浅谈无缝线路铺设中焊接技术的应用 2

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1、浅谈无缝线路铺设中焊接技术的应用　　摘要：轨道焊接、道岔焊接是铺设无缝线路的重要环节，本文主要介绍了国内无缝线路铺设时的三大主流焊接技术：铝热焊技术、接触焊技术、气压焊技术，并详细对各个焊接技术的工艺流程进行了分析，对无缝线路铺设中焊接技术发展方向和施工进行了探讨。　　关键字：无缝线路钢轨焊接铝热焊接触焊气压焊　　铺设无缝线路，应在铺设基地对长钢轨和道岔进行焊接，它是铺设无缝线路的重要环节，其几何外形尺寸的平顺和内部质量，是保证无缝线路正常运用的关键，实践证明，若钢轨焊接质量不良，将使线路维修工作后患无穷，严重者危及行车安全，本文将铺设无缝线路所

2、涉及的主要焊接技术作一介绍。　　1.铝热焊接法　　现如今铝热焊接法已被公认为是一种高效、快速的钢轨焊接方法，铝热焊接法工艺简单，适合工地流动作业，利于工地焊接联合接头和断轨复原复焊。　　1.1钢轨铝热焊的原理　　钢轨铝热焊是利用铝和氧化铁在化学反应过程中释放的大量热量熔化金属，使金属之间形成熔接或堆焊。铝热化学反应是氧化还原反应，主要反应产物为液态铝热钢和氧化铝熔渣，铁元素被还原成具有高温的铝热钢水，铝被氧化成氧化铝熔渣。铝热焊化学反应的表达式为　　3FeO+2AI=3Fe+Al2O3+199.5kCal　　Fe2O3+2AI=2Fe+Al2O3

3、+99kCal　　3Fe2O3+8AI=9Fe+4Al2O3+773.3kCal　　钢轨铝热焊接就是将铝粉、氧化铁和其他合金添加物配制成的铝热焊剂放在特制的反应坩埚中，用高温火柴点燃引发铝热反应。在反应过程中，放出大量的热熔化合金添加物，与反应合成的铁形成为钢液，由于其密度大沉于坩埚底部，反应生成的熔渣较轻而浮在上部，在很短时间内，高温的铝热钢水熔化坩埚底部的自熔塞，浇铸到与钢轨外形尺寸一致的砂型和局部预热待焊钢轨形成的封闭空腔中，同时铝热钢水本身又作为填充金属，与熔化的钢轨共同结晶、冷却，将2段钢轨焊成整体，图1为钢轨铝热焊接示意图。　　1.2

4、钢轨铝热焊工艺　　图表1铝热焊装备示意图　　我国铁路对钢轨铝热焊法，进过推广应用实践和理论研究，制定了大剂量、宽焊缝、三片模卡箱、定时预热和自动浇注的铝热焊工艺，它是运用于50kg/m、60kg/m和75kg/m钢轨焊接。　　1.3工艺装备　　⑴制作砂型设备：烘干箱、磨具等。　　⑵制作砂型原料：石英砂、膨润土、水玻璃。　　⑶制作砂型成品：砂型、砂芯、排渣砂槽、坩埚等。　　⑷热源及预热设备：热源—氧气、丙烷、乙炔。工具—预热具、点火枪、秒表等。　　⑸焊接材料：焊剂、高温火柴、封砂箱。　　⑹其他：锯轨机、推凸机、砂轮、大锤、平锤等。　　1.4工艺程序

5、　　⑴制作砂型、坩埚　　⑵工地布置氧气瓶、石油液化气或乙炔瓶的布置应距焊点5m以上，所有设备应布置在施焊一侧的路肩，烘烤坩埚时应离所有气瓶5m以上。　　⑶切轨用于段轨再焊时，插入的焊接钢轨长度应大于6m，不得有弯曲、歪扭和损伤，并与线路上钢轨磨耗相近，切轨应采用双向摆动式切轨机，切轨应按照线切割，允许横向误差为1mm，垂直误差为2mm,切后应用手提砂轮或锉刀除去切面的紫蓝斑痕及氧化物，轨段各边应倒角，无毛刺和金属飞溅物。　　⑷对轨将焊接的轨端对正，用1m直尺密贴钢轨顶面及内、外侧面，检查钢轨焊接端各面纵向是否一直，要求不要有错牙，歪扭。　　⑸扣箱

6、及封箱　　扣箱：扣箱前应清理砂型内各通道，而后将砂箱吻合在钢轨焊接的焊口上，沙箱如果有缺角、掉块、裂纹、松脱者均不可使用。　　封箱：封箱砂应与焊前制备好，并置于容器内密封。砂箱所有接缝及与钢轨吻合处，均用封箱砂密封，两侧流钢槽应与沙箱冒口紧密结合，并用封箱砂护好两侧各100mm以内的轨面和所有裸漏及易被钢水溅伤的金属。　　⑹坩埚装料及安防支架在装料之前，应先烘干坩埚，装料时坩埚应稳在专用支架上，封箱时应预先测好安放在支架的位置，装浇钢槽时，即将支架固定在钢轨上，并装好坩埚框架，封箱结束即将坩埚抬入框架。调整坩埚位置，使封口钉之端，与砂箱顶面相距（

7、100±10）mm，并垂直对准砂芯座中心，将坩埚旋转90°固定。　　⑺预热将火嘴插入砂芯座中心呈垂直状态，焰流对准砂箱底面而不冲向两端钢轨面，根据两侧冒口焰流反弹高度，随时调整手把，使其高度保持一致，扣箱人员随时消除封箱部位的“跑火”现象，预热3min，到时点火。　　⑻浇注点火时必须见到高温火柴发出火花才能插入焊剂，确定点燃焊剂后方可关闭预热器并密盖砂芯，点燃焊剂冒出黑烟时才能加盖坩埚盖，点燃焊剂后，迅速将坩埚推至封口钉与砂芯中心垂直对准的位置并固定，保持焊剂沸腾时不位移。如下图所示　　图表2现场铝热焊及浇注模型　　⑼推凸及修整推凸时拆除支架后，

8、立即清除屏蔽轨面的沙土，一分钟后松下紧箱器和砂箱托，抬上推凸机，二分钟后推凸机可缓缓加力，使刀具进入砂箱，随砂箱开裂钢水冷却情况逐步加大