中铁六局集团丰桥桥梁有限公司 北京市丰台区 100071
摘要：随着铁路的高速发展，尤其自2008年以来铁路钢轨焊接多采用移动式闪光焊接技术，该工艺施工速度快、焊接接头内部质量经探伤较铝热焊接有大幅提高，经现场统计凡是经过型检后具备优良参数的闪光焊机焊接伤残率不到2%，且经过处理后的焊接接头的硬度、韧性、抗疲劳等性能均达到要求，设计文件铁道部相关制度也要求新建工程线多数采用闪光焊接。本文着重分析了闪光焊接质量的三个技术卡控点：一、落锤试验焊接的参数调整；二、外观垂直度把控；三、正火调节控制。
关键词：垂直度、参数、正火、焊接
目 录
1 工艺简介3
2 闪光焊机参数调整3
3 焊接接头外观垂直度把控措施7
4 正火调节控制8
5 结束语9
1 工艺简介
闪光焊接施工位于铁路轨道焊接中的最后一环，在施工过程中主要特点是：工期紧和型式检验时间短，针对前者验标要求焊接接头平直度达到0至0.2mm的精确度，高标准造成施工进度始终无法大幅提升也造成了验收进度的一再推迟；针对后者主要控制点是掌握焊机参数调整，该文章经数千次接头焊接、正火、打磨后的记录、分析及研究，得出现场控制接头外观垂直度的最佳操作方式和焊机参数的调节重点、，应用证明此办法结合现场可大大提高焊接接头质量的稳定性，也相应提高了施工中的接头调整速度，降低了施工过程中项目的风险性，为同类施工借鉴。
2 闪光焊机参数调整
在焊接前首先要根据钢轨的型号进行参数调整，在参数调整中要根据设备的情况和母材的需要来调整参数，移动焊接主要有七个阶段：高压Ⅰ（预热和闪频）、高压Ⅱ、低压Ⅰ、低压Ⅱ、低压Ⅲ、加速阶段、顶锻，整个焊接过程如图所示：
以上类似情况可知为热量不足所致，它的主要危害体现在焊接密实性不好，，探伤通过率高但落锤效果差致使型式检验无法通过，是线上断轨的主要形式之一，针对该情况结合闪光焊机的焊接原理，参数调整主要针对在低压一、低压二阶段的电压、时间和前进后退速度三个参数，其中电压高造闪光剧烈，热量闪走；时间增加造成热量累计过高；前进速度增加、后退速度降低直接造成单位时间内热量总值的增加，热量不足时主要调节以上三项即可。另外，当以上参数调节过量造成热量过高时使影响区增加，软化带增加，虽然可以通过热处理来调整组织密实度但很难达到母材的强度。
2.2 缺陷二：灰斑点超标，表现为单个灰板面积大于10平方毫米，累计数量超过20平方毫米，该情形如下图所示，
夹渣的主要危害体现在焊接裂缝即打磨后仍然在焊缝处链接不密实，在落锤型式检验中表现为一锤即断，也是最危险的焊缝，是线上焊接造成断轨频率最高的原因之一。根据闪光焊接的焊接原理，夹渣的主要原因在焊机参数上体现为：一，顶锻量不足，造成夹渣最后阶段挤压不出；二，低压二、低压三阶段的烧化量不足即热量累计不足造成顶锻阻力过大；三，加速阶段的前期焊渣过多加速闪光不足以闪掉造成顶锻后期也无法完全消除所致。
3 接头外观垂直度把控措施
3.1 焊接控制高低
要将最后的外观质量中的单边平直度控制到验收标准（上下0mm--0.4mm，需要焊接完具备一定高度的平直度，由现场操作数次经验看来单边平直度控制在3mm—4mm是最佳状态。
工具选择：锤子、斜铁。
3.2 正火控制高低
3.2.1低接头调节控制
粗磨完平直度高小于0.5mm可以打磨处理即可达到标准且不伤害母材；粗磨完平直度高大于0.5mm必须正火处理，具体措施为松扣件间于15对至20对之间（10m为指导数据），松之扣件越多越好向上调节，同时正火温度控制在850摄氏度以上。千斤顶顶起高度为5mm（指导数据）。
重点观测：经现场多数测量、累计得出正常一个接头处理前的平直度单边为4mm时（指导数据），经正火后无需外力自由下降平直度可到达0.5mm，即后打磨即可达到验收标准；平直度单边为4mm（指导数据）之下均需要千斤顶向上的力支撑，正火后型尺测量达到4mm，即可撤去千斤顶，使其自由下降待降至常温后进行打磨处理。
3.2.2高接头调节
单边平直度高于6 mm时需要松开扣件并借助外力向下调节，单边平直度6mm—8mm（指导数据）通过压机在距离接头两端10m处打起使接头由于重力作用垂直下降的方法使单边平直度降低至4mm撤去压机自由下降，单边平直度大于8mm（指导数据）时借助接头两边灰枕重力向下的辅助力量来调节，调至单边平直度4mm撤去所有外力，使其自由下降待降至常温后进行打磨处理。
3.2.3左右平直度调节
接头左右调节时不宜温度过高，否则容易造成断轨和弯曲，正火温度控制在550摄氏度至600摄氏度最佳，然后向标准范围方向以内单边平直度3倍（数据指南）的量度去把控。
工具选择：平垫铁块（长：15cm、宽15cm、高1cm2块，5mm两块）、压机、起道机。
3.3 打磨控制高低
钢轨不可通过打磨造成外观损伤是操作基本点和底线（钢轨磨损量不大于0.5mm）。
精磨时轨温不得超过50摄氏度，但随着打磨的进行，轨温会进一步上升最高可升至200摄氏度，当打磨后轨温大于100摄氏度时预留单边平直度0.6mm，由经验可知温度下降至与气温接近，平直度仍会下降0.1mm-0.3mm即达到验收标准范围内。
4 正火对接头内部质量的调节控制
闪光焊接参数一旦确定证明焊机性能与现场焊接钢轨的母材特性相符，调整焊缝的内部质量控制主要通过正火工艺达到也是唯一的有效途径。正火过程中，调节乙炔瓶输出压力为0.1２MPa，调节氧气瓶输出压力为0.6MPa，通过控制箱快速开关阀调节乙炔流量为4.2ｍ３/h，氧气流量为3.7ｍ３/h，最终的正火温度轨顶控制在900℃--950℃最佳，轨底控制在850℃--900℃最佳，正火一定把钢轨焊缝处正透，否则此处产生集中应力，开通后易出现断轨现象。同时温度过低内部组织颗粒不够细化，钢轨韧性也达不到；温度过高则接近钢轨融化温度，易产生外观的隐性变化钢轨的实用性能大大降低。
5 结束语
通过参数调整使焊机顺利通过落锤试验，同时为上线焊接大大提高了质量保障；通过以上接头外观垂直度在焊接、正火、打磨三个环节的操作使接头外部处理综合效率大大提升；通过正火控制使焊缝内部质量控制达到目标。以上三点可总结为焊机状态保证、接头外部质量控制、接头内部质量把控三个环节，为今后的闪光焊接施工过程提供了可供参考的有力资料，将有效提高生产效率和施工质量。
论文作者:崔长宽
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第36期
论文发表时间:2019/4/28
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