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軌道焊接范文1

【關鍵詞】焊接技術；軌道客車制造行業

近年來我國焊接技術實現了飛速的發展，特別是在應用領域這一方面，現如今焊接技術在軌道客車制造行業中，逐漸得到了應用，主要體現在材料的焊接上，同時焊接技術的應用，也為材料質量提供了保障。然而在實際應用的過程中，經常會出現焊接技術應用與推廣方面的不足，導致其無法發揮真正優勢，長此以往也對焊接技術的發展造成影響，所以深入分析軌道客車制造中焊接技術的應用與推廣十分必要。

1不銹鋼與碳鋼車體制造

一般軌道客車制造的前期，車體鋼結構材料主要為碳鋼，也就是鐵路客車專用的耐候鋼。在焊接技術方面，采用的則是焊條電弧焊與常規CO2氣保護焊兩種焊接技術，在此基礎上也研制出了一些相關的焊接工藝，如激光焊工藝、螺柱焊工藝等，這些焊接技術多在小范圍生產中發揮作用。受生產技術發展的影響，進行鐵路車輛制造的同時，焊接技術也實現了飛速發展，常規焊條電弧焊技術與CO2氣體保護焊技術已經無法滿足軌道客車的要求，所以一些全新的焊接技術逐漸將其替代，然而對新技術進行應用時，其范圍與比例卻體現了一定的差異。在不銹鋼車體鋼結構角度進行分析，客車制造時主要運用的壓焊技術為點焊工藝技術和縫焊工藝技術兩種[1]；而熔焊技術方面則包括了熔化極非惰性氣體保護焊、螺柱焊和激光焊工藝等多種技術；一般對于車體鋼結構的焊接而言，釬焊技術比較少使用，只是在少量位置與結構中進行氧乙炔焰的焊接。由此可見，對于不銹鋼鋼結構制造中運用的焊接技術可將其總結為以下內容：將點焊技術作為主要焊接技術，同時針對部分結構的焊接可以運用縫焊工藝技術；另外，在熔焊技術方面，則主要有MAG焊工藝和TIG焊工藝兩種，在此基礎上又研發了螺柱焊與激光焊等多種焊接工藝。在不銹鋼結構制造角度進行分析，以上所提到的MAG焊、TIG焊等焊接技術均在制造中得到了廣泛的運用，由于不銹鋼材料所具備結構特點的原因，點焊技術對于軌道客車制造也占據了無可取代的地位，按照不銹鋼車體結構與材料特征要求，點焊裝置主要體現了焊鉗剛性、焊接電流與加壓力大，質量與穩定性佳的特點。另外，點焊技術在實際應用時，必須要結合焊接內容使用正確的焊接形式，一般電焊技術根據焊鉗可以被分為單面雙點技術與雙面單點技術，根據形式可以分為輕便式點焊機、移動式點焊機以及定置式點焊機等。與此同時，MAG焊技術的應用，主要是基于普通直流與脈沖直流形式而言，在這兩種焊接領域中獲得了廣泛的推廣。MAG焊技術的焊接電源主要以數字逆變電源為主，這種電源在熔滴穩定性、焊接外型以及效率等方面都體現了極大的優勢。

2鋁合金車體制造

鋁合金車體焊接技術主要有以下幾種：1）簡易自動焊。在軌道車輛車體結構制造中，鋁合金材料的應用最早出現于20世紀，因為當時的焊接技術受限，所以也缺乏先進的焊接自動化設備方面作為支持。因此，當時更多的是研制一些較為簡單的自動焊設備進行零部件的焊接，例如仿形自動焊、有軌道自動焊等。盡管當時所研制的那些自動焊技術已經逐漸被替代，但是這些焊接技術所留下的意義與理念依然支持著現代焊接技術的發展。2）專機自動焊。對鋁合金車體大部件進行焊接的過程中，一般在結構角度進行分類，可以將專機分成龍門專機、懸臂專機以及吊掛專機等；在焊縫跟蹤形式角度進行分類，被分為機械跟蹤與激光跟蹤；在送絲角度進行分類，主要有單絲與雙絲焊接兩種形式[2]。專機所呈現的最大優勢其實是體現在調節、操作與維護方面，但是專機也存在一些不足：其一，專機槍頭鎖緊機構的使用過于頻密，導致設備的牢固性降低。此外則是進行焊接時，并沒有在中性方面體現出較好的性能，必須要進行人為干預；其二，專機持槍機缺乏穩定性，行走過程震動會導致焊縫表面紋理雜亂。3）機械手自動焊接。運用該焊接技術進行鋁合金車體焊接時，對于大部件的焊接一般都是運用龍門式與懸臂式焊接技術，對于焊縫跟蹤則是使用激光跟蹤，一般機械手焊接大部件都是使用雙絲，單絲焊接多用于早期設備系統中。該焊接技術的最大特點體現在持槍結構上，持槍結構十分牢固且焊接過程具有較強的穩定性，為焊接狀態的一致性與焊接質量提供了保障。但是機械手自動焊接更換焊絲速度較慢，且操作復雜度，難以維護，以此也為其實際應用帶來了挑戰。

3轉向架構架焊接

一般軌道客車的轉向架構架多以低合金鋼為主要材料，受近年來高速列車技術發展的影響，這一材料也逐漸被改良，在此之后也被廣泛應用于高速車與A型地鐵。轉向架構架中主要包括了牽引梁、橫梁、側梁以及制動吊座等小件組焊，結構焊接的形狀受結構復雜性與材質焊接性質影響。通常轉向架構架有一定數量的焊縫，且板材厚度也比較大，除了一些小件以外，更多的是厚度超過8mm的厚板，對于這一部分材料的焊接，都是使用多層多道焊接工藝[3]。現階段，側梁外部長大焊縫的焊接多運用機械手單絲（雙絲MAG）焊，對于一些小件弧形與環形焊縫，均是運用小型機械手自動焊工藝，剩余一些無法使用機械手焊接的焊縫則是使用手工MAG焊，只有極少數高質量、高等級且無法用機械手完成的焊縫，才會運用手工TIG焊接。除此之外，也有少數填充量比較大的焊縫是用藥芯焊條實現焊接。

4結束語

綜上所述，焊接技術是確保軌道客車運行質量的重要前提，只有掌握了焊接技術的精髓，才能在實際焊接過程中保證其焊接質量，進而推動我國軌道客車制造行業的全面發展。

作者:劉佳宇 高 斌 高洪山 寧 朋 單位:中車青島四方機車車輛股份有限公司

【參考文獻】

［1］張欣盟,何廣忠,韓鳳武.軌道客車鋁合金車體制造攪拌摩擦焊技術的應用研究[J].金屬加工(冷加工),2016(S1):561-563.

軌道焊接范文2

【關鍵詞】 卸船機軌道 焊接裂紋 原因分析 預防措施

隨著港口貨物裝卸量的迅速增加，對卸船機作業提出了新的要求，裝卸設備生地系統中的軌道中采用QU120的鋼軌焊接而成，從而形成無接頭的軌道，提高了卸船機行車的可靠和使用壽命，保證卸船機作業的順利進行，由于軌道焊接接頭出現過斷裂現象，影響了橋吊的正常裝卸作業，因此分析產生裂紋的原因和預防措施非常之必要。

1 鋼軌及焊接材料的分析

鋼軌采用平爐冶煉鎮靜鋼構造，型號為QU120，抗拉強度σb≥900MPa，牌號為U71Mn，它的化學成份見表1：

鋼軌焊接材料采用低氫鈉型低合金高強度鋼，焊條J607，其抗拉強度σb≥590 MPa，伸長率σs≥15%，沖擊值≥27J。

軌道焊接在碼頭面中的寬400mm，深170mm的軌道槽內進行，單根鋼軌長度12m，焊接連成1000m左右的無接頭軌道。軌道焊接接頭間隙為15～20mm，鋼軌接口兩邊250mm的范圍預熱350～450℃，軌道焊接接頭是連續不間斷地從下到上多層焊接而成，而后用石棉布覆蓋保溫12h。

2 斷口發現時間

軌道焊接在6月份進行，斷裂出現在次年1月份。

3 斷口宏觀分析

肉眼和低倍放大鏡對斷口進行觀察分析，軌道下緣斷口有缺陷存在，此處成為斷裂源，缺陷處產生塑性變形能力差，在低溫和卸船機輪壓機的共同作用下產生了脆性斷裂。

4 斷裂原因分析

（1）不良的焊接工藝：在軌道焊接中，焊接時焊接操作不成熟，預熱溫度不夠，在缺陷出現而未能及時消除狀態下，最重要的影響因素是溫度應力狀態加載速度，溫度下降及加載速度增大時，接頭的底層出現未焊透缺陷中產生脆性斷裂的傾向最嚴重。

（2）焊接缺陷成為裂紋源：軌道焊接接頭中，40%脆性斷裂是焊接缺陷處開始的，在所有的焊接缺陷中，焊接裂紋是最危險的，在外載作用下，裂紋前沿附近產生少量塑性變形，同時尖端有一定量的開張位移，使裂紋緩慢發展，外載到某一臨界值時裂紋以高速擴展，此時裂紋如位于高值拉應力區引起整個軌道接頭的斷裂，除裂紋外咬邊，未焊透，焊縫表面成形不良，也會發生軌道的脆斷。

（3）焊接應力的存在：當構件上承受局部載荷成經受不均勻加熱時，都會在局部地區產生塑性應變，當局部外載撤去以后或熱源離去，構件溫度恢復到原始的均勻狀態時，構件內部發生了壓能恢復的塑性變形。應力使材料的塑性韌性降低，容易導致脆性斷裂。

5 預防焊接結構脆性斷裂措施

（1）對軌道的焊接接頭進行試驗，形成合理的焊接工藝，減少焊接缺陷，焊縫的抗拉強度≥600MPa，宏觀分析無缺陷。

（2）合理裝配順序，軌道對接接頭間隙要正確，截面的重心位置要對稱。

（3）控制焊接熱輸入量，過小的焊接熱輸入量造成淬硬組織并易產生裂紋，過大的焊接輸入易造成晶粒粗大和脆化，降低接頭的韌性，控制焊接熱輸入，改善組織結構非常必要。焊接工藝參數，手工焊條電弧焊，直流反接，第一道焊條直徑φ4，焊接電流160～180（A），焊接電壓26～28（V）；第二道～n道φ5，焊接電流180～240（A），焊接電壓26～28（V）；最末道φ4，焊接電流160～180（A），焊接電壓26～28（V）。

（4）預熱溫度控制接頭兩側250mm范圍內預熱均勻，特別是要在鋼軌下緣預熱達到350℃以上，是起焊接溫度不致過低，焊接結束后，預熱350～450℃以上，并用多層石棉布覆蓋，保溫12小時。

（5）正確選擇焊條直徑及擺動方法，由于接口間隙較小，焊條沿縫隙縱向45°作鋸齒形擺動，第一層用φ4直徑電焊條，并且兩側稍停留，保證有2～4mm熔深，蓋面時用φ4直徑電焊條，使焊縫余高1～2mm，并且與母材均勻過渡，焊接時結合焊條送進保證焊條的電弧長度在2～3mm之間，兩邊銅模離軌道控制在2～3mm之間，便起排渣作用。其余各層用φ5焊條，在每道焊縫的起始終止時的焊接中注意運條方法，防止焊縫不平或渣排不出。

（6）焊接接頭檢查，外觀經肉眼檢查焊縫接頭表面無裂紋、未熔合氣孔、夾渣，焊瘤等焊縫缺陷，而后進行無損檢查，首先用PT檢測，檢測標準按JB/TB6062-92Ⅲ級表面缺陷的檢驗率，對焊接接頭表面及近表面的缺陷進行有效的檢驗，再用UT檢測，檢測標準按GB/T11345-1989Ⅲ級，確保焊縫內部缺陷的檢驗率。消除焊縫缺陷，提高對焊縫缺陷的判斷能力。

軌道焊接范文3

[關鍵詞]焊接；質量管理；核電；常規島

中圖分類號：TU712 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）06-0101-02

1 前言

核電常規島的安裝焊接基本采用手工焊工藝，焊接質量易受焊工行為和技能的影響而造成產品質量不穩定。焊接接頭的性能直接影響設備在核安全狀態下的穩定運行，對核電站安全運行極其重要。為得到優良的焊接質量，必須執行預防為主、持續改進的質量方針，嚴格控制焊接過程。

本文針對核電站常規島安裝過程現場焊接質量控制，敘述了核電站安裝工程的焊接質量管理要點，為今后的核電建設提供借鑒。

2 焊工管理

2.1 焊工培訓

核電項目焊接質量的高低，關鍵在于焊工的操作技能和整體素質，而提高焊工技能和素質的關鍵，在于培訓質量和效果。培訓可分為焊工操作技能培訓和質量理念培訓兩大類。策劃并落實好每一個培訓項目和培訓效果，并將之貫穿在整個工程施工過程中，對焊接質量提高有著極其重要和事半功倍的作用。

2.1.1 焊工操作技能培訓

在工程前期，焊工操作技能培訓主要是大批次的基礎培訓和上崗前的取證培訓，中后期主要是對特殊項目、材質、位置的模擬和增項取證培訓，以及針對現場出現的質量缺陷進行強化培訓。必須進行焊工培訓的目的有以下幾個方面：

（1） 初次參加核電施工的焊工，個人操作技能水平參差不齊，安排工作時不利于盡人所長。通過培訓可以提高焊工的整體水平，了解每名焊工的技術特點，合理的分配工作，提高工作質量和效率。

（2） 核電常規島的設備、管道材質等與常規火電機組存在著區別，如：銅母線焊接、20控Cr鋼焊接等，在火電機組中很少遇到，其焊接工藝和操作性能需要通過培訓來掌握要領。

（3） 核電常規島安裝過程中，大量的中大徑不銹鋼焊口需要現場組對焊接，不銹鋼手工氬弧焊時，采用搖擺焊操作手法可以有效提高不銹鋼焊接質量和外觀工藝。但此種手法在火電施工中應用較少，焊工操作不熟練，通過培訓提高焊工這方面的技能。

2.1.2 焊工質量理念培訓

焊工對核電文化的理解和接受，對焊接過程的質量控制至關重要。但大多數焊工來自于各個火電施工項目，大部分沒有核電施工經驗，思想上還存在著常規火電的工作思維，不利于焊接質量的控制。制定并執行以下培訓措施，提高焊工執行質量控制和質保程序的意識：

（1） 制作核電以往發生的相關質量案例培訓材料，通過圖文并茂的教材，配合相關聲像資料，反復對焊工進行培訓教育，提高焊工整體質量意識，避免類似質量事件的發生。

（2） 制作核電特有文化和理念培訓材料，不斷向焊工灌輸核電文化理念，如：“核電建設期的質量，就是核電運行期的安全”、“一次就把事情做好”等核電理念，讓焊工從內心接受它，從整體上形成核電焊接特有的質量氛圍，從而更有利于工程的質量控制。

（3） 制作焊工習慣性違章事例培訓材料，通過培訓和警示，提醒焊工將習慣性違章變成不違章。

（4） 制作核電管理程序和制度培訓材料，按程序施工是核電工作的標準，要特別注重焊工行為規范、工藝紀律和思想觀念的培訓，要長期保持焊接質量的穩定提高，就必須有統一標準的焊接行為和嚴格的制度約束。

2.2 焊工日常管理

在日常的焊工管理中，運用目標管理、動態培訓、量化考核、加強過程控制和監督等一系列現代化管理方法，調動焊工的工作積極性，提高質量意識。特別是量化考核，利用焊接當量將不同規格直徑、壁厚、材質的焊口折合成統一考核標準，再與焊口合格率結合起來，操作簡便，實用性強，能有效促進焊工內部的良性競爭，激發焊工的潛能和積極性，保證焊接質量穩步提高。

各級管理技術人員對現場嚴格監督，將焊工每天在現場的行為規范、工藝紀律等信息，都進行圖片文字記錄，通過在班組內裝設的電腦和投影儀，及時在班會上曝光現場發生的各種不規范行為，時效性得到了最大發揮，有效提高焊工自我約束意識和積極向上的行為。

3 過程質量控制措施

3.1 量化考核，良性競爭，穩步提高焊接質量

為統一焊接工程量和焊工工作量的統計口徑，使焊接工程量和焊工工作量具有可比性，量化焊接生產效率的考核指標。焊接當量的使用使得統計工作量顯得簡單方便、操作性強。在實際操作中，將焊接當量和焊口合格率結合起來，制定了焊接質量和工作量的考核辦法，每個焊工的業績數字化并將其公布，對焊工的考核和評比做到公開、公正、公平，促進焊工內部的良性競爭，激發焊工的潛能和積極性，保證焊接質量穩步提高。

3.2 利用部門站班會，提高執行力

核電項目管理程序復雜、嚴格，每天各種會議、各級檢查項目繁多，內容需要及時傳達到部門每位職工才能提高執行力。通過堅持每天部門全體職工統一站班會制度，可極為有效地提高部門執行力。站班會上，負責人、安全、質檢、技術、班長等人員針對昨天的工作，進行有針對性的點評或表揚，提出改進措施，對當天的工作重點提出執行要求和標準，及時有效地宣貫各種會議規定或精神，責任到人，壓力到位，可充分調動各級人員的責任心，提高執行力。

3.3 通過搭建核心班組，規范焊接作業

軌道焊接范文4

關鍵詞：地鐵軌道施工；常見問題；對策

中圖分類號：TU74 文獻標識碼：A

地鐵軌道是列車運行的基礎，并且地鐵軌道施工的好壞直接影響到整個地鐵建設工程的質量和工期，地鐵軌道施工中，不可避免的會遇見許多問題。在施工的過程中遇見了問題，要主動及時的將問題提交軌道施工負責部門，這些施工中的問題必須引起施工單位足夠的重視，軌道承包商應當同有關部門協商處理解決這些問題。以保證地鐵軌道施工建設能夠順利進行，保障整個地鐵建設工程質量。

1 地鐵軌道施工概述

1.1 地鐵軌道結構的形式

最常見的地鐵軌道結構的形式是鋼輪鋼軌系統，這種軌道由鋼輪輪緣和鋼軌之間的作用里來提供導向力。輪緣是有高度h和坡度的，鋼軌頂面也是由圓弧組成，保證鋼輪向中間靠。

1.2地鐵軌道施工工藝原理

地鐵軌道的鋪設是將超長鋼軌鋪設在整體道床上，從而形成質量較高的無縫軌道線路，這種無縫線路抗列車沖擊以及抗疲勞作用能力強，運行過程中列車能保障列車行駛平穩、高速，整個軌道線路使用壽命較長，但是需要注意的是整體道床的施工對地鐵施工精度要求嚴格，施工的難度相對較大。

1.3 地鐵軌道具體施工方法的選擇

短軌枕式整體道床施工方法可分為兩種,一是換軌鋪設法,即首先用工具軌鋪設整體道床,永久軌在隧道外焊接成長軌后,再運至隧道內換鋪;二是一次鋪設法, 不用工具軌,一次鋪設無縫線路,即用25 m 標準長度鋼軌,按換軌鋪設法用工具軌鋪設整體道床施工工藝要求,鋪設整體道床,所有鋼軌接頭在隧道內進行焊接。

換軌鋪設法施工。該方法鋼軌焊接除聯合接頭外均在鋪軌基地進行,焊接質量易保證; 同時避免了隧道內的空氣污染,減少了施工干擾,各施工單位均有成熟經驗;但工具軌的鋪設與拆除需增加工程投資,施工周期相對較長。一次鋪設法,在隧道內焊接鋼軌易造成空氣污染,施工干擾大,需做好施工組織設計,減少窩工,減少工程投資,施工周期相對較短。

1.4 無縫技術

為了改善鋼軌接頭的工作狀態，人們從本世紀三十年代開始至今，一直致力于這方面的研究與實踐,采用各種方法將鋼軌焊接起來構成無縫線路。無縫線路用焊接長軌條鋪設的軌道，因為長軌條沒有軌縫而得名。無縫線路類型 無縫線路分溫度應力式及放散溫度應力式兩種。目前世界各國絕大多數均采用溫度應力式無縫線路。焊接長鋼軌線路就是無縫線路。一般而言，焊接長鋼軌的無縫線路長為1～2km，目前技術上已可能做到全路段的超長無縫線路。

2 地鐵軌道施工常見問題分析及對策

2.1.輔助軌道基地的具體設置方面

一般情況下，軌道的鋪設基地建立在車輛通行地段或者停車場，利用這兩個地方足夠便利的地理環境對軌料儲備、組裝軌排等大型作業進行統一實施。而對于輔助軌道基地的設置而言，就更為容易、靈活。如果在工程中還包含有高架建設區間，那么就輔助軌道設置而言，應該就高架區間進行設置，如果地鐵全程都為地下線路，那么輔助軌道的設置一般是選擇明挖車站區間，其具置也可以設置在中間部分（針對本條線路而言的），同樣也可以選擇在整個工程的終點位置或者是起點位置。

輔助鋪軌基地位置所在環境應該相對平整，具備一些設備正常使用的條件，在其周圍的道路通暢度高，并且能夠對物資車輛正常的使用通行，并且可以與電水系統有效連通使用。基地總長度一般保持在200m以上，如果條件困難的必須保持在150m以上，寬度一般保持在25m以上，困難時保持在20m以上。基地內部配置應該為長方形。由于場地的限制以及其它因素的影響，通常情況下鋪軌基地會包含以下幾個方面：生產辦公場所、鋼軌（規格：25m）堆放場、配件堆放場以及施工人員休息生活區等等。

2.2 鋼軌焊接方面

2.2.1 對鋼軌的型號以及性能呢過進行選擇 地鐵正弦采用60kg/m的鋼軌，硬度較高的鋼軌一般使用在鐵路方面，對地鐵并不適用。在地鐵軌道建設中使用u75v的熱軌與車輪的匹配度最好，并且價格相對合適，所以筆者推薦。

2.2.2 鋼軌焊接主要過程 就目前而言，我國對鋼軌焊接方面的工藝主要有3種，第一種是接觸焊，第二種是氣壓焊，最后一種是鋁熱焊。

接觸焊的焊接原理在于利用電流通過電阻時產生的熱量來進行焊接施工，在經過一定程度的頂鍛加工以達到焊接的目的。接觸焊就目前水準來講，其焊接的效率更高，焊接的質量更好，目前在世界范圍內被廣泛應用，同樣也是我國主要的焊接工藝之一。

對于鋁熱焊而言，其施工的環境相對較差，經過焊接后，焊接接頭的質量得不到足夠的保證，焊接后達到的極限強度也僅僅是母材強度的百分之七十左右，在進行焊接施工的時候一般不予采用。更覺相應試驗資料表明，對長鋼軌各種焊法進行比較，將焊接接頭的質量以及木材強度的百分之百作為比較內容。

2.3 既有工程以及續建工程的鋼軌焊接

當進行續建工程的設計時，施工人員一般采用的是與既有工程一樣的鋼軌材料，但是所采購的相關廠家與既有工程的廠家并不一樣，即使存在著一致，也會在批次以及時間上存在一定的差異，因此在鋼材的選用上，及時統一形式，其具體內容也不盡相同，這就帶給鋼軌焊接工程極大地困難。

對于材質不同的兩根鋼材，分別對其進行接觸焊或者是氣壓焊，對于各自的焊接質量都難以保證。并且就接觸焊而言，其需要的具體施工時間較長，需要的空間更大，如果當既有工程開始施工后，一般都不會具備接觸焊方面的條件。就移動式的氣壓焊來講，雖然有足夠的施工空間，但是如果當既有工程開工后，地鐵工程各方面時間較短，在時間方面，并不能滿足其具體的要求，在考慮到相應的焊接原理，如果仍然選擇在此使用氣壓焊的方式進行焊接工程，可能會導致一定的病害，形成一定程度的隱患。

所以針對城市地鐵軌道交通的既有線鋼管焊接以及續建部分的鋼管焊接，一般情況下是采用鋁熱焊的施工方式，鋁熱焊也表現出了十分合適的優勢，比如它所需要的工藝相對于簡單，比較適合流水性較強的作業，但是在對于了鋁熱焊行工藝進行施工時，需要對砂型、氧氣瓶以及加熱時的工作壓力等進行一定嚴格性的硬性要求，以保證焊接工程得以竣工，并且保證焊接的質量。

參考文獻:

[1] 何海健，項彥勇，劉維寧等.地鐵車站隧道群施工對鄰近橋樁影響的數值分析北京交通大學學報（自然科學版），2011，（04）.

[2] 劉傳宏.CRTSⅠ型板式無砟軌道底座及凸形擋臺施工質量控制[J].上海鐵道科技，2010，（02）.

[3] 劉寶慶.高速鐵路Ⅱ型板式無砟軌道平順性控制技術[J].中國新技術新產品，2011，（11）.

軌道焊接范文5

關鍵詞：CRTS I型無砟軌道排架；制作方法；技術

中圖分類號：TU74 文獻標識碼：A 文章編號：

無砟軌道排架用于普通鐵路、客運專線及高速鐵路，特別適合于成區段高精度的無砟軌道鋪設。無砟軌道排架整體結構為框架式，集工具軌、側模板、支承架為一體，用60kg/m鋼軌和主梁制造。每榀排架長度為6.492m，整體鋪裝質量為6.5t，縱向連接使用和60kg/m型鋼軌配套的魚尾板。軌道排架各部分尺寸和軌面高程按鋪設60kg/m鋼軌技術條件設計。因為軌道排架的精度要求非常精確，所以排架的制作方法、工藝、焊接變形的控制成為制造排架的主要技術問題。

1排架的結構及技術要求

無砟軌道排架主要由主架、立架、模板、模板調節器、軌向調節器等組成。軌道排架主架是由6根橫向不等間距放置的主梁、螺桿調節縱梁、鋼軌組成，主梁的兩端通過螺栓連接立架，立架上設計有調節排架高度的調整裝置，立架的底部還有軌向調節器和模板調節器，分別用于定位排架和調節模板，立架內側設計有縱向模板。另外根據主架和立架寬度尺寸的不同，又分為中架和邊架。

軌道排架技術參數：1）、軌道排架軌距1435±0.5mm； 2）、軌底坡坡度1：40mm； 3）、排架長度6492±1 mm ，方正度＜1 mm； 4）、鋼軌直線度及平面度＜0.5mm，鋼軌高度偏差＜0.3mm； 5） 道床鋪設寬度2800mm；6）道床鋪設厚度300mm；7）高程調整量±150mm ；8） 軌枕間距650±5mm；9）軌向調整量 ±30mm ；

排架的作用和優點

軌道排架上的工具軌用于懸掛、定位軌枕；立架上的螺柱調整軌道排架高低、水平；軌向調節器調整軌道排架橫向和固定；模板調節器調整側模板位置；兩側模板保護立架框架，使其在現場澆筑后能順利脫模拉出；中間模板保證整體道床的成型。軌道排架優點在于軌距、軌底坡、軌枕間距三項主要尺寸指標，用機械方式固定，且結合調整裝置、縱向模板為一體，縮短了鋪枕調整時間，保證了施工質量。

無砟軌道排架的制作

軌道排架的制作精度要求極高，所以在制作的過程中所有工序必須達到設計要求。各部件的尺寸應嚴格按照圖紙加工，以確保產品的精度。零部件下料時必須在設計尺寸的基礎上加放切割加工余量和焊接收縮量。下料前，應按設計尺寸合理排料，盡量減少多余邊料，提高材料利用率。在制作的過程中，為了達到技術要求，必須使用統一胎具進行生產，所有工序都必須反復測量，確保拼焊時各工件之間相對定位，達到安裝設計要求。在拼焊之前，專職檢驗人員應抽樣檢查測量，確保各工件的配合尺寸是否準確、矩形鋼管、鋼軌是否變形，對于發生變形的予以校正，進而實施拼裝、點焊、焊接。焊接時應嚴格按工藝流程和技術要求執行，焊接參數應符合要求。噴漆時要求整體美觀、直感好，底面漆厚度為40～50μm。

胎具的制作

制作軌道排架的過程中，為了保證技術要求，首先需制作高精度的工裝胎具。胎具主要由鋼結構平臺、軌底坡底座板、固定裝置、壓緊裝置等組成。其中軌底坡底座板是關鍵部件，決定著軌道排架的軌底坡坡度是否合格，軌底坡底座板要由銑床加工出1:40mm的軌底坡。還要用水平儀反復測量鋼結構平臺的搭建是否水平，測量好后焊接在固定位置。

軌道排架主架的制作

排架的主架是用主梁、60kg/m鋼軌、夾板組等通過螺栓連接及焊接成型的。軌距調整主要通過夾板組來調整，夾板組由連接板和魚尾板組成，魚尾板內側和鋼軌的軌腰配合，魚尾板的外側和連接板配合。連接板分兩種，板厚δ30的連接板需在一面銑出臺階和對應銑臺階的魚尾板配合；板厚δ20的連接板和魚尾板都不銑面直接配合，這兩種配合在單根鋼軌上交替使用，進而使排架的軌距更加恒定，不因吊裝、搬運而發生變化。加工連接板和魚尾板時，應按設計要求加工，特別是連接板和魚尾板銑臺階加工，加工精度要嚴格控制。夾板組在安裝時，螺栓預緊力必須大于44Nm，要求敲擊震動裝配，消除內應力，裝好后要用萬能軌距尺反復測量軌間距，確保在誤差范圍內，然后進行焊接。焊接好后還需復查軌間距，如有變化，需調整夾板組進行校正。

主架加工的難點是切割主梁上放鋼軌用的鞍形槽，其底面是軌底坡，要求為1：40mm，它決定鋪軌的坡度。加工中采用數控線切割工藝，但由于切割產生割縫，因此，割縫時要根據割嘴精度差別正確加放補償值，一般加2mm。另外考慮到切割受熱變形的因素，在切割時先保留上部邊緣，等待矩形管切口處冷卻后，在切割掉上部邊緣，這樣就可防止由于受熱變形而使軌底坡發生變化。切割后必須經過校正才能進入下道工序，主要是保證矩形鋼管的平整和消除應力。主架的另一個加工難點是導向管的焊接位置，導向管是用于插中線指針的，決定著排架現場施工時的直線度。在制作的過程中按照軌距尺寸制作了模具，在模具的中心位置焊接了定位銷，在排架上焊接導向管時，就用模具定位導向管的位置，保證準確無誤。

軌道排架的主架組焊時焊接電流控制在170～230A，電壓20～22V，焊縫高度為4～5mm，焊接質量要求無氣泡、焊漏、焊瘤。焊接后要進行時效處理，再吊出胎具，測量主要數據，將焊接變形控制在允許誤差范圍內。還要徹底打磨焊渣，清洗表面。

鋼軌在使用前，必須檢驗其直線度和軌面平面度，如果有達不到要求的，必須進行校正，經檢驗合格后方可使用。

排架立架的制作

排架立架也是框架式結構，用矩形管按照設計組焊而成。框架上與主架連接，下與調整螺桿連接，起固定和調整軌道主架作用。在制作過程中，立架上下橫梁φ70的孔采用線切割加工，成型時要保證上下兩孔的同心度。M48×4的螺桿螺套在機加工時必須保證配合精度，且要進行法蘭處理，以保證強度，螺套焊接必須保證孔位垂直，不能有焊點焊渣。連接板要通過定位銷與主架連接后再進行焊接，立架與主架連接板配合公差為2mm，要保證制作精度和現場安裝的互換性。

軌向調節器的制作

軌向調節器用于固定和調整軌道排架，加工難點是支座上的長條滑槽需在銑床上一次定位加工，消除多次定位的累積誤差。滑塊上一面為凸出的鍵，一面為突出的圓環，加工時，可先加工凸鍵之后圓環采用焊接的形式，槽和鍵的配合要滿足精度要求，確保螺栓調節暢通無阻。

4先進性分析

無砟軌道排架的制作方法、技術要求都很嚴密，其中主梁下料、軌距調節、成型軌道框架都是關鍵技術問題，設計中下料采用了數控切割，軌距調節通過夾板組，軌道框架成型借助于胎具，這些優化的設計保證了軌道排架的軌距尺寸、軌底坡等重要技術指標。

5結語

無砟軌道排架做為工具用于現場鋪設軌枕，方便控制施工質量和提高工效的作用，便于程序化，規范化操作和管理。目前，我公司成功地制作出了滿足驗標要求的結構形式，該軌道排架經多次負載試驗，各項指標均達到設計要求，現已在中鐵十七局集團蘭新鐵路甘青段項目中應用，施工過程非常順利，使用效果良好。

參考文獻

軌道焊接范文6

關鍵詞：城市軌道交通；回流電纜；鋼軌連接

中圖分類號：C913.32 文章標識碼：A文章編號：

1 電纜與鋼軌連接的相關要求

一般情況下，軌道交通的鋼軌作為回流軌使用，為了降低鋼軌電位，減少雜散電流腐蝕以及旅客觸電事故的發生，要求鋼軌回路的電阻應盡量小。在CJJ49-92《地鐵雜散電流腐蝕防護技術規程》中，對回流通路電氣連接的要求如下：“地鐵線路中的道岔與轍岔的連接部位應設置銅引連接線，其截面面積不應小于120mm2，銅引線與鋼軌之間應焊接，接頭電阻不應超過1m長完整軌道的電阻值。”

所以，電纜與鋼軌的連接方式應保證接頭處的接觸電阻處于規范要求的范圍內，從而降低鋼軌電位。

2 國內軌道交通電纜與鋼軌連接方式概述

2.1快速銅熱焊接

快速銅熱焊接是鋁熱焊接的一種，此種連接方式在廣州地鐵、北京地鐵有應用實例。

圖1 快速銅熱焊接

單根電纜分股焊接是將單根的軟電纜分成三股，每股電纜都進行編扎，編扎后的末端使用終端頭固定，再將終端頭焊接至鋼軌腰部。由于快速銅熱焊接在工藝方面的要求較高，往往會造成焊接接頭鋼軌側熱影響區出現馬氏體組織，導致鋼軌變脆變硬，而現場改進焊接工藝較復雜，目前廣州地鐵已計劃對此連接方式進行改造。故基本不推薦采用。

2.2放熱焊接

放熱焊接是從國外引進直接應用的焊接方法，其原理是通過鋁與氧化銅的化學反應（放熱反應）產生液態高溫銅液和氧化鋁的殘渣，并利用放熱反應所產生的高溫來實現高性能電氣熔接的現代焊接工藝。武漢輕軌、北京地鐵四號線、十五號線、大興線、十三號線、上海地鐵、南京地鐵等均采用該焊接方法。

根據目前國內地鐵的做法，放熱焊接分為兩種形式，一種為電纜銅芯與鋼軌直接焊接；另一種利用銅排與鋼軌的焊接，銅排再接電纜。

單根電纜焊接技術在城市軌道交通中應用較為廣泛，歐美以及香港等地的軌道交通中多采用此種方式。此種連接方式的優點是在鋼軌上的焊接面積較小，現場施工精度要求較低，對鋼軌的影響較小，現場可控性高，電纜與鋼軌的連接牢固可靠。且過渡電阻小，且結合面無腐蝕。經過長期的運營后，過渡電阻變化很小。上海地鐵和南京地鐵運營期間皆反映效果良好。

圖2 單根電纜直接焊接方式

銅排焊接目前在北京已建的工程中應用較多。此種連接方式占用鋼軌長度最小，在鋼軌上的單點焊接面積最大，銅排與鋼軌連接后要承受頻繁的動載荷，容易在集中應力處損壞，如果斷裂，載流面積大幅度降低，影響回流回路通暢。具體的連接方式主要是現將銅排按照放熱焊工藝焊接至鋼軌腰部，再將電纜連接至銅排上。現場焊接照片詳見圖3：

圖3 利用銅排與鋼軌焊接方式

此種連接方式目前在北京地鐵工程中使用較為廣泛，此種連接方式缺點是在鋼軌上的單點焊接面積較大，且在現場操作時受天氣、施工單位工藝水平的影響，可控性稍差，優點是在鋼軌上焊接點少，焊接一塊銅排可連接多根電纜。

2.3栓接

栓接方式分為：單根電纜栓接、銅排栓接。

一種為在鋼軌中軸打孔安裝脹釘；栓接方式需要在鋼軌上打孔，對鉆孔直徑和打孔間距都有嚴格的要求。根據調查的試驗結果表明，栓接方式近期可以滿足過渡電阻不大于1米長（標準60kg鋼軌）鋼軌電阻值的要求，單根電纜栓接往往用在電流較小的地段中。在軌道交通中，在長時間的鋼軌運行中受震動影響較大，需要經常檢修，測量連接電阻，如檢修不及時容易造成連接松動、銹蝕等問題引起接觸電阻增大，接觸面溫度升高，進而再次導致電阻升高的后果，影響回路回流效果，同時也容易引起軌電位升高。

具體連接方式為在軌腰中部打19mm或22mm的孔，用液壓拉鉚機使銅套膨脹后緊帖在軌腰的孔內，然后用螺栓將電纜連接在銅套上。現場照片如圖4所示：

圖4 單根電纜栓接方式

另一種連接方式為定制加工特殊鋼軌魚尾板，魚尾板與鋼軌栓接，魚尾板再接電纜。北京地鐵昌平線有采用。

圖5 鋼軌魚尾板栓接方式

3 連接方式比選

表1 連接方式比較

4 回流連接方案建議

目前國內外城市軌道工程中，特別是大電流的供電系統中，普遍采用的連接方式為單根軟電纜直接焊接至鋼軌腰部的連接方式，如香港地鐵、上海地鐵等軌道交通，經過已開通工程的檢驗，此種連接方式安全可靠。此方式的特點是焊接時在鋼軌上的焊接面積較小，現場施工精度要求較低，對鋼軌的影響較小，現場實施質量較容易控制，實施后電纜與鋼軌連接牢靠，有利于鋼軌回流通暢，從而抑制鋼軌電位升高，保證地鐵正常、安全運行。建議優先選擇放熱焊接方式，以滿足系統長期運行的要求。

5 避免焊接時對鋼軌造成損傷的措施

（1）選擇高品質的進口放熱焊接材料，以有效控制放熱焊接溫度。

（2）焊接作業前應對鋼軌焊接部位進行探傷檢測，排除鋼軌自身的材質缺陷。

（3）正式施工之前，委托權威機構對焊接后的鋼軌進行金相組織分析，以檢查是否其符合鋼軌焊接標準要求。（南京地鐵做過類似實驗）

（4）焊接作業人員應經過培訓合格后才能上崗，嚴格執行焊接操作規范。

（5）焊接時對鋼軌的加溫預熱必須滿足焊接工藝參數要求，放熱反應結束后，對焊接位置的鋼軌進行緩冷加熱處理。

（6）焊接完成后，對鋼軌進行保溫處理。

參考文獻

[1] 于小軍，蒙占剛，陳慶虎. 回流銅板與鋼軌的螺栓連接方式[J] .現代城市軌道交通，2007（1）：32-33.

[2] 姚偉偉，員鴻濤，丁韋，等. 地鐵電纜與鋼軌快速銅熱焊接方法的分析研究[J].城市軌道交通研究，2006（3）：51-53.