;以及全線應(yīng)力放散做完后，發(fā)現(xiàn)個(gè)別焊頭有問(wèn)題需要插入短軌。以往在應(yīng)力放散做完后插入的短軌都是采用鋁熱焊進(jìn)行焊接，但鋁熱具有焊頭成功率低，強(qiáng)度差，容易二次傷損等缺點(diǎn)。為此筆者在新建滬杭城際鐵路無(wú)縫線路形成后需插入短軌時(shí)，提出插入短軌的焊接采用拔彎閃光焊接技術(shù)，使全線(除道岔內(nèi)及道岔前后焊頭外)沒(méi)有一個(gè)鋁熱焊焊頭，提高全線線路質(zhì)量，減少運(yùn)營(yíng)時(shí)焊頭維護(hù)工作量。

　　2拔彎閃光焊接施工方案

　　以往插入短軌采用鋁熱焊時(shí)，插入短軌的長(zhǎng)度為L(zhǎng)-2A(L-缺口的長(zhǎng)度，一般不短于12.0m;A-鋁熱焊焊縫寬，通常每個(gè)焊縫寬為25mm)。

　　插入短軌采用閃光焊接時(shí)，插入短軌的長(zhǎng)度為L(zhǎng)+2B(L-缺口的長(zhǎng)度，一般不短于12m;B-閃光焊時(shí)焊機(jī)的實(shí)際頂鍛量)。由于插入的短軌長(zhǎng)于缺口，所以先將與焊機(jī)相向一根長(zhǎng)軌5m長(zhǎng)拔離軌槽，讓短軌先落槽就位。接著用焊機(jī)將短軌一端與長(zhǎng)軌焊聯(lián)。然后將另一端長(zhǎng)軌約50m長(zhǎng)向外拔成弧形，長(zhǎng)軌頭與短軌頭相接。最后用焊機(jī)將短軌與另一長(zhǎng)軌焊聯(lián)，在焊接頂鍛一瞬間，將50m長(zhǎng)的弧形長(zhǎng)軌直接拉直并落槽，完成焊聯(lián)。

　　3施工步驟

　　3.1用鋼卷尺丈量缺口長(zhǎng)度L，若缺口長(zhǎng)度小于12m，根據(jù)驗(yàn)標(biāo)要求插入短軌不得短于12m，按此要求則要鋸軌，將缺口長(zhǎng)度調(diào)整至12m以上。如果是焊頭傷損需要鋸掉焊頭插入短軌時(shí)，則直接鋸軌留12.5m長(zhǎng)缺口。

　　3.2頂鍛量計(jì)算:每臺(tái)焊機(jī)都有不同的頂鍛量，因此在焊前必須準(zhǔn)確測(cè)出該臺(tái)焊機(jī)的實(shí)際頂鍛量。焊接前在兩軌端各0.5m處做上標(biāo)計(jì)，焊后測(cè)量這兩個(gè)標(biāo)計(jì)間長(zhǎng)度，從而計(jì)算該焊頭的頂鍛量，連續(xù)測(cè)量三個(gè)焊頭的頂鍛量取平均值做為該焊機(jī)的實(shí)際頂鍛量B。

　　3.3準(zhǔn)備待插入軌，待插入軌的長(zhǎng)度為L(zhǎng)+2B(L-缺口的長(zhǎng)度;B-閃光焊時(shí)焊機(jī)的實(shí)際頂鍛量)。

　　3.4將與焊機(jī)相向那一根的長(zhǎng)軌，5m長(zhǎng)拔離軌槽，讓短軌先落槽就位。

　　3.5焊機(jī)就位后開始焊接第一個(gè)焊頭。

　　3.6拆除與焊機(jī)相向那一根的長(zhǎng)軌50m長(zhǎng)扣件，將該段長(zhǎng)軌向外拔成弧形(曲線時(shí)則往曲線外側(cè)拔)，長(zhǎng)軌軌頭與短軌軌頭相接落槽，長(zhǎng)軌軌端5m內(nèi)必須為直線，便于焊接時(shí)軌頭對(duì)接、檢查。

　　3.7用2m長(zhǎng)的短軌頭將外拔成弧形的長(zhǎng)軌進(jìn)行支墊，支墊短軌距離為8m，要求短軌做成由外向內(nèi)傾斜的坡，靠近枕木端的短軌頂面要高于枕木上鏍栓頂部，便于焊接時(shí)長(zhǎng)軌拉直后能順利落橫。

　　3.8焊機(jī)就位后開始焊接第二個(gè)焊頭。

　　4閃光焊接工藝

　　4.1焊接設(shè)備組裝、調(diào)試、鋼軌型式試驗(yàn)

　　按照組裝程序進(jìn)行設(shè)備組裝，并進(jìn)行全面調(diào)試。確認(rèn)設(shè)備一切正常后將待焊軌按照規(guī)定的檢驗(yàn)要求焊接進(jìn)行型式試驗(yàn)，確定焊接參數(shù)合格后可開始正式焊接。

　　4.2鋼軌接頭除銹、打磨

　　在鋼軌接頭端面及兩側(cè)鋼軌與焊機(jī)導(dǎo)電鉗口部位間500mm范圍內(nèi)采用手提式砂輪機(jī)打磨，打磨后鋼軌表面應(yīng)有金屬光澤，不得有銹蝕，對(duì)母材的磨耗不得超過(guò)0.2mm。若打磨后的待焊時(shí)間超出24小時(shí)或有油水沾污，則必須重新打磨。

　　4.3鋼軌焊接前設(shè)備檢查

　　焊接前應(yīng)按照焊機(jī)使用說(shuō)明檢查主機(jī)、冷卻系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)是否正常;檢查動(dòng)力電壓、水溫、水位、油溫、油位鉗口上的焊碴及其它碎屑、推瘤刀上的焊接飛濺物是否清除。焊接參數(shù)是否符合實(shí)驗(yàn)結(jié)果。一切正常之后，在操作司機(jī)、工長(zhǎng)簽字確認(rèn)后方可進(jìn)行焊接工作。

　　4.4鋼軌焊接

　　4.1.1準(zhǔn)備工作完成后，用機(jī)車或軌道車推送移動(dòng)式焊軌車運(yùn)行到焊接接頭處，特制集裝箱將二位端前墻向上旋轉(zhuǎn)到與頂棚平齊并鎖定。起吊機(jī)構(gòu)連同焊機(jī)沿軌道向外移動(dòng)至端墻外平臺(tái);吊臂驅(qū)動(dòng)油缸伸長(zhǎng)降下旋轉(zhuǎn)臂,將焊機(jī)降下接近鋼軌，利用轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)，使焊機(jī)進(jìn)入焊接工作位置;將焊機(jī)落下置于鋼軌上，確保兩鋼軌間隙位于導(dǎo)軸上標(biāo)記的正下方,降低焊機(jī)直到壓在鋼軌上。

　　4.2.2焊機(jī)機(jī)頭上的兩對(duì)鉗口將兩鋼軌軌頭夾緊，自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)接頭兩側(cè)各500mm范圍內(nèi)在水平和縱向兩個(gè)方向上自動(dòng)非常精確地對(duì)準(zhǔn)(兩端鋼軌在縱向同時(shí)被相對(duì)抬高0.6～0.8mm/m)。兩鉗口在通以400V的直流的電壓后形成兩個(gè)高壓電極，提高焊接電流。啟動(dòng)焊接，激活自動(dòng)焊接工序;分別進(jìn)入預(yù)閃階段、穩(wěn)定的高壓閃光階段(該階段應(yīng)鎖定鋼軌夾緊選擇開關(guān)，防止在焊接周期結(jié)束時(shí)焊機(jī)再次夾緊鋼軌)、低壓閃光，加速閃光、以及頂鍛階段。頂鍛完成以后整個(gè)焊接過(guò)程結(jié)束。隨后鋼軌夾緊裝置快速松開兩鉗口，在焊機(jī)頭內(nèi)的推瘤刀立即進(jìn)行推瘤，從而完成焊頭的焊接作業(yè)。

　　4.3.3焊機(jī)機(jī)架張開到最大位置，起升焊機(jī)直至完全離開鋼軌焊接接頭，去除推瘤焊碴，清潔焊機(jī)內(nèi)部。然后將焊機(jī)調(diào)整到另一側(cè)完成鋼軌焊接。在完成一組焊接接頭后，每間隔三根軌枕上緊扣件，焊機(jī)前行到下一個(gè)焊接接頭處。

　　4.5焊后接頭正火

　　正火時(shí)接頭溫度應(yīng)降低到500℃以下，然后用氧氣-乙炔加熱器將焊縫加熱到820℃～880℃，再自然冷卻。正火溫度采用紅外線測(cè)溫儀控制。焊縫區(qū)域冷卻到400℃以下時(shí),焊軌作業(yè)車方可通過(guò)鋼軌接頭。

　　4.6鋼軌焊后調(diào)直、打磨

　　鋼軌焊縫正火完，溫度降低到300℃以下時(shí)，對(duì)鋼軌進(jìn)行調(diào)直。焊后打磨可以分成粗打磨和精細(xì)打磨，粗打磨利用手提式砂輪機(jī)對(duì)焊縫及附近軌頭頂面、側(cè)面、軌底上面和軌底進(jìn)行打磨;焊縫踏面部位在常溫下不能打虧,打磨時(shí)不得橫向打磨,打磨面不得發(fā)黑、發(fā)蘭而應(yīng)平整有光澤。精細(xì)打磨時(shí)，用仿型打磨機(jī)進(jìn)行縱向打磨，打磨后，平直度滿足驗(yàn)標(biāo)要求。

　　4.7焊接接頭超聲波探傷

　　每個(gè)鋼軌焊頭均應(yīng)進(jìn)行超聲波探傷，探傷前應(yīng)將焊縫處溫度減低到50℃以下，冷卻可以用澆水法進(jìn)行，但澆水時(shí)鋼軌溫度不得高于250℃。在經(jīng)打磨過(guò)的焊接鋼軌軌底、軌腰、軌頭上均勻涂抹探傷專用油，然后用探頭進(jìn)行探傷。探傷結(jié)果不得有未焊透、過(guò)燒、裂紋、氣孔、夾渣等有害缺陷。

　　4.8數(shù)據(jù)的記錄及分析

　　每完成一個(gè)接頭的焊接、除瘤、打磨、探傷后，應(yīng)將相關(guān)數(shù)據(jù)、信息等資料收集、整理、同時(shí)加以分析、存檔。

　　5拔彎閃光焊注意事項(xiàng)

　　5.1拔彎閃光焊接施工時(shí)軌溫應(yīng)控制在該線設(shè)計(jì)鎖定軌溫范圍內(nèi)，以免形成應(yīng)力集中區(qū)，影響線路穩(wěn)定。

　　5.2頂鍛量要測(cè)量準(zhǔn)確，插入短軌過(guò)長(zhǎng)會(huì)引起鋼軌小碎彎，過(guò)短容易造成焊頭內(nèi)傷。

　　5.3檢查支墊短軌穩(wěn)定性、軌面高度，確保拔彎的長(zhǎng)軌在拉力作用下能順利落槽。

　　6結(jié)束語(yǔ)

　　滬杭客專由于工期緊，現(xiàn)場(chǎng)施工條件受限，區(qū)間內(nèi)多臺(tái)焊機(jī)同時(shí)做應(yīng)力放散，形成6處合拔口，需插入短軌6根，以及全線施工完畢后，有4個(gè)焊頭傷損不合格，需插入短軌4根進(jìn)行處理。插入短軌采用拔彎焊接技術(shù)，共計(jì)焊接20個(gè)焊頭。這些焊頭經(jīng)過(guò)一年的運(yùn)營(yíng)和探傷復(fù)檢，沒(méi)有出現(xiàn)焊頭傷損，得到業(yè)主和路局的肯定。

　　因此采用拔彎閃光焊接技術(shù)來(lái)焊接插入短軌具有施工方便省時(shí)、成功率高、焊頭強(qiáng)度高，對(duì)線路影響小等優(yōu)點(diǎn)，在新建無(wú)縫線路施工時(shí)能得以廣浮運(yùn)用，在既有線上若時(shí)間及軌溫許可情況下，傷損焊頭插入短軌也可以采用拔彎閃焊接技術(shù)進(jìn)行焊接。