高速鐵路現(xiàn)場閃光焊接實(shí)踐與總結(jié)

1、高速鐵路現(xiàn)場閃光焊接實(shí)踐與總結(jié)（廣州鐵路集團(tuán)公司廣州工務(wù)大修段，廣東 廣州）隨著高速鐵路的快速發(fā)展，尤其是時速300千米以上的客運(yùn)專線的大規(guī)模建設(shè)，現(xiàn)場閃光焊接的作用就越來越突出。無論是在新線建設(shè)還是在高鐵的維修和大修中現(xiàn)場閃光焊接都具有廣闊的前景和非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文以鄭西（鄭州到西安）客運(yùn)專線現(xiàn)場鋼軌閃光焊接為基礎(chǔ)，總結(jié)了高鐵閃光焊接的經(jīng)驗，提出了相關(guān)建議，以便和同行進(jìn)行探討。關(guān)鍵詞：現(xiàn)場閃光焊接 施工組織 連續(xù)焊接 單元焊接 工藝要求（一）焊接工藝簡述和焊接接頭執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)目前高鐵和客專所用的鋼軌是先在焊軌廠用100米鋼軌焊接成 500米的單元軌，然后在施工現(xiàn)場采用現(xiàn)場閃光焊接把 500

2、米的單元軌焊接為無縫線路,整條線路采用單元焊和鎖定焊結(jié)合的方式施工，根據(jù)需要進(jìn)行合理的選擇安排?；兀ɑ蚬S）長鋼軌焊接應(yīng)采用接觸焊?，F(xiàn)場鋼軌焊接應(yīng)采用帶保壓推瘤模式的移動接觸焊。鋼軌焊接必須符合鋼軌焊（TB/T1632）的規(guī)定。焊接質(zhì)量必須符合閃光焊接標(biāo)準(zhǔn)（TB/T1167）、焊接通用標(biāo)準(zhǔn)（TB/T1163）。焊頭型式檢驗必須符合時速350公里客運(yùn)專線60kg/m鋼軌暫行技術(shù)（TB/T2341.3-1993 ）鋼軌型式檢驗標(biāo)準(zhǔn)。如果線路上有異種鋼軌接頭則該接頭必須進(jìn)行鋼軌型式檢驗并且要符合以上標(biāo)準(zhǔn)。（二）焊接接頭平直度要求部位還建段聯(lián)絡(luò)線客專正線頂面0.+0.300.+0.300.+0.20

3、內(nèi)側(cè)工作面0.+0.300.+0.300.+0.20底面0.+0.300.+0.500.+0.20（三）高鐵現(xiàn)場焊軌的施工組織1.人員組織 1、職工：施工負(fù)責(zé)人 1人，技術(shù)員 1人，司機(jī) 3人，內(nèi)然鉗工 1人，電工 1人，焊機(jī)操作手 2人，支腿操作手 2人，焊前除銹打磨施工員 1人，焊前撞軌施工員 1人，負(fù)責(zé)正火施工員 1人，焊后打磨施工員 1人，探傷 3人，共計 18人 2、勞務(wù)工：焊軌前打磨 4人，松扣件 12人，安放滾筒 12人，協(xié)助焊機(jī) 5人，正火 3人打磨 3人，撞軌 18人，放散鎖定40人，工機(jī)具運(yùn)輸 20人，總計 120人。工作項目人數(shù)職責(zé)施工負(fù)責(zé)人1人負(fù)責(zé)施工安排，人員調(diào)度，工

4、作協(xié)調(diào)等大小事務(wù)技術(shù)員1人控制過程質(zhì)量，操作焊機(jī)控制柜，數(shù)據(jù)記錄，調(diào)整焊接參數(shù)，并協(xié)助隊長協(xié)調(diào)工作主焊手1人主要負(fù)責(zé)鋼軌對位、焊軌焊接等焊接操作副焊手1人協(xié)助主焊手進(jìn)行鋼軌對位，軌頭冷卻等焊接準(zhǔn)備工作電工1人負(fù)責(zé)焊軌車的電氣部分的使用保養(yǎng)，故障解除排查等。鉗工1人負(fù)責(zé)焊軌車的機(jī)械機(jī)構(gòu)，機(jī)械液壓和各個部件的使用保養(yǎng)，故障排查解除等焊后正火打磨員2人負(fù)責(zé)焊后對焊頭的熱處理，焊頭的粗細(xì)打磨工作焊前打磨施工員1人負(fù)責(zé)焊前對焊頭進(jìn)行除銹和打磨工作焊前撞軌施工員1人負(fù)責(zé)調(diào)整軌縫支腿操作手2人負(fù)責(zé)對焊軌車的支腿進(jìn)行操作探傷工3人配合業(yè)主方進(jìn)行驗收（探傷組長必須有2級及以上資質(zhì)）司機(jī)3人駕駛焊軌車和工務(wù)維修車

5、2.工機(jī)具配置名稱規(guī)格數(shù)量內(nèi)燃發(fā)電機(jī)5KW2臺鋸軌機(jī)K12502臺角磨機(jī)3臺手提直柄砂輪機(jī)3臺內(nèi)燃扳手10臺十字手動扳手4把內(nèi)燃仿形打磨機(jī)2臺毫米壓機(jī)8臺液壓拉軌器大功率1套撞軌器1臺滑軌軸承滾筒300個強(qiáng)力夾具2套光電測溫儀1500度2個撬棍30把鋼板米尺1把小工具車3臺氣體正火設(shè)備1套鋼軌拉伸器1套波磨尺1把探傷儀1臺端面打磨機(jī)1臺3.工藝流程圖 4.長軌的連續(xù)焊接（1）、焊軌作業(yè)前焊軌車準(zhǔn)備工作 1、焊軌作業(yè)前檢查燃油、潤滑油 、冷卻水的位置，缺少時補(bǔ)充，檢查各部件是否有異常，及時擰緊固定螺栓。 2、焊機(jī)泵站油溫預(yù)熱，若泵站油溫過低，加熱時間過長，可起動起座機(jī)控制面板的 “油壓轉(zhuǎn)換”旋鈕

6、，依次高、低壓旋動，可加速預(yù)熱溫度，減少油溫預(yù)熱時間，油溫加熱到 20以上時，可操作吊機(jī)，油溫加熱到 35以上時，可操作焊機(jī)。3、焊機(jī)連續(xù)三遍空載試機(jī)檢查，并焊接一個接頭檢查焊機(jī)狀態(tài) 4、檢查應(yīng)急機(jī)械設(shè)備工作是否正常、到位。（2）、焊軌作業(yè)前線路準(zhǔn)備工作及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 1.拆除扣件，卸掉焊軌車 I位端一側(cè)、從軌端開始 10米內(nèi)的鋼軌扣件，II位端一側(cè)、從軌端開始至另一軌端的所有扣件。 2.每10米安放一個滾筒。彎道每 8米安放一個。使鋼軌的起伸高度滿足推瘤刀的要求，檢查鋼軌與枕木墊板無干涉，在外力的作用下鋼軌能在滾筒上自如滑動。 3.焊縫位置調(diào)整，將焊縫位置調(diào)整到軌枕中間處，以方便放置推瘤刀，及正

7、火作業(yè)。如果焊縫不能在枕木中間就應(yīng)該鋸軌，鋸軌時保證端面垂直度在 0.5mm以內(nèi)。達(dá)不到時用斷面打磨機(jī)進(jìn)行處理。 4.鋼軌打磨 (a鋼軌打磨部分包括：焊接端面和與焊機(jī)電極接觸的軌腰部分(b打磨標(biāo)準(zhǔn): 軌腰要求清除氧化層，露出金屬光澤，并且應(yīng)均勻，同時必須將鋼軌的標(biāo)記、突起打磨掉。打磨長度為距鋼軌焊接端面 750mm范圍內(nèi)。軌腰采用手持砂輪機(jī)和角磨機(jī)進(jìn)行打磨，打磨時采用卷尺進(jìn)行檢查，確保鋼軌打磨范圍滿足焊接要求。打磨后用棉紗或毛巾將打磨面擦拭干凈。軌端打磨要求徹底清除端面的氧化物、鐵銹、污垢，同時應(yīng)保證端面與軌頂工作面及軌側(cè)的工作面的垂直度在0.5mm以內(nèi)。鋼軌打磨后24h之內(nèi)必須進(jìn)行焊接，如果

8、打磨超過 24h或鋼軌打磨面出現(xiàn)油、水、污垢污染或生銹應(yīng)重新進(jìn)行打磨，軌端打磨采用鋼軌端磨機(jī)進(jìn)行打磨。打磨時應(yīng)注意，鋼軌必須壓緊，同時打磨時進(jìn)給應(yīng)均勻，打磨不得停留在一處，防止鋼軌灼傷，打磨后用角尺和塞尺檢查，將角尺緊貼鋼軌上平面，然后用塞尺檢查鋼軌與鋼軌端面的間隙，要求間隙不大于0.5mm。打磨后用棉紗或毛巾將打磨面擦拭干凈。(3鋼軌對位：焊軌車前輪位置在距離待焊軌縫 3M處進(jìn)行對位，對位后立即加裝鐵鞋防溜。利用起伸支腿頂升焊軌車，使在起升端的車輪離軌 2-3mm。利用起道機(jī)將鋼軌頂起，在距待焊端面 1m左右鋼軌軌底敲入斜鐵進(jìn)行對位，對位應(yīng)滿足預(yù)拱度和工作邊平行的要求。預(yù)拱度按 1.7-2m

9、m，然后利用焊機(jī)夾緊兩端軌進(jìn)行鋼軌對位，對軌過程應(yīng)以鋼軌頂面和軌頭側(cè)面工作邊為基準(zhǔn)。操作人員必須檢查兩鋼軌是否對正。軌頭水平方向和錯邊不超過 0.5mm。如果沒有對正，松開夾鉗重新對位。(4焊接：鋼軌對正后自動焊接。頂鍛并推除焊瘤，完成鋼軌接頭焊接后，移動焊機(jī)推出焊接位置。焊接接頭冷卻到 400度以下方可拆除斜鐵，回位鋼軌。焊機(jī)監(jiān)控人員應(yīng)認(rèn)真觀察焊接記錄，分析每個接頭焊接曲線，與型式檢驗通過時的焊接曲線對比發(fā)現(xiàn)異常及時匯報，不得擅自改變焊接參數(shù)。每次焊接結(jié)束后及時做好記錄，記錄的編號應(yīng)與現(xiàn)場的接頭編號對應(yīng)，具有可追溯性。焊接接頭的軌頭和軌底、軌底面得斜坡的推凸余量不應(yīng)大于 1mm，其他位置的的

10、推凸余量不大于 2mm，焊接后應(yīng)立即檢查假按揭鉗口部位及鋼軌鉗口接觸處有無電極灼傷，如果接頭存在灼傷、錯位、推瘤推虧、裂紋等缺陷都應(yīng)定為不合格。不合格的焊接頭必須立即鋸掉重新焊接，鋸軌長度為每側(cè)的熱影響區(qū)200mm(5焊后熱處理：采用（氧氣 +乙炔）火焰正火，正火溫度使用測溫儀測量，正火前清除焊縫上的焊渣，保證焊接接頭不受拉力的和焊頭的溫度低于 300度（軌頭溫度）時方可采取正火加熱。冷卻方式采用風(fēng)冷或自然冷卻。正火方式采用以下步驟進(jìn)行：（1）將火焰加熱器、流量控制箱、乙炔過濾器、乙炔瓶、氧氣瓶和冷卻水泵用膠管連接。（2）將正火架放置在鋼軌上，火焰加熱裝置在正火架的導(dǎo)桿上，調(diào)整加熱器宇鋼軌表面

11、的縫隙間距，使間隙均勻，對稱之后鎖定。調(diào)整加熱器的的位置，使焊頭處于火焰架擺動中心，擺動幅度不小于 60mm。（3）啟動冷卻水泵，調(diào)整乙炔瓶輸出壓力位 0.15MP，調(diào)整氧氣瓶的輸出壓力為 0.6MP,調(diào)整控制箱乙炔流量為 3.8立方米/小時,氧氣流量為 4.2立方米/小時。（4）將氧氣流量調(diào)小爆鳴點(diǎn)火，點(diǎn)火后氧氣流量恢復(fù)規(guī)定格數(shù)，搖火擺動頻率在 60次/min左右。（5）達(dá)到正火溫度應(yīng)同時關(guān)閉控制箱開關(guān)閥，但乙炔比氧氣先關(guān)數(shù)秒。（6）正火加熱起始階段軌頭表面中心線溫度應(yīng)在 500度以下，加熱結(jié)束時溫度應(yīng)在 920度左右，軌底角表面中心線溫度應(yīng)在 820度左右。光電測溫儀探頭應(yīng)垂直于鋼軌表面，

12、每次測量溫度時間 3S,并記錄好起始溫度和終了溫度。光電測溫儀應(yīng)輕拿輕放，以防探頭損傷，若探頭有污垢應(yīng)及時用酒精清洗。(6焊頭粗打磨：焊頭打磨應(yīng)在焊縫溫度低于 200度時進(jìn)行，打磨過程中應(yīng)保持軌頭的外形輪廓，打磨目的為去除軌頭推凸余量，軌底和三角區(qū)的打磨以滿足探傷要求為準(zhǔn)。應(yīng)縱向打磨，不允許橫向打磨。打磨過程中，不應(yīng)使砂輪在鋼軌上跳動、沖擊鋼軌母材、不應(yīng)出現(xiàn)打磨灼傷，不應(yīng)使鋼軌表面 “發(fā)藍(lán) ”。焊接接頭非工作面的的垂直。水平方向錯邊應(yīng)進(jìn)行縱向打磨過度。軌底角打磨尺寸精度要求，不允許打磨母材、不允許磨虧。 (7焊頭精磨：精磨之前應(yīng)保證接頭溫度應(yīng)低于 50度。打磨前首先檢查接頭的的平直度以確定打磨

13、量，打磨長度不應(yīng)超過焊縫兩側(cè)各 450mm，打磨范圍為軌底面、軌頭內(nèi)側(cè)工作面。精磨后應(yīng)保持軌頭輪廓形狀，不應(yīng)使焊接接頭和鋼軌產(chǎn)生任何機(jī)械損傷或熱損傷。精磨后接頭表面的不平度應(yīng)滿足焊縫中心線兩側(cè)各 100mm范圍內(nèi)不大于 0.2mm，軌底面及軌頭側(cè)面工作邊母材打磨深度不應(yīng)超過 0.5mm。 (8檢測焊頭：外觀不合格的焊頭應(yīng)鋸切重新焊接，質(zhì)量達(dá)標(biāo)后焊軌車移位，進(jìn)行下一個單元作業(yè)。 (9線路初鎖:直線段扣件隔7鎖1，曲線段和大坡度段扣件隔5鎖 1，方便焊機(jī)通過和后期鎖定焊接施工。（10）探傷檢查鋼軌溫度達(dá)到常溫時進(jìn)行探傷檢查。對同一個焊接接頭必須進(jìn)行兩次探傷檢查。并做好記錄。5、單元焊接1技術(shù)要求：

14、當(dāng)軌溫達(dá)到設(shè)計鎖定溫度范圍（ 23±5度），將鋼軌內(nèi)部應(yīng)力為零時，可以對兩根單元軌進(jìn)行應(yīng)力放散鎖定并完成焊接。無縫線路應(yīng)在設(shè)計鎖定溫度范圍內(nèi)鎖定，且相鄰單元軌節(jié)建的鎖定溫度差不大于5度，同一單元軌節(jié)左右股的鋼軌鎖定溫度差不應(yīng)大于3度，同一區(qū)間內(nèi)單元軌節(jié)的最高與最低鎖定溫度差不應(yīng)大于10度。2.焊前準(zhǔn)備：焊前準(zhǔn)備包括拆除扣件，安放滾筒，軌頭打磨，拉軌及鋸軌工序。（1）拉軌：為方便施工，待滾筒安裝完畢后對鋼軌進(jìn)行拉軌作業(yè)，將前后鋼軌軌縫拉至 5mm以內(nèi)。當(dāng)兩拉軌距離在 50cm以上是用拉軌器進(jìn)行拉伸，當(dāng)拉軌距離在 50cm以上時先用撞軌器撞軌，在用拉軌器拉軌。當(dāng)拉軌距離在5m以上時可以插

15、入短軌焊接，插入的的短軌商都不得小于12.5米，切不允許連續(xù)插入，每個區(qū)間只允許插入一對短軌。（2）焊前除銹工序與500米長軌的連續(xù)焊接施工工藝驗收標(biāo)準(zhǔn)相同 a.鎖定焊過程包括軌頭對位、焊接、接頭正火、焊頭粗打磨均與單元焊施工工藝驗收標(biāo)準(zhǔn)相同。 b.應(yīng)力放散：應(yīng)力放散和鎖定焊時，首先測量鋼軌溫度，當(dāng)軌溫在設(shè)計鎖定過問范圍內(nèi)時采用“滾筒法”放散應(yīng)力和線路鎖定。當(dāng)軌溫在鎖定果味范圍以下時采用 “拉伸器滾筒法”放散應(yīng)力和線路鎖定。（1）應(yīng)力放散施工準(zhǔn)備，應(yīng)力放散施工準(zhǔn)備包括施工時間、測量軌溫、安裝撞軌器、安裝拉升器、解除無縫線路末端至零點(diǎn)范圍內(nèi)的扣件、分散作業(yè)人員和工具等工作。作業(yè)人員均勻分布在單元

16、軌跡誒長度范圍內(nèi)。一般2km單元軌節(jié)共分10組，每組負(fù)責(zé) 200m的拆上扣件、撞軌、鋼軌位移觀測等工作。線路鎖定前，應(yīng)掌握當(dāng)?shù)剀墱刈兓?guī)律，根據(jù)作業(yè)區(qū)間的的時間間隔，選定鎖定線路的最佳施工時間。測量軌溫時，要對鋼軌的不同位置多次測量取其平均值。（2）滾筒放散法放散：當(dāng)軌溫在設(shè)計鎖定軌溫范圍內(nèi)是采用滾筒放散法。用撞軌器和小錘敲擊單元軌節(jié)放散應(yīng)力，撞軌器沿放散方向撞擊鋼軌，其他人員用小錘或上彈跳工具敲擊軌腰放散應(yīng)力，放散應(yīng)力過程中，始終有專人在軌頭測量軌頭位移變化情況，當(dāng)位移出現(xiàn)反彈時，證明單元軌節(jié)內(nèi)的應(yīng)力已經(jīng)為零。同時觀察零點(diǎn)位置是否歸零，如果不能到位，調(diào)整撞軌器位置直至零點(diǎn)歸零。同時，立即拆除滾筒使鋼軌落槽，上扣件鎖定單元軌節(jié)。（3）當(dāng)軌溫低于設(shè)計軌溫時，采用拉升放散法。根據(jù)單元軌節(jié)長度和設(shè)計鎖定軌溫與作業(yè)時實(shí)測軌溫差，按公式 L=Lt(=11.8×10-6/計算出鋼軌拉伸量。先將鋼軌節(jié)放散至零應(yīng)力狀態(tài)，然后按 200m間距安放撞軌器，使用撞軌器是注意零點(diǎn)歸零及臨時位移觀測位移點(diǎn)的位移量呈線性比例。當(dāng)每次撞軌各檢查點(diǎn)移動