優化鋼軌焊接和數據鏈的應用探討

馬 軍 郭 標 鄒 靜 中國鐵路上海局集團有限公司上海工務大修段

1 鋼軌出廠信息量及提供現狀

目前，鋼軌出廠信息的提供由四種方式組合而成。第一種是出廠前在鋼軌端部粘貼的條形碼或二維碼，信息量只有爐號、鋼軌時速。第二種是鋼軌軌身攜帶的相關標識，主要有鋼廠、軌種、軌型、交貨狀態、生產日期。第三種是出廠合格證，提供鋼軌碳、硅、錳等化學成分含量。第四種是代理商發貨通知單，提供用戶信息、軌種、軌型、長度、發貨日期等信息。四種信息的提供到焊軌基地的時間差異較大，其中，第一、第二種跟隨鋼軌到達焊軌基地。第三種經常看不到（鋼廠提供給代理商，代理商提供給用戶）。第四種由于代理商的責任心問題，遲于鋼軌達到時間一周以上的比較常見。比如：鄭蒲港民用軌在鋼軌到達基地近一個月后，才收到發貨通知單。

2 信息不統一發布對鋼軌焊接和運用帶來的影響

一是體現在焊接參數適應性界定和優化方面。鋼軌鋼在冶煉過程中，不同爐號鋼軌之間的化學成分會存在差異（在標準運行范圍內），比如含碳量，U71Mn 標準范圍為0.65%-0.76%，含錳量為0.7%-1.2%，而這兩種成分又是影響焊接參數的關鍵成分，尤其是含碳量的變化，會直接導致焊縫物理性能和斷口發生變化。大家都知道，某個廠家軌種進行參數調試時，有可能使用的就是同一個爐號的鋼軌，這也就是在鋼軌焊接生產過程中，換一批爐號鋼軌焊接時，焊縫質量會出現變化的一大原因。焊軌基地由于不能及時獲取焊接鋼軌化學成分，雖然通過參數優化獲得了改善。焊軌基地無法通過化學成分和不同爐號鋼軌焊接參數調整來建立參數大數據采集分析，不利于提升參數設計水平。每更換一個爐號鋼軌，有可能都得優化，給焊軌基地正常生產和質量保障造成了一定影響。

二是體現在鋼軌母材廠內檢測數據缺失及應用方面。目前，鋼軌母材出廠前檢測數據提供給焊軌基地或用戶的只有化學成分、軌種、軌型、交貨狀態等。鋼軌出廠前母材平直度、扭曲度、軌高、軌寬、端面斜度、硬度等檢測數據無（廠內是否檢測無法界定）。一方面，鋼軌母材廠內檢測數據缺失不利于焊軌基地對一些偏差較大（標準范圍內）母材鋼軌焊前檢查的針對性。另一方面，不利于鋼軌母材廠內檢測數據與焊軌基地檢測數據之間的對比，形成不同檢測手段產生的數據的大數據分析，不能更好的指導生產。同時，焊前檢查相關數據與后期焊前配軌、焊接后錯牙數據、精加工數據難以形成數據鏈，以便大數據分析，并指導各數據鏈形成環節的生產。

3 二維碼數據集成

一是鋼廠百米軌二維碼相關信息的集成并預留擴展信息入口。鋼軌在出廠前將鋼軌基本信息（如鋼廠、爐號、軌種、軌型、時速、交貨狀態、用戶等）和采集信息（如化學成分、硬度、出廠平直度檢測數據、扭曲度、軌高、軌寬、端面斜度等）集成至出廠二維碼中，并牢固粘貼至各出廠鋼軌上，同時在二維碼中預留擴展信息入口。二是二維碼數據與焊軌基地焊接綜合管理系統連接。將鋼軌焊前檢查、焊接、焊后粗磨、正火、精矯直、精銑、成品檢測、探傷等相關數據通過預留的擴展信息入口將相關檢測數據填寫至焊軌基地焊接綜合管理系統。同時將出廠合格證、生產檢驗、型式檢驗等信息與以上錄入信息，通過系統集成數據形成新的二維碼數據并預留擴展信息入口。

4 實現鋼軌全壽命管理

一是新形成的二維碼數據集鋼廠百米檢測數據、焊軌基地整個生產流程及檢驗數據為一體，并預留了擴展信息入口，將其整個隨鋼軌移交給用戶，用戶通過擴展接口可添加鋪設里程、養護情況（如探傷情況、軌距等），并隨養護的次數進行添加信息，實時增加二維碼信息及形成新的二維碼。

二是下道的鋼軌如想實現再用，可通過掃描最終下道的二維碼信息監測到鋼軌從生產至下道的全過程，對下道鋼軌的分揀、加工、再上道提供依據，同時下道鋼軌的整個生產過程相關檢測信息亦可通過二維碼擴展功能進行集成，并最終交付給用戶，實現鋼軌相關信息的循環管理，實現鋼軌全壽命管理。

5 數據鏈應用

一是鋼軌進入焊軌基地焊前檢查崗位后，通過掃描既有二維碼數據，除常規檢測外，可根據既有數據對數據偏差大的相關爐號鋼軌進行有針對性的加強檢測。二是質量技術員可根據鋼廠檢測數據與焊軌基地檢測數據進行分析對比，對比不同工況及檢測手段的不同帶來的數據偏差并形成相關分析。

二是質量技術員可根據鋼軌焊前檢查、焊接、焊后粗磨、正火、精矯直、精銑、成品檢測、探傷等相關數據形成大數據，分析各工況、崗位相關數據形成的相關性，結合設備情況分析一些出現的突出問題或難以解決的問題，指導把控鋼軌焊接質量。

三是工藝技術員可通過鋼廠提供的二維碼信息及時掌握鋼軌的化學成分信息，通過優化不同鋼軌化學成分或不同化學成分變化的鋼軌焊接工藝，通過焊接生產檢驗或型式檢驗制定不同的工藝參數或卡控標準，實現大數據工藝參數，提升參數對鋼軌母材的適應性，做到精細化管理焊接工藝參數。同時可以對突發的焊接工藝或質量的不良，初步排除焊接工藝的問題，指導焊接設備方面出現的問題。

四是焊軌基地提供的長鋼軌提供給用戶后，通過二維碼集成的信息，用戶可以簡單直觀的看到鋼廠出廠及焊接的整個環節的相關數據，對指導現場的鋼軌管理、運用和維修保養有重要的意義。同時對處理一些鋼軌上道后的如探傷、鋼軌平直度問題相關追溯提供相關依據。

五是對鋼軌下道后鋼軌的分揀、加工、再上道提供依據。

6 信息安全

鋼軌制造信息集成及在鋼軌焊接和數據鏈完善可以實現鋼軌的全壽命管理。其各個環節需設置相關權限及設置密碼，其中相關過程的數據的修正只有歸屬部門具有修改權限，相關過程的數據只有被授權人可以查看，非相關人員禁止查看。