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，介紹無縫線路插入短軌時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：無縫線路,插入短軌,閃光焊接技術(shù)

　　1前言

　　無縫線路是長軌鋪設(shè)后現(xiàn)場用氣壓焊、鋁熱焊或閃光焊將長軌接頭焊聯(lián)形成，其中閃光接觸焊具有焊頭成功率高、強度與母材接近、質(zhì)量穩(wěn)定等優(yōu)點，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)場施工時工期緊及施工條件受限，要求一個區(qū)間采用兩臺焊機由兩端向中間進行應(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)個別焊頭有問題需要插入短軌。以往在應(yīng)力放散做完后插入的短軌都是采用鋁熱焊進行焊接，但鋁熱具有焊頭成功率低，強度差，容易二次傷損等缺點。為此筆者在新建滬杭城際鐵路無縫線路形成后需插入短軌時，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)沒有一個鋁熱焊焊頭，提高全線線路質(zhì)量，減少運營時焊頭維護工作量。

　　2拔彎閃光焊接施工方案

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

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

　　3施工步驟

　　3.1用鋼卷尺丈量缺口長度L，若缺口長度小于12m，根據(jù)驗標(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，則直接鋸軌留12.5m長缺口。

　　3.2頂鍛量計算:每臺焊機都有不同的頂鍛量，因此在焊前必須準(zhǔn)確測出該臺焊機的實際頂鍛量。焊接前在兩軌端各0.5m處做上標(biāo)計，焊后測量這兩個標(biāo)計間長度，從而計算該焊頭的頂鍛量，連續(xù)測量三個焊頭的頂鍛量取平均值做為該焊機的實際頂鍛量B。

　　3.3準(zhǔn)備待插入軌，待插入軌的長度為L+2B(L-缺口的長度;B-閃光焊時焊機的實際頂鍛量)。

　　3.4將與焊機相向那一根的長軌，5m長拔離軌槽，讓短軌先落槽就位。

　　3.5焊機就位后開始焊接第一個焊頭。

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

　　3.7用2m長的短軌頭將外拔成弧形的長軌進行支墊，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，便于焊接時長軌拉直后能順利落橫。

　　3.8焊機就位后開始焊接第二個焊頭。

　　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

　　按照組裝程序進行設(shè)備組裝，并進行全面調(diào)試。確認(rèn)設(shè)備一切正常后將待焊軌按照規(guī)定的檢驗要求焊接進行型式試驗，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)鋼軌與焊機導(dǎo)電鉗口部位間500mm范圍內(nèi)采用手提式砂輪機打磨，打磨后鋼軌表面應(yīng)有金屬光澤，不得有銹蝕，對母材的磨耗不得超過0.2mm。若打磨后的待焊時間超出24小時或有油水沾污，則必須重新打磨。

　　4.3鋼軌焊接前設(shè)備檢查

　　焊接前應(yīng)按照焊機使用說明檢查主機、冷卻系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)是否正常;檢查動力電壓、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)是否符合實驗結(jié)果。一切正常之后，在操作司機、工長簽字確認(rèn)后方可進行焊接工作。

　　4.4鋼軌焊接

　　4.1.1準(zhǔn)備工作完成后，用機車或軌道車推送移動式焊軌車運行到焊接接頭處，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。起吊機構(gòu)連同焊機沿軌道向外移動至端墻外平臺;吊臂驅(qū)動油缸伸長降下旋轉(zhuǎn)臂,將焊機降下接近鋼軌，利用轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動，使焊機進入焊接工作位置;將焊機落下置于鋼軌上，確保兩鋼軌間隙位于導(dǎo)軸上標(biāo)記的正下方,降低焊機直到壓在鋼軌上。

　　4.2.2焊機機頭上的兩對鉗口將兩鋼軌軌頭夾緊，自動對準(zhǔn)系統(tǒng)接頭兩側(cè)各500mm范圍內(nèi)在水平和縱向兩個方向上自動非常精確地對準(zhǔn)(兩端鋼軌在縱向同時被相對抬高0.6～0.8mm/m)。兩鉗口在通以400V的直流的電壓后形成兩個高壓電極，提高焊接電流。啟動焊接，激活自動焊接工序;分別進入預(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)束時焊機再次夾緊鋼軌)、低壓閃光，加速閃光、以及頂鍛階段。頂鍛完成以后整個焊接過程結(jié)束。隨后鋼軌夾緊裝置快速松開兩鉗口，在焊機頭內(nèi)的推瘤刀立即進行推瘤，從而完成焊頭的焊接作業(yè)。

　　4.3.3焊機機架張開到最大位置，起升焊機直至完全離開鋼軌焊接接頭，去除推瘤焊碴，清潔焊機內(nèi)部。然后將焊機調(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，焊機前行到下一個焊接接頭處。

　　4.5焊后接頭正火

　　正火時接頭溫度應(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溫儀控制。焊縫區(qū)域冷卻到400℃以下時,焊軌作業(yè)車方可通過鋼軌接頭。

　　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，對鋼軌進行調(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對焊縫及附近軌頭頂面、側(cè)面、軌底上面和軌底進行打磨;焊縫踏面部位在常溫下不能打虧,打磨時不得橫向打磨,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，用仿型打磨機進行縱向打磨，打磨后，平直度滿足驗標(biāo)要求。

　　4.7焊接接頭超聲波探傷

　　每個鋼軌焊頭均應(yīng)進行超聲波探傷，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行，但澆水時鋼軌溫度不得高于250℃。在經(jīng)打磨過的焊接鋼軌軌底、軌腰、軌頭上均勻涂抹探傷專用油，然后用探頭進行探傷。探傷結(jié)果不得有未焊透、過燒、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、同時加以分析、存檔。

　　5拔彎閃光焊注意事項

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

　　5.2頂鍛量要測量準(zhǔn)確，插入短軌過長會引起鋼軌小碎彎，過短容易造成焊頭內(nèi)傷。

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

　　6結(jié)束語

　　滬杭客專由于工期緊，現(xiàn)場施工條件受限，區(qū)間內(nèi)多臺焊機同時做應(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個焊頭傷損不合格，需插入短軌4根進行處理。插入短軌采用拔彎焊接技術(shù)，共計焊接20個焊頭。這些焊頭經(jīng)過一年的運營和探傷復(fù)檢，沒有出現(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)來焊接插入短軌具有施工方便省時、成功率高、焊頭強度高，對線路影響小等優(yōu)點，在新建無縫線路施工時能得以廣浮運用，在既有線上若時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)進行焊接。