换轨大修线下闪光焊过程及质量分析

李晓硕

摘 要：为了保证旅客出行的平顺性以及列车运行的安全性，铁路线路在一定使用周期内需要进行整体更换。而钢轨线下焊接是换轨大修施工过程中的重要一环，它的质量控制对整个换轨施工的质量有着十分重要的影响。针对焊接过程的不同问题，采取合理有效的方法，对于提高线路大修质量有着非常重要的作用。

关键词：线路大修;闪光焊;换轨;质量

目前钢轨焊接方法主要闪光焊、气压焊、铝热焊和电弧焊四种，它们之间各有优劣，而在换轨大修施工当中主要采用闪光焊、气压焊和铝热焊三种方法，其中厂焊轨的现场线下焊接以闪光焊接为主，所以说研究闪光焊接的质量控制措施是十分必要的。线下闪光焊接施工，是在500m厂焊钢轨装卸完毕后，利用线路天窗时间，利用移动式闪光焊车和正火车，完成钢轨对位、焊接、推凸、正火、打磨等一系列施工工序，从而形成质量可靠、外观规整的钢轨焊缝，保障铁路行车安全。

1.闪光焊接的原理和流程

1.1闪光焊接原理

闪光焊是电流通过两个对接工件的接触表面时，其细小的接触点的电阻及其接触表面的电弧产生热量，将对接表面加热，在适当时间后，对接头施加压力，使两个对接表面的整个区域同时牢固結合起来的电阻焊方法。

1.2线下闪光焊流程

1.2.1焊前准备阶段：采用垫辊子等方式，保证待焊钢轨一端的随动性。同时，严格检查待焊钢轨距端面1米范围内母材质量，确保无伤损，并确保待焊钢轨焊接前端面垂直度满足要求。

1.2.2钢轨除锈作业：利用平磨机及电砂轮对待焊钢轨端面和轨腰部分进行打磨除锈，保证钢轨的导电性能良好。

1.2.3待焊钢轨对位作业：利用撞轨、牵引等多种方式，将两根待焊钢轨的前端面进行对位。

1.2.4钢轨焊接作业：利用移动闪光焊车对处理好的钢轨接头进行移动闪光焊作业，并检查焊接质量。

1.2.5焊接接头粗磨作业：利用电砂轮对钢轨的上表面、轨脚边缘、轨底、轨头下颚及超出规定要求尺寸范围的焊筋部分进行打磨，保证钢轨表面的平整、光洁。

1.2.6焊接接头热处理作业：利用轨道车牵引的正火设备对焊接接头进行正火作业，从而改变接头的晶体结构，改善钢材的韧性。

1.2.7焊接接头矫直：若焊头在精磨前存在平直度偏差需要矫直时，现场宜采用直轨器进行矫直，矫直在常温下进行。

1.2.8轨头预打磨：采用仿形打磨机对轨头进行打磨，使钢轨各边平直度达到相应要求。

1.2.9钢轨接头探伤：利用超声波钢轨探伤仪对钢轨焊缝进行探伤作业，核查焊缝是否存在核伤等影响行车安全的影响因素。

1.2.10焊接接头精磨作业（点后列车碾压24h后）：采用仿形磨轨机对钢轨接头进行精磨，使焊接接头的外观平直度达到相应要求。

2影响焊接质量的主要因素

2.1主观原因

2.1.1施工人员认识不到位

由于施工天窗长度不足、夜间天窗较多、野外施工环境恶劣等因素影响，为按时完成本次施工任务，避免施工任务的积压，在钢轨焊接过程中，有时会存在着敢时间的现象。这就导致了在钢轨焊接过程中施工工艺的操作不到位、施工标准落实不彻底，进而对钢轨焊接质量造成了许多不利的影响。

2.1.2施工人员技能熟练度不高

由于换轨大修人员流动性较大，导致相关环节的操作的施工人员没有相关的技术水准，对于焊接过程中存在的疑难问题无法快捷有效的进行解决，相关工艺标准无法切实达到，甚至出现简化工艺的现象，对焊接质量造成严重影响。

2.2客观原因

2.2.1母材质量有伤损。由于钢轨闪光焊接并不需要相关焊剂，所以钢轨母材的质量是影响钢轨焊接质量的根本因素。若钢轨母材本身便存在质量，便会进而影响钢轨焊接质量，进而影响铁路行车安全。

2.2.2除锈作业不到位。在钢轨除锈作业过程中应将待焊钢轨端面和轨腰部分进行打磨除锈，轨腰除锈范围距离轨端750mm以内全部打磨，打磨直至露出钢材本体，打磨后超过24小时，焊接前应重新打磨。如果对钢轨除锈不到位，或者是打磨24小时后未重新打磨，会影响闪光焊接时钢轨的导电性，进而造成钢轨融化温度不足，影响钢轨焊接质量。

2.2.3钢轨对位有偏差。钢轨对位作业应达到两轨端各20m范围内应稳固、绝缘，轨缝控制在7mm±3mm，上拱量在3～5mm。若在对位过程中存在较大错位，在以后焊接后处理的矫直和打磨时，会在焊缝中产生较大的内部应力，影响焊接质量。

2.2.4焊接环境不理想。钢轨闪光焊接要求气温应在0℃以上，在0～10℃时焊接前应对轨端0.5m范围内进行均匀预热，预热温度35～50℃。若对钢轨预热不足，会导致钢轨焊接过程中晶体结构转换不充足，影响焊接质量。

2.2.5正火温度控制不合理。钢轨闪光焊接结束受应对焊缝进行正火处理，促进焊缝由自由铁素体向奥氏体进行转变。若正火温度不能达到晶体转换的要求温度，或者退火速度过快，都会导致晶体转换结果不理想，影响钢轨焊接质量。

2.2.6打磨工序不到位。钢轨焊后打磨应在钢轨轨温低于50℃情况下进行，若打磨过早待钢轨冷却后可能会出现打磨亏损现象，影响焊接质量。同时打磨时应控制好打磨时控制好磨削量，若出现打磨发蓝的现象，会导致焊缝内部出现细微裂缝，经过列车碾压后，可能会导致钢轨断裂。

3提高焊接质量的方式方法

3.1提高职工综合素质

应切实加强职工综合素质培养。一是加强职工综合素质技能提升，鼓励职工多考证、多取证，鼓励职工多岗位学习锻炼，促使每名职工都成为一人多能的复合型人才，为钢轨焊接提供丰富的人才储备。二是根据施工生产任务情况，合理调整人员结构，促进人员的动态流转，在保证施工生产任务安全稳定进行的前提下，着力推进职工多岗位锻炼，促进其快速成才。三是加大激励考核，以考核激动力，以考核促成效，充分调动广大职工工作的积极性，从而确保钢轨焊接质量。

3.2确保设备、材料质量

焊接设备是焊接作业的基础，所以保证焊接质量的前提是保证焊接设备的质量。设备管理单位应做好闪光焊接、正火机等相关设备的年检年鉴工作，保证设备的安全可靠，从而保证钢轨焊接质量。其次，材料是工程施工的物质条件，材料质量的好坏直接影响到工程质量。所以加强材料的质量控制，是提高工程质量的重要保证。钢轨闪光焊接主要涉及到的材料就是钢材，所以保证焊接母材的质量是提高焊接质量的重中之重。保证焊接母材质量，要确保所有材料均均有质量保证书、出厂合格证等相关材料。同时确保物资管理水平，避免因物资管理不善导致钢轨表面出现锈斑、油污，从而影响到钢轨焊接质量。

3.3提供合适的施工环境

为保证钢轨焊接质量，我们就需要为钢轨焊接提供一个合适的环境。首先是提供一个合适的焊接温度，钢轨闪光焊接要求气温不低于0摄氏度，负温焊接与常温焊接相比，主要是一个负温引起冷却速度加快的问题。因此，为保证工程质量，当环境温度低于0摄氏度时，不宜进行各种焊接作业。若必须进行焊接应采取轨端加热的方式维持钢轨轨温。其次是雨雪天气对焊接质量的影响，由于雨天、雪天不宜在现场进行焊接作业，所以在必须焊接时，应采取有效的遮蔽措施，焊后未冷却的接头不得碰到雨雪，否则易产生粹硬组织。

结语：随着社会的快速发展，社会进步对铁路线路的运行速度和运输能力有了越来越高的要求。而钢轨作为承载列车运行的走行设备，其质量的好坏直接影响着整个铁路运输能力的提高，而钢轨焊缝作为线路的薄弱环节，其焊接质量的高低更应该得到我们的重视。因此焊接作业操作人员应认真总结分析对钢轨焊接产生影响的各种因素，并逐一分析、解决、规避，降低质量风险，提高施工水平，为经济腾飞提供帮助。

参考文献：

[1]练松良.轨道工程[M]. 北京;人民交通出版社，2009.

[2]中国铁路北京局集团有限公司工务部.工务系统作业指导书.