換軌大修線下閃光焊過(guò)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(chē)運(yùn)行的安全性，鐵路線路在一定使用周期內(nèi)需要進(jìn)行整體更換。而鋼軌線下焊接是換軌大修施工過(guò)程中的重要一環(huán)，它的質(zhì)量控制對(duì)整個(gè)換軌施工的質(zhì)量有著十分重要的影響。針對(duì)焊接過(guò)程的不同問(wèn)題，采取合理有效的方法，對(duì)于提高線路大修質(zhì)量有著非常重要的作用。

關(guān)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(dāng)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(chǎng)線下焊接以閃光焊接為主，所以說(shuō)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(shí)間，利用移動(dòng)式閃光焊車(chē)和正火車(chē)，完成鋼軌對(duì)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(chē)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(guò)兩個(gè)對(duì)接工件的接觸表面時(shí)，其細(xì)小的接觸點(diǎn)的電阻及其接觸表面的電弧產(chǎn)生熱量，將對(duì)接表面加熱，在適當(dāng)時(shí)間后，對(duì)接頭施加壓力，使兩個(gè)對(duì)接表面的整個(gè)區(qū)域同時(shí)牢固結(jié)合起來(lái)的電阻焊方法。

1.2線下閃光焊流程

1.2.1焊前準(zhǔn)備階段：采用墊輥?zhàn)拥确绞剑ＷC待焊鋼軌一端的隨動(dòng)性。同時(shí)，嚴(yán)格檢查待焊鋼軌距端面1米范圍內(nèi)母材質(zhì)量，確保無(wú)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(jī)及電砂輪對(duì)待焊鋼軌端面和軌腰部分進(jìn)行打磨除銹，保證鋼軌的導(dǎo)電性能良好。

1.2.3待焊鋼軌對(duì)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(jìn)行對(duì)位。

1.2.4鋼軌焊接作業(yè)：利用移動(dòng)閃光焊車(chē)對(duì)處理好的鋼軌接頭進(jìn)行移動(dòng)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(duì)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(jìn)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(chē)牽引的正火設(shè)備對(duì)焊接接頭進(jìn)行正火作業(yè)，從而改變接頭的晶體結(jié)構(gòu)，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(shí)，現(xiàn)場(chǎng)宜采用直軌器進(jìn)行矯直，矯直在常溫下進(jìn)行。

1.2.8軌頭預(yù)打磨：采用仿形打磨機(jī)對(duì)軌頭進(jìn)行打磨，使鋼軌各邊平直度達(dá)到相應(yīng)要求。

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

1.2.10焊接接頭精磨作業(yè)（點(diǎn)后列車(chē)碾壓24h后）：采用仿形磨軌機(jī)對(duì)鋼軌接頭進(jìn)行精磨，使焊接接頭的外觀平直度達(dá)到相應(yīng)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(rèn)識(shí)不到位

由于施工天窗長(zhǎng)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(shí)完成本次施工任務(wù)，避免施工任務(wù)的積壓，在鋼軌焊接過(guò)程中，有時(shí)會(huì)存在著敢時(shí)間的現(xiàn)象。這就導(dǎo)致了在鋼軌焊接過(guò)程中施工工藝的操作不到位、施工標(biāo)準(zhǔn)落實(shí)不徹底，進(jìn)而對(duì)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(dòng)性較大，導(dǎo)致相關(guān)環(huán)節(jié)的操作的施工人員沒(méi)有相關(guān)的技術(shù)水準(zhǔn)，對(duì)于焊接過(guò)程中存在的疑難問(wèn)題無(wú)法快捷有效的進(jìn)行解決，相關(guān)工藝標(biāo)準(zhǔn)無(wú)法切實(shí)達(dá)到，甚至出現(xiàn)簡(jiǎn)化工藝的現(xiàn)象，對(duì)焊接質(zhì)量造成嚴(yán)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(guān)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(huì)進(jìn)而影響鋼軌焊接質(zhì)量，進(jìn)而影響鐵路行車(chē)安全。

2.2.2除銹作業(yè)不到位。在鋼軌除銹作業(yè)過(guò)程中應(yīng)將待焊鋼軌端面和軌腰部分進(jìn)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(guò)24小時(shí)，焊接前應(yīng)重新打磨。如果對(duì)鋼軌除銹不到位，或者是打磨24小時(shí)后未重新打磨，會(huì)影響閃光焊接時(shí)鋼軌的導(dǎo)電性，進(jìn)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(duì)位有偏差。鋼軌對(duì)位作業(yè)應(yīng)達(dá)到兩軌端各20m范圍內(nèi)應(yīng)穩(wěn)固、絕緣，軌縫控制在7mm±3mm，上拱量在3～5mm。若在對(duì)位過(guò)程中存在較大錯(cuò)位，在以后焊接后處理的矯直和打磨時(shí)，會(huì)在焊縫中產(chǎn)生較大的內(nèi)部應(yīng)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(yīng)在0℃以上，在0～10℃時(shí)焊接前應(yīng)對(duì)軌端0.5m范圍內(nèi)進(jìn)行均勻預(yù)熱，預(yù)熱溫度35～50℃。若對(duì)鋼軌預(yù)熱不足，會(huì)導(dǎo)致鋼軌焊接過(guò)程中晶體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)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(jié)束受應(yīng)對(duì)焊縫進(jìn)行正火處理，促進(jìn)焊縫由自由鐵素體向奧氏體進(jìn)行轉(zhuǎn)變。若正火溫度不能達(dá)到晶體轉(zhuǎn)換的要求溫度，或者退火速度過(guò)快，都會(huì)導(dǎo)致晶體轉(zhuǎn)換結(jié)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(yīng)在鋼軌軌溫低于50℃情況下進(jìn)行，若打磨過(guò)早待鋼軌冷卻后可能會(huì)出現(xiàn)打磨虧損現(xiàn)象，影響焊接質(zhì)量。同時(shí)打磨時(shí)應(yīng)控制好打磨時(shí)控制好磨削量，若出現(xiàn)打磨發(fā)藍(lán)的現(xiàn)象，會(huì)導(dǎo)致焊縫內(nèi)部出現(xiàn)細(xì)微裂縫，經(jīng)過(guò)列車(chē)碾壓后，可能會(huì)導(dǎo)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(yīng)切實(shí)加強(qiáng)職工綜合素質(zhì)培養(yǎng)。一是加強(qiáng)職工綜合素質(zhì)技能提升，鼓勵(lì)職工多考證、多取證，鼓勵(lì)職工多崗位學(xué)習(xí)鍛煉，促使每名職工都成為一人多能的復(fù)合型人才，為鋼軌焊接提供豐富的人才儲(chǔ)備。二是根據(jù)施工生產(chǎn)任務(wù)情況，合理調(diào)整人員結(jié)構(gòu)，促進(jìn)人員的動(dòng)態(tài)流轉(zhuǎn)，在保證施工生產(chǎn)任務(wù)安全穩(wěn)定進(jìn)行的前提下，著力推進(jìn)職工多崗位鍛煉，促進(jìn)其快速成才。三是加大激勵(lì)考核，以考核激動(dòng)力，以考核促成效，充分調(diào)動(dòng)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(shè)備、材料質(zhì)量

焊接設(shè)備是焊接作業(yè)的基礎(chǔ)，所以保證焊接質(zhì)量的前提是保證焊接設(shè)備的質(zhì)量。設(shè)備管理單位應(yīng)做好閃光焊接、正火機(jī)等相關(guān)設(shè)備的年檢年鑒工作，保證設(shè)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(qiáng)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(shū)、出廠合格證等相關(guān)材料。同時(shí)確保物資管理水平，避免因物資管理不善導(dǎo)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(gè)合適的環(huán)境。首先是提供一個(gè)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(fù)溫焊接與常溫焊接相比，主要是一個(gè)負(fù)溫引起冷卻速度加快的問(wèn)題。因此，為保證工程質(zhì)量，當(dāng)環(huán)境溫度低于0攝氏度時(shí)，不宜進(jìn)行各種焊接作業(yè)。若必須進(jìn)行焊接應(yīng)采取軌端加熱的方式維持鋼軌軌溫。其次是雨雪天氣對(duì)焊接質(zhì)量的影響，由于雨天、雪天不宜在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行焊接作業(yè)，所以在必須焊接時(shí)，應(yīng)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(jié)語(yǔ)：隨著社會(huì)的快速發(fā)展，社會(huì)進(jìn)步對(duì)鐵路線路的運(yùn)行速度和運(yùn)輸能力有了越來(lái)越高的要求。而鋼軌作為承載列車(chē)運(yùn)行的走行設(shè)備，其質(zhì)量的好壞直接影響著整個(gè)鐵路運(yùn)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(yīng)該得到我們的重視。因此焊接作業(yè)操作人員應(yīng)認(rèn)真總結(jié)分析對(duì)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(fēng)險(xiǎn)，提高施工水平，為經(jīng)濟(jì)騰飛提供幫助。

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