浅谈气压焊接钢轨施工技术

　　摘要：详细的阐述移动式气压焊接钢轨工艺的设备组成、施工工艺。

　　关键词：气压焊接,钢轨,施工技术

　　随着科学技术的发展，铁路钢轨在焊接等方面取得了极大的进步。下面详细的介绍移动气压焊接钢轨施工技术在铁路施工中的应用。

　　1、 焊接设备

　　移动气压焊接技术的主要设备是压接机、加热器、控制箱、油泵、水冷装置以及配套的辅助装置：端磨机、除熘割据、顶磨机、手把砂轮、管理系统、氧气瓶、乙炔气瓶以及电源等。

　　1.1压接机

　　压接机的主要作用是将两根被焊接的钢轨夹紧，按照相关的技术规定将其固定在对应的位置，同时在加热焊接的过程中提供顶端力，进而保证钢轨接头端面的焊接以及焊接之后的推除焊熘。

　　1.2加热器

　　加热器是通过将乙炔和氧气的充分混合实现其燃烧，来保证被焊接的钢轨的轨缝的温度。

　　1.3气体流量控制箱

　　气体流量控制箱的主要作用是在焊接钢轨的过程中，对氧气与乙炔气流量和配比进行控制，从而控制加热器火燃强度以及被加热的各部分的均匀受热，进而达到焊接要求。

　　1.4油泵

　　油泵的主要作用是作为压接机的动力来源，给压接机提供动力油，保证压接机能够完成预订，顶锻以及推凸等任务。

　　1.5冷却装置

　　冷却装置的主要工作原理是利用循环水冷却加热器。

　　2、 焊接原理

　　气压焊主要分为熔化气压焊和塑性气压焊，其中熔化气压焊的焊接工艺比较的复杂，并且在加热融化的过程中合金元素会有一定程度的烧损，影响接头的力学性能，一般很少使用。我们铁路上一般使用的钢轨气压焊采用的是塑性焊接，它主要是将钢轨的2个清洁端面紧密的结合，然后利用气体火焰对贴合面进行加热，当贴合面达到塑性状态后，由于金属原则的活化能，穿过界面进行快速的扩散，这时对贴合面进行加压顶锻，并对其施加足够的挤压力，从而缩短焊接表面的距离，使其达到原子之间力相互作用的半径，实现分子之间金属键的链接，进而使钢轨牢固的焊接在一起，但是焊接完毕后，钢轨会有一定的缩短量，一般控制在35mm-40mm之间。

　　3、 塑性气压焊接工艺

　　3.1工艺流程

　　施工准备→焊接钢轨打磨→对轨以及夹轨→安装加热器→安装推凸装置→点火焊接→加热以及顶锻→焊熘的推除→焊后打磨处理

　　3.2主要焊接工艺

　　3.2.1焊接钢轨端面打磨

　　在打磨的过程中首先使用机器进行打磨、铣平，再利用锉刀进行精细打磨。在打磨中由于两个轨角在焊接的边缘，受到污染的机会比较的多，且预订中，轨腰中心部位向外挤压，会致使边缘接触的部分向外翻，造成相互之间的分离，因而要注意轨底三角区的凸出部分。此外，2个轨底角处比较的薄弱，顶锻后凸熘比较小，不容易出去缺陷，因而在打磨的过程中要确保2个轨角不能凹于其他的部位。再者打磨钢轨在合格之后，要严格进行保护，保证不受到异物的污染，尽可能的避免手的触摸，同时尽可能不长时间的暴露在空气中，一般线下气压焊前打磨后会用油布将其包裹起来，避免空气中的杂质或火车行走过后带起来的灰尘吸附在刚打磨过的钢轨断面上。焊接之前，对焊接新轨或旧轨周围要进行除锈，然后要使用干净的锉刀轻轻的锉锉，然后利用液体四氯化氮对其进行冲洗。

　　3.2.2对轨和夹轨

　　⑴串轨。将钢轨拨到顺直的位置，然后利用钢轨支撑架支平，然后在进行串动钢轨，调整钢轨之间的距离使之适合焊接。在串轨的过程中要尽可能的保证钢轨不出现伤痕，一旦出现伤痕要对其进行重新打磨。⑵对轨和夹轨。对轨的工作主要是调直、调平以及对钢轨轨缝进行调整。其中调直和调平是指对距离焊接面20m，以内的两端进行调直调平。而轨缝的调整主要是，将压接机放在待焊接的钢轨的一侧，然后调整轨缝之间的距离到8到15mm的范围内，当轨缝之间的距离调整好之后，移动压接机到焊接缝的地方，调整压接机，固定端内侧面距离焊接缝中心的距离保持在230到250mm。

　　夹轨只要是利用固定压接机完成的，在对轨完成之后，将接通管路的压接机放在待焊接的钢轨之上，然后调整和轨缝之间的位置，既可以进行夹轨工作。夹轨通过斜铁实现的，轨底要尽可能的保持平行，如果不平行，需要加垫片使其垫平，对好之后，利用水平尺进行精确调整，拧紧轨顶螺栓。⑶安放加热器。当压接机固定好之后，开始安放加热器，然后将火孔平面和钢轨周边的平面的距离调整为24到25mm之间。加热器的火孔的平面要尽可能的与钢轨纵轴平面保持垂直，最后接通水管和气管。⑷安放推凸位置。推凸位置的安防是基于已经固定好了的压接机完成上的。首先是刀垫的放置，在放置刀垫的过程中要注意保持刀垫的拉块挂子压接机的左横梁的内侧端板上，并将下面的凸条放置在压接机拉块的槽内，保证刀垫和端板之间的紧密贴合，在顶锻完成加热器灭火的过程中放置刀前体。同时将腰刀推进，使之定位在孔内，然后将底刀插进去，指导底刀的垫圈贴紧刀体的侧面。在装底刀的过程中，要保证刀刃朝向焊接缝的方向。⑸点火焊接。待端面处理符合要求之后焊接之前，要重新对各个管道和设备的状态进行检查，操作人员的行走的过程中，要避免踩踏胶带管路，防治加热器放炮回火。1.点火。使用无烟点火的方式。点火的位置要避开焊接缝的附近，避免对焊接缝的污染，焊接的过程中燃料的比为：氧气：乙炔=0.9:1.1，氧气：丙烷-2.9:3.0.点燃时会出现爆鸣，但没有烟灰。供氧三分钟之后，用点火器点燃加热器。2.加热器的摆动。在焊接钢轨的加热器通常都是单排孔的，采用摆动的方式是保证钢轨内外均匀升温。在移动式气压焊中，一般是使用手工进行摆动，频率保持在50~80.摆动的开始要摆动的慢一点，摆动的量要小一点;在顶锻的过程中，需要加快速度，摆动量要大一些。⑹加热以及顶锻。在进行塑性气压焊的过程中，加热和顶锻是紧密相连的。在加热的过程中，伴随着温度的而进一步升高，钢轨吸收的热量会增加原子的振动能，增加振幅，进而加速扩散。当焊接的温度是1250摄氏度时，其表面的温度达到1350-1400摄氏度。这个过程中，钢轨的表面接近半融化的状态，钢轨的内部也达到了焊接的温度，可以进行焊接，⑺焊熘的推除。当完成推凸装置和顶锻之后，就可以进行推凸。首先将高压油泵换向到位，松开斜铁后，将其快速的方到前刀体，开动油泵截止阀，以最大的速度进行焊熘的推除工作。完成推除之后，停止油泵，到此焊接完成。⑻焊后处理。正火。除熘，待焊缝区冷却到400-500摄氏度后立即正火。气压焊的正火使用的焊接加热器，正火的温度保持在870-920摄氏度之间。正火加热器的摆动宽度是由焊接缝为中心，总宽度为65mm，摆动的频率一般保持在50-55次/min。打磨。焊接完成之后，钢轨的焊熘虽然进行了推凸除熘，但仍然不能完全和原钢轨面保持齐平，必须采用手把砂轮进行打磨。探伤。最后，首用超声波对钢轨进行探伤，一旦发现问题，要及时的采取补救措施。

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