換軌大修線下閃光焊過程及質(zhì)量分析

李曉碩

摘 要：為了保證旅客出行的平順性以及列車運行的安全性，鐵路線路在一定使用周期內(nèi)需要進行整體更換。而鋼軌線下焊接是換軌大修施工過程中的重要一環(huán)，它的質(zhì)量控制對整個換軌施工的質(zhì)量有著十分重要的影響。針對焊接過程的不同問題，采取合理有效的方法，對于提高線路大修質(zhì)量有著非常重要的作用。

關鍵詞：線路大修;閃光焊;換軌;質(zhì)量

目前鋼軌焊接方法主要閃光焊、氣壓焊、鋁熱焊和電弧焊四種，它們之間各有優(yōu)劣，而在換軌大修施工當中主要采用閃光焊、氣壓焊和鋁熱焊三種方法，其中廠焊軌的現(xiàn)場線下焊接以閃光焊接為主，所以說研究閃光焊接的質(zhì)量控制措施是十分必要的。線下閃光焊接施工，是在500m廠焊鋼軌裝卸完畢后，利用線路天窗時間，利用移動式閃光焊車和正火車，完成鋼軌對位、焊接、推凸、正火、打磨等一系列施工工序，從而形成質(zhì)量可靠、外觀規(guī)整的鋼軌焊縫，保障鐵路行車安全。

1.閃光焊接的原理和流程

1.1閃光焊接原理

閃光焊是電流通過兩個對接工件的接觸表面時，其細小的接觸點的電阻及其接觸表面的電弧產(chǎn)生熱量，將對接表面加熱，在適當時間后，對接頭施加壓力，使兩個對接表面的整個區(qū)域同時牢固結合起來的電阻焊方法。

1.2線下閃光焊流程

1.2.1焊前準備階段：采用墊輥子等方式，保證待焊鋼軌一端的隨動性。同時，嚴格檢查待焊鋼軌距端面1米范圍內(nèi)母材質(zhì)量，確保無傷損，并確保待焊鋼軌焊接前端面垂直度滿足要求。

1.2.2鋼軌除銹作業(yè)：利用平磨機及電砂輪對待焊鋼軌端面和軌腰部分進行打磨除銹，保證鋼軌的導電性能良好。

1.2.3待焊鋼軌對位作業(yè)：利用撞軌、牽引等多種方式，將兩根待焊鋼軌的前端面進行對位。

1.2.4鋼軌焊接作業(yè)：利用移動閃光焊車對處理好的鋼軌接頭進行移動閃光焊作業(yè)，并檢查焊接質(zhì)量。

1.2.5焊接接頭粗磨作業(yè)：利用電砂輪對鋼軌的上表面、軌腳邊緣、軌底、軌頭下顎及超出規(guī)定要求尺寸范圍的焊筋部分進行打磨，保證鋼軌表面的平整、光潔。

1.2.6焊接接頭熱處理作業(yè)：利用軌道車牽引的正火設備對焊接接頭進行正火作業(yè)，從而改變接頭的晶體結構，改善鋼材的韌性。

1.2.7焊接接頭矯直：若焊頭在精磨前存在平直度偏差需要矯直時，現(xiàn)場宜采用直軌器進行矯直，矯直在常溫下進行。

1.2.8軌頭預打磨：采用仿形打磨機對軌頭進行打磨，使鋼軌各邊平直度達到相應要求。

1.2.9鋼軌接頭探傷：利用超聲波鋼軌探傷儀對鋼軌焊縫進行探傷作業(yè)，核查焊縫是否存在核傷等影響行車安全的影響因素。

1.2.10焊接接頭精磨作業(yè)（點后列車碾壓24h后）：采用仿形磨軌機對鋼軌接頭進行精磨，使焊接接頭的外觀平直度達到相應要求。

2影響焊接質(zhì)量的主要因素

2.1主觀原因

2.1.1施工人員認識不到位

由于施工天窗長度不足、夜間天窗較多、野外施工環(huán)境惡劣等因素影響，為按時完成本次施工任務，避免施工任務的積壓，在鋼軌焊接過程中，有時會存在著敢時間的現(xiàn)象。這就導致了在鋼軌焊接過程中施工工藝的操作不到位、施工標準落實不徹底，進而對鋼軌焊接質(zhì)量造成了許多不利的影響。

2.1.2施工人員技能熟練度不高

由于換軌大修人員流動性較大，導致相關環(huán)節(jié)的操作的施工人員沒有相關的技術水準，對于焊接過程中存在的疑難問題無法快捷有效的進行解決，相關工藝標準無法切實達到，甚至出現(xiàn)簡化工藝的現(xiàn)象，對焊接質(zhì)量造成嚴重影響。

2.2客觀原因

2.2.1母材質(zhì)量有傷損。由于鋼軌閃光焊接并不需要相關焊劑，所以鋼軌母材的質(zhì)量是影響鋼軌焊接質(zhì)量的根本因素。若鋼軌母材本身便存在質(zhì)量，便會進而影響鋼軌焊接質(zhì)量，進而影響鐵路行車安全。

2.2.2除銹作業(yè)不到位。在鋼軌除銹作業(yè)過程中應將待焊鋼軌端面和軌腰部分進行打磨除銹，軌腰除銹范圍距離軌端750mm以內(nèi)全部打磨，打磨直至露出鋼材本體，打磨后超過24小時，焊接前應重新打磨。如果對鋼軌除銹不到位，或者是打磨24小時后未重新打磨，會影響閃光焊接時鋼軌的導電性，進而造成鋼軌融化溫度不足，影響鋼軌焊接質(zhì)量。

2.2.3鋼軌對位有偏差。鋼軌對位作業(yè)應達到兩軌端各20m范圍內(nèi)應穩(wěn)固、絕緣，軌縫控制在7mm±3mm，上拱量在3～5mm。若在對位過程中存在較大錯位，在以后焊接后處理的矯直和打磨時，會在焊縫中產(chǎn)生較大的內(nèi)部應力，影響焊接質(zhì)量。

2.2.4焊接環(huán)境不理想。鋼軌閃光焊接要求氣溫應在0℃以上，在0～10℃時焊接前應對軌端0.5m范圍內(nèi)進行均勻預熱，預熱溫度35～50℃。若對鋼軌預熱不足，會導致鋼軌焊接過程中晶體結構轉換不充足，影響焊接質(zhì)量。

2.2.5正火溫度控制不合理。鋼軌閃光焊接結束受應對焊縫進行正火處理，促進焊縫由自由鐵素體向奧氏體進行轉變。若正火溫度不能達到晶體轉換的要求溫度，或者退火速度過快，都會導致晶體轉換結果不理想，影響鋼軌焊接質(zhì)量。

2.2.6打磨工序不到位。鋼軌焊后打磨應在鋼軌軌溫低于50℃情況下進行，若打磨過早待鋼軌冷卻后可能會出現(xiàn)打磨虧損現(xiàn)象，影響焊接質(zhì)量。同時打磨時應控制好打磨時控制好磨削量，若出現(xiàn)打磨發(fā)藍的現(xiàn)象，會導致焊縫內(nèi)部出現(xiàn)細微裂縫，經(jīng)過列車碾壓后，可能會導致鋼軌斷裂。

3提高焊接質(zhì)量的方式方法

3.1提高職工綜合素質(zhì)

應切實加強職工綜合素質(zhì)培養(yǎng)。一是加強職工綜合素質(zhì)技能提升，鼓勵職工多考證、多取證，鼓勵職工多崗位學習鍛煉，促使每名職工都成為一人多能的復合型人才，為鋼軌焊接提供豐富的人才儲備。二是根據(jù)施工生產(chǎn)任務情況，合理調(diào)整人員結構，促進人員的動態(tài)流轉，在保證施工生產(chǎn)任務安全穩(wěn)定進行的前提下，著力推進職工多崗位鍛煉，促進其快速成才。三是加大激勵考核，以考核激動力，以考核促成效，充分調(diào)動廣大職工工作的積極性，從而確保鋼軌焊接質(zhì)量。

3.2確保設備、材料質(zhì)量

焊接設備是焊接作業(yè)的基礎，所以保證焊接質(zhì)量的前提是保證焊接設備的質(zhì)量。設備管理單位應做好閃光焊接、正火機等相關設備的年檢年鑒工作，保證設備的安全可靠，從而保證鋼軌焊接質(zhì)量。其次，材料是工程施工的物質(zhì)條件，材料質(zhì)量的好壞直接影響到工程質(zhì)量。所以加強材料的質(zhì)量控制，是提高工程質(zhì)量的重要保證。鋼軌閃光焊接主要涉及到的材料就是鋼材，所以保證焊接母材的質(zhì)量是提高焊接質(zhì)量的重中之重。保證焊接母材質(zhì)量，要確保所有材料均均有質(zhì)量保證書、出廠合格證等相關材料。同時確保物資管理水平，避免因物資管理不善導致鋼軌表面出現(xiàn)銹斑、油污，從而影響到鋼軌焊接質(zhì)量。

3.3提供合適的施工環(huán)境

為保證鋼軌焊接質(zhì)量，我們就需要為鋼軌焊接提供一個合適的環(huán)境。首先是提供一個合適的焊接溫度，鋼軌閃光焊接要求氣溫不低于0攝氏度，負溫焊接與常溫焊接相比，主要是一個負溫引起冷卻速度加快的問題。因此，為保證工程質(zhì)量，當環(huán)境溫度低于0攝氏度時，不宜進行各種焊接作業(yè)。若必須進行焊接應采取軌端加熱的方式維持鋼軌軌溫。其次是雨雪天氣對焊接質(zhì)量的影響，由于雨天、雪天不宜在現(xiàn)場進行焊接作業(yè)，所以在必須焊接時，應采取有效的遮蔽措施，焊后未冷卻的接頭不得碰到雨雪，否則易產(chǎn)生粹硬組織。

結語：隨著社會的快速發(fā)展，社會進步對鐵路線路的運行速度和運輸能力有了越來越高的要求。而鋼軌作為承載列車運行的走行設備，其質(zhì)量的好壞直接影響著整個鐵路運輸能力的提高，而鋼軌焊縫作為線路的薄弱環(huán)節(jié)，其焊接質(zhì)量的高低更應該得到我們的重視。因此焊接作業(yè)操作人員應認真總結分析對鋼軌焊接產(chǎn)生影響的各種因素，并逐一分析、解決、規(guī)避，降低質(zhì)量風險，提高施工水平，為經(jīng)濟騰飛提供幫助。

參考文獻：

[1]練松良.軌道工程[M]. 北京;人民交通出版社，2009.

[2]中國鐵路北京局集團有限公司工務部.工務系統(tǒng)作業(yè)指導書.