近年來，隨著高速重載鐵路的快速發(fā)展，軌道結(jié)構(gòu)逐漸被無(wú)縫軌道所取代。與普通線路相比，無(wú)縫線路除掉了大量鋼軌接頭，因此具有運(yùn)行平穩(wěn)、軌道維護(hù)成本低、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，成為目前高速鐵路線路建設(shè)的主要方式。無(wú)縫線路是鐵路軌道的一項(xiàng)重要新技術(shù)。它由普通鋼軌焊接成一定長(zhǎng)度的長(zhǎng)鋼軌。通過焊接和鋪設(shè)一定長(zhǎng)度的長(zhǎng)鋼軌形成的線路稱為無(wú)縫線路。長(zhǎng)鋼軌的焊接是鋪設(shè)無(wú)縫線路的重要環(huán)節(jié)。

　　1、接觸焊接方法和工藝

　　鋼軌接觸焊(閃光焊)通常用于工廠焊接。95%的無(wú)縫軌道都是通過這一過程完成的，也就是說，25米長(zhǎng)的無(wú)孔標(biāo)準(zhǔn)鋼軌被焊接成200-500米長(zhǎng)的鋼軌。鋼軌焊接其原理是利用電流通過鋼軌接觸表面產(chǎn)生的熱量熔化鋼軌的局部端面，然后通過鐓鍛完成焊接。由于接觸焊的焊接熱源來自工件的內(nèi)部熱源，熱量集中，加熱時(shí)間短，焊接工藝不需要填充金屬，冶金工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，熱影響區(qū)小，容易獲得高質(zhì)量的焊接接頭。

　　鋼軌焊接廠采用的焊接工藝基本相同，包括：鋼軌匹配、探傷、鋼軌端面修復(fù)、進(jìn)入焊接工位、焊接、粗磨、精磨、矯直、正火、探傷、進(jìn)入鋼軌支撐工位、裝載和運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)。所有工藝中很關(guān)鍵的焊接工藝是焊接。焊接質(zhì)量與線路維護(hù)工作量直接相關(guān)。如果出現(xiàn)問題，嚴(yán)重時(shí)會(huì)危及行車安全。與其他鋼軌焊接方法相比，閃光焊接自動(dòng)化程度高，受人為因素影響小，焊接設(shè)備配備計(jì)算機(jī)控制，焊接質(zhì)量波動(dòng)小，焊接生產(chǎn)率高。正常情況下，與氣壓焊和鋁熱焊相比，鋼軌接觸焊縫的強(qiáng)度更高，線路斷裂率約為0.5/10000.然而，與母材相比，其強(qiáng)度仍低于母材，原因如下：

　　(1) 鋼軌是一種大截面軋制材料，其芯材較差，有低熔點(diǎn)夾雜物條帶，松散，晶粒粗大。在焊接和鐓鍛過程中，邊緣良好的材料被擠出，而芯材被向外膨脹代替，纖維結(jié)構(gòu)被中斷和彎曲。鐓鍛量越大，情況越明顯。

　　(2) 由于高溫焊接的熱效應(yīng)，焊縫左右1~2mm區(qū)域晶粒較粗，降至1~2級(jí)

　　(3) 鋼軌斷面不平，軌頂和軌底為緊湊斷面，軌底兩角為平坦斷面。焊接過程中軌底兩角溫度低。焊接后全斷面冷卻不均勻，導(dǎo)致殘余溫度應(yīng)力大

　　(4) 焊縫上有一個(gè)難以除掉的缺陷——灰色斑點(diǎn)。

　　2、氣體壓力焊的焊接方法和工藝

　　目前廣泛使用的鋼軌氣壓焊是一種小型移動(dòng)式氣壓焊機(jī)，主要用于施工現(xiàn)場(chǎng)焊接長(zhǎng)鋼軌接頭，也可以利用堵塞的天窗焊接受損鋼軌。其原理是將鋼軌焊接端面加熱至塑性狀態(tài)，在固定鐓鍛力的作用下產(chǎn)生鐓鍛量。當(dāng)鐓粗量達(dá)到一定量時(shí)，鋼軌將被焊接成一個(gè)整體。

　　目前，小型氣體壓力焊機(jī)基本上是國(guó)產(chǎn)焊接，焊接過程一般分為氧乙炔火焰預(yù)熱、預(yù)頂升、低壓鐓鍛、高壓鐓鍛和保壓、鼓脹推壓等階段，它受人為因素的影響很大，容易產(chǎn)生錯(cuò)縫和接頭缺陷。但由于其設(shè)備簡(jiǎn)單、體積小、重量輕，線上、線下和現(xiàn)場(chǎng)移動(dòng)方便，操作相對(duì)簡(jiǎn)單，因此被廣泛用于現(xiàn)場(chǎng)焊接長(zhǎng)鋼軌。

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