摘要：本文以滬杭城際鐵路在應力放散施工完畢后需插入短軌為例，介紹無縫線路插入短軌時采用拔彎閃光焊接施工方案、步驟、以及閃光焊接的工藝流程，為以后其它無縫線路插入軌短采用閃光焊接技術提供借鑒。

　　關鍵詞：無縫線路,插入短軌,閃光焊接技術

　　1前言

　　無縫線路是長軌鋪設后現場用氣壓焊、鋁熱焊或閃光焊將長軌接頭焊聯形成，其中閃光接觸焊具有焊頭成功率高、強度與母材接近、質量穩定等優點，目前新建鐵路除道岔內及道岔前后焊頭用鋁熱焊外，其余焊頭均要求采用閃光焊。滬杭城際鐵路由于現場施工時工期緊及施工條件受限，要求一個區間采用兩臺焊機由兩端向中間進行應力放散鎖定焊接，最后合攏口插入短軌;以及全線應力放散做完后，發現個別焊頭有問題需要插入短軌。以往在應力放散做完后插入的短軌都是采用鋁熱焊進行焊接，但鋁熱具有焊頭成功率低，強度差，容易二次傷損等缺點。為此筆者在新建滬杭城際鐵路無縫線路形成后需插入短軌時，提出插入短軌的焊接采用拔彎閃光焊接技術，使全線(除道岔內及道岔前后焊頭外)沒有一個鋁熱焊焊頭，提高全線線路質量，減少運營時焊頭維護工作量。

　　2拔彎閃光焊接施工方案

　　以往插入短軌采用鋁熱焊時，插入短軌的長度為L-2A(L-缺口的長度，一般不短于12.0m;A-鋁熱焊焊縫寬，通常每個焊縫寬為25mm)。

　　插入短軌采用閃光焊接時，插入短軌的長度為L+2B(L-缺口的長度，一般不短于12m;B-閃光焊時焊機的實際頂鍛量)。由于插入的短軌長于缺口，所以先將與焊機相向一根長軌5m長拔離軌槽，讓短軌先落槽就位。接著用焊機將短軌一端與長軌焊聯。然后將另一端長軌約50m長向外拔成弧形，長軌頭與短軌頭相接。最后用焊機將短軌與另一長軌焊聯，在焊接頂鍛一瞬間，將50m長的弧形長軌直接拉直并落槽，完成焊聯。

　　3施工步驟

　　3.1用鋼卷尺丈量缺口長度L，若缺口長度小于12m，根據驗標要求插入短軌不得短于12m，按此要求則要鋸軌，將缺口長度調整至12m以上。如果是焊頭傷損需要鋸掉焊頭插入短軌時，則直接鋸軌留12.5m長缺口。

　　3.2頂鍛量計算:每臺焊機都有不同的頂鍛量，因此在焊前必須準確測出該臺焊機的實際頂鍛量。焊接前在兩軌端各0.5m處做上標計，焊后測量這兩個標計間長度，從而計算該焊頭的頂鍛量，連續測量三個焊頭的頂鍛量取平均值做為該焊機的實際頂鍛量B。

　　3.3準備待插入軌，待插入軌的長度為L+2B(L-缺口的長度;B-閃光焊時焊機的實際頂鍛量)。

　　3.4將與焊機相向那一根的長軌，5m長拔離軌槽，讓短軌先落槽就位。

　　3.5焊機就位后開始焊接第一個焊頭。

　　3.6拆除與焊機相向那一根的長軌50m長扣件，將該段長軌向外拔成弧形(曲線時則往曲線外側拔)，長軌軌頭與短軌軌頭相接落槽，長軌軌端5m內必須為直線，便于焊接時軌頭對接、檢查。

　　3.7用2m長的短軌頭將外拔成弧形的長軌進行支墊，支墊短軌距離為8m，要求短軌做成由外向內傾斜的坡，靠近枕木端的短軌頂面要高于枕木上鏍栓頂部，便于焊接時長軌拉直后能順利落橫。

　　3.8焊機就位后開始焊接第二個焊頭。

　　4閃光焊接工藝

　　4.1焊接設備組裝、調試、鋼軌型式試驗

　　按照組裝程序進行設備組裝，并進行全面調試。確認設備一切正常后將待焊軌按照規定的檢驗要求焊接進行型式試驗，確定焊接參數合格后可開始正式焊接。

　　4.2鋼軌接頭除銹、打磨

　　在鋼軌接頭端面及兩側鋼軌與焊機導電鉗口部位間500mm范圍內采用手提式砂輪機打磨，打磨后鋼軌表面應有金屬光澤，不得有銹蝕，對母材的磨耗不得超過0.2mm。若打磨后的待焊時間超出24小時或有油水沾污，則必須重新打磨。

　　4.3鋼軌焊接前設備檢查

　　焊接前應按照焊機使用說明檢查主機、冷卻系統、液壓系統、電氣控制系統是否正常;檢查動力電壓、水溫、水位、油溫、油位鉗口上的焊碴及其它碎屑、推瘤刀上的焊接飛濺物是否清除。焊接參數是否符合實驗結果。一切正常之后，在操作司機、工長簽字確認后方可進行焊接工作。

　　4.4鋼軌焊接

　　4.1.1準備工作完成后，用機車或軌道車推送移動式焊軌車運行到焊接接頭處，特制集裝箱將二位端前墻向上旋轉到與頂棚平齊并鎖定。起吊機構連同焊機沿軌道向外移動至端墻外平臺;吊臂驅動油缸伸長降下旋轉臂,將焊機降下接近鋼軌，利用轉盤轉動，使焊機進入焊接工作位置;將焊機落下置于鋼軌上，確保兩鋼軌間隙位于導軸上標記的正下方,降低焊機直到壓在鋼軌上。

　　4.2.2焊機機頭上的兩對鉗口將兩鋼軌軌頭夾緊，自動對準系統接頭兩側各500mm范圍內在水平和縱向兩個方向上自動非常精確地對準(兩端鋼軌在縱向同時被相對抬高0.6～0.8mm/m)。兩鉗口在通以400V的直流的電壓后形成兩個高壓電極，提高焊接電流。啟動焊接，激活自動焊接工序;分別進入預閃階段、穩定的高壓閃光階段(該階段應鎖定鋼軌夾緊選擇開關，防止在焊接周期結束時焊機再次夾緊鋼軌)、低壓閃光，加速閃光、以及頂鍛階段。頂鍛完成以后整個焊接過程結束。隨后鋼軌夾緊裝置快速松開兩鉗口，在焊機頭內的推瘤刀立即進行推瘤，從而完成焊頭的焊接作業。

　　4.3.3焊機機架張開到最大位置，起升焊機直至完全離開鋼軌焊接接頭，去除推瘤焊碴，清潔焊機內部。然后將焊機調整到另一側完成鋼軌焊接。在完成一組焊接接頭后，每間隔三根軌枕上緊扣件，焊機前行到下一個焊接接頭處。

　　4.5焊后接頭正火

　　正火時接頭溫度應降低到500℃以下，然后用氧氣-乙炔加熱器將焊縫加熱到820℃～880℃，再自然冷卻。正火溫度采用紅外線測溫儀控制。焊縫區域冷卻到400℃以下時,焊軌作業車方可通過鋼軌接頭。

　　4.6鋼軌焊后調直、打磨

　　鋼軌焊縫正火完，溫度降低到300℃以下時，對鋼軌進行調直。焊后打磨可以分成粗打磨和精細打磨，粗打磨利用手提式砂輪機對焊縫及附近軌頭頂面、側面、軌底上面和軌底進行打磨;焊縫踏面部位在常溫下不能打虧,打磨時不得橫向打磨,打磨面不得發黑、發蘭而應平整有光澤。精細打磨時，用仿型打磨機進行縱向打磨，打磨后，平直度滿足驗標要求。

　　4.7焊接接頭超聲波探傷

　　每個鋼軌焊頭均應進行超聲波探傷，探傷前應將焊縫處溫度減低到50℃以下，冷卻可以用澆水法進行，但澆水時鋼軌溫度不得高于250℃。在經打磨過的焊接鋼軌軌底、軌腰、軌頭上均勻涂抹探傷專用油，然后用探頭進行探傷。探傷結果不得有未焊透、過燒、裂紋、氣孔、夾渣等有害缺陷。

　　4.8數據的記錄及分析

　　每完成一個接頭的焊接、除瘤、打磨、探傷后，應將相關數據、信息等資料收集、整理、同時加以分析、存檔。

　　5拔彎閃光焊注意事項

　　5.1拔彎閃光焊接施工時軌溫應控制在該線設計鎖定軌溫范圍內，以免形成應力集中區，影響線路穩定。

　　5.2頂鍛量要測量準確，插入短軌過長會引起鋼軌小碎彎，過短容易造成焊頭內傷。

　　5.3檢查支墊短軌穩定性、軌面高度，確保拔彎的長軌在拉力作用下能順利落槽。

　　6結束語

　　滬杭客專由于工期緊，現場施工條件受限，區間內多臺焊機同時做應力放散，形成6處合拔口，需插入短軌6根，以及全線施工完畢后，有4個焊頭傷損不合格，需插入短軌4根進行處理。插入短軌采用拔彎焊接技術，共計焊接20個焊頭。這些焊頭經過一年的運營和探傷復檢，沒有出現焊頭傷損，得到業主和路局的肯定。

　　因此采用拔彎閃光焊接技術來焊接插入短軌具有施工方便省時、成功率高、焊頭強度高，對線路影響小等優點，在新建無縫線路施工時能得以廣浮運用，在既有線上若時間及軌溫許可情況下，傷損焊頭插入短軌也可以采用拔彎閃焊接技術進行焊接。