西安地鐵二號線軌道移動式閃光焊接施工技術

吳平

（中鐵一局集團新運工程公司，陜西咸陽 712000）

1 工程概況

西安地鐵二號線一期工程正線全長20.35km，鋪軌長度為41.6km。根據設計要求，二號線正線及出入段線一般地段鋪設跨區間無縫線路，道岔內及兩端軌縫采用凍接接頭，輔助線和地裂縫設防地段兩端采用普通線路。全線鋼軌接頭共計有4150個，其中閃光焊接接頭3658個。

2 無縫線路施工工藝及焊接方法

2.1 無縫線路施工工藝

目前國內無縫線路施工方法主要有換鋪法和直鋪法兩種。換鋪法是在基地將鋼軌焊接成長軌條，然后在現場進行替換。該方法采用工廠化焊接作業，可更好地保證焊接接頭質量，但因施工中需要大量的工具軌，并要進行換鋪，工作量大，操作不便，且焊成的長軌條不易運輸，因此此方法主要是在國鐵施工中采用。

直鋪法采用現場焊接25m 短鋼軌的方法，省去長軌運輸和工具軌換鋪的麻煩，操作簡便，可大大提高生產效率，地鐵施工均采用直鋪法施工。

2.2 無縫線路焊接方法選擇

目前無縫線路現場鋼軌焊接方法主要有閃光焊、氣壓焊和鋁熱焊。閃光焊因為可以精確控制焊區的溫度，能保證焊接接頭的穩定性，焊接速度快，焊接質量能得到可靠的保證，從而在地鐵施工中被大量采用。

3 閃光焊施工工藝

3.1 閃光焊接設備

西安地鐵二號線軌道采用移動式閃光焊接，采用的焊接設備是由瑞士引進的移動式鋼軌閃光焊機AMS60，該焊機體積較小，且配備合理的動力設備，施工中采用軌道車進行牽引，適宜洞內移動作業。

圖1 接觸焊原理圖

3.2 閃光焊接施工工藝

3.2.1 型式試驗

型式試驗是正式焊軌前的試驗性生產，是保證焊軌質量和正常進行的基礎。型式試驗所用鋼軌必須與實際使用鋼軌類型、廠家、材質一致，試件生產工藝應與實際生產工藝相一致。待型式試驗合格后，方可進行現場焊接。

3.2.2 施工工藝

（1）對位AMS60 移動式閃光焊機。

圖2 移動式閃光焊工位流程及流水工藝圖

（2）拆除扣件零件、鋪墊滾筒：當移動式閃光焊機進入到工作作業區內，要快速拆除焊接接頭前面至少1 根鋼軌的固定螺栓、絕緣軌距塊、彈條等扣件零件，并在長鋼軌下每間隔5m 距離鋪墊一個滾筒裝置。

（3）鋼軌焊前檢查：主要是檢查鋼軌型式尺寸，鋼軌高度、軌頭寬度、軌底寬度、斷面不對稱、端面斜度（垂直、水平方向）、端部彎曲、軌身平直度等，如不滿足要求必須進行鋸切割除。鋼軌就位必須保證兩根鋼軌縱向處于一條直線，保證軌端間隙不大于1mm，軌縫過大應重新對夾。

（4）鋼軌端面除銹處理：需要將鋼軌端面和距離端面500mm 范圍內的軌腰兩側表面進行除銹處理，使鋼軌表面有90%以上的金屬光澤。同時必須磨平此范圍內的凸出的生產日期、廠家等標識。

（5）對正鋼軌接頭：使用自制的吊軌支架吊起鋼軌，通過支架上下、左右的移動來完成鋼軌的對正。對正后使用機頭鋼軌夾緊機構夾緊鋼軌，在夾緊時其對準系統能將兩根鋼軌沿鋼軌中軸線對準，對準精度為0.3mm。

（6）焊接：焊接過程當中，焊軌機操作人員應注意觀察焊接過程，如果發生異常時應迅速作出處理。焊接失敗之后，經過處理可以重焊，但是必須保證焊接接頭冷卻至常溫方可再次焊接。如因焊接問題需要切除焊接接頭，應將該焊縫居中，兩邊各鋸切50mm 以上，并對鋼軌端部重新進行處理，確保端面垂直度符合工藝要求后再行焊接。

（7）上扣件：焊接作業結束后，間隔5 根軌枕扣緊1個完好的扣件。

（8）焊軌機轉移：上一工序完成后，焊軌機及設備人員轉移到下一工作區并進行對位。轉移時鋼軌焊接接頭處落槽溫度應低于300℃。

（9）正火處理：工地焊頭必須即時進行正火處理。正火處理起始階段鋼軌軌頭表面溫度應在500℃以下，并保證型式試驗確定的鋼軌正火工藝參數。

（10）焊接接頭粗磨：粗磨處理前應先測量推瘤余量，根據余量對接頭區域內非工作面、軌顎、軌底角上表面進行打磨。因鋼軌外形偏差造成的焊接接頭不平順，可用圓順打磨方法進行修整。打磨時進給量應適當，不得將表面打虧，不得出現發黑和發藍現象，不得橫向打磨，打磨時砂輪片不得跳動，打磨后表面須光整、平順。粗磨作業完成，要求焊接接頭軌底面、非工作面的打磨余量為0～0.5mm。對軌底角上表面打磨范圍為：軌底角上表面向內打磨寬度為45mm 以上，縱向焊縫居中，向兩邊打磨寬度為85mm 以上。

（11）鋼軌焊縫探傷：當鋼軌溫度到50℃以下時對鋼軌焊縫進行探傷，焊縫探傷一般分為目測法和儀器檢測法。鋼軌焊縫表面的電擊傷、碰傷等缺陷可以通過目測檢測；鋼軌焊縫內部的過燒、夾雜、未焊透等缺陷只能通過儀器進行探傷。探傷時需要焊縫表面粗糙度在Ra1.6 以上，先對焊縫表面進行處理，使其表面無銹蝕、斑點、氧化層、油和焊接濺射物等污物存在。

（12）焊縫打磨：先測量鋼軌焊縫兩側500mm 范圍內水平和垂直方向的平直度，確定合適的打磨進刀量，對鋼軌焊縫兩側500mm 范圍的鋼軌頂面和工作側面進行仿型打磨。要求軌頭表面和內側工作面的平直度應為0～+0.3mm/m，打磨面應平順光整，圓弧過渡輪廓應圓順，不得有明顯的突出和棱角，工作面表面粗糙度不大于Ra12.5。

（13）焊縫驗收：焊縫驗收主要是焊頭的平直度要求，如表1 所示。

表1 焊接接頭允許幾何偏差表 /mm

4 結語

總結出移動式閃光焊在西安地鐵二號線軌道工程無縫線路施工中的施工工藝及應注意的技術要點，為以后的無縫線路的施工積累了一定的經驗。

［1］楊云堂.鋼軌的移動式接觸焊工藝［J］.城市軌道交通研究，2006（9）：61-63.

［2］楊云堂，高林.北京地鐵5 號線現場鋼軌移動式閃光焊接工藝要點研究［J］.鐵道標準設計，2007（10）：96-99.

［3］TB/T 1632.1-2005，鋼軌焊接第1 部分：通用技術條件［S］.

［4］TB/T 1632.1-2005，鋼軌焊接第2 部分：閃光焊接［S］.