西安地鐵二號(hào)線軌道移動(dòng)式閃光焊接施工技術(shù)

吳平

（中鐵一局集團(tuán)新運(yùn)工程公司，陜西咸陽(yáng) 712000）

1 工程概況

西安地鐵二號(hào)線一期工程正線全長(zhǎng)20.35km，鋪軌長(zhǎng)度為41.6km。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，二號(hào)線正線及出入段線一般地段鋪設(shè)跨區(qū)間無(wú)縫線路，道岔內(nèi)及兩端軌縫采用凍接接頭，輔助線和地裂縫設(shè)防地段兩端采用普通線路。全線鋼軌接頭共計(jì)有4150個(gè)，其中閃光焊接接頭3658個(gè)。

2 無(wú)縫線路施工工藝及焊接方法

2.1 無(wú)縫線路施工工藝

目前國(guó)內(nèi)無(wú)縫線路施工方法主要有換鋪法和直鋪法兩種。換鋪法是在基地將鋼軌焊接成長(zhǎng)軌條，然后在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行替換。該方法采用工廠化焊接作業(yè)，可更好地保證焊接接頭質(zhì)量，但因施工中需要大量的工具軌，并要進(jìn)行換鋪，工作量大，操作不便，且焊成的長(zhǎng)軌條不易運(yùn)輸，因此此方法主要是在國(guó)鐵施工中采用。

直鋪法采用現(xiàn)場(chǎng)焊接25m 短鋼軌的方法，省去長(zhǎng)軌運(yùn)輸和工具軌換鋪的麻煩，操作簡(jiǎn)便，可大大提高生產(chǎn)效率，地鐵施工均采用直鋪法施工。

2.2 無(wú)縫線路焊接方法選擇

目前無(wú)縫線路現(xiàn)場(chǎng)鋼軌焊接方法主要有閃光焊、氣壓焊和鋁熱焊。閃光焊因?yàn)榭梢跃_控制焊區(qū)的溫度，能保證焊接接頭的穩(wěn)定性，焊接速度快，焊接質(zhì)量能得到可靠的保證，從而在地鐵施工中被大量采用。

3 閃光焊施工工藝

3.1 閃光焊接設(shè)備

西安地鐵二號(hào)線軌道采用移動(dòng)式閃光焊接，采用的焊接設(shè)備是由瑞士引進(jìn)的移動(dòng)式鋼軌閃光焊機(jī)AMS60，該焊機(jī)體積較小，且配備合理的動(dòng)力設(shè)備，施工中采用軌道車進(jìn)行牽引，適宜洞內(nèi)移動(dòng)作業(yè)。

圖1 接觸焊原理圖

3.2 閃光焊接施工工藝

3.2.1 型式試驗(yàn)

型式試驗(yàn)是正式焊軌前的試驗(yàn)性生產(chǎn)，是保證焊軌質(zhì)量和正常進(jìn)行的基礎(chǔ)。型式試驗(yàn)所用鋼軌必須與實(shí)際使用鋼軌類型、廠家、材質(zhì)一致，試件生產(chǎn)工藝應(yīng)與實(shí)際生產(chǎn)工藝相一致。待型式試驗(yàn)合格后，方可進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)焊接。

3.2.2 施工工藝

（1）對(duì)位AMS60 移動(dòng)式閃光焊機(jī)。

圖2 移動(dòng)式閃光焊工位流程及流水工藝圖

（2）拆除扣件零件、鋪墊滾筒：當(dāng)移動(dòng)式閃光焊機(jī)進(jìn)入到工作作業(yè)區(qū)內(nèi)，要快速拆除焊接接頭前面至少1 根鋼軌的固定螺栓、絕緣軌距塊、彈條等扣件零件，并在長(zhǎng)鋼軌下每間隔5m 距離鋪墊一個(gè)滾筒裝置。

（3）鋼軌焊前檢查：主要是檢查鋼軌型式尺寸，鋼軌高度、軌頭寬度、軌底寬度、斷面不對(duì)稱、端面斜度（垂直、水平方向）、端部彎曲、軌身平直度等，如不滿足要求必須進(jìn)行鋸切割除。鋼軌就位必須保證兩根鋼軌縱向處于一條直線，保證軌端間隙不大于1mm，軌縫過(guò)大應(yīng)重新對(duì)夾。

（4）鋼軌端面除銹處理：需要將鋼軌端面和距離端面500mm 范圍內(nèi)的軌腰兩側(cè)表面進(jìn)行除銹處理，使鋼軌表面有90%以上的金屬光澤。同時(shí)必須磨平此范圍內(nèi)的凸出的生產(chǎn)日期、廠家等標(biāo)識(shí)。

（5）對(duì)正鋼軌接頭：使用自制的吊軌支架吊起鋼軌，通過(guò)支架上下、左右的移動(dòng)來(lái)完成鋼軌的對(duì)正。對(duì)正后使用機(jī)頭鋼軌夾緊機(jī)構(gòu)夾緊鋼軌，在夾緊時(shí)其對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)能將兩根鋼軌沿鋼軌中軸線對(duì)準(zhǔn)，對(duì)準(zhǔn)精度為0.3mm。

（6）焊接：焊接過(guò)程當(dāng)中，焊軌機(jī)操作人員應(yīng)注意觀察焊接過(guò)程，如果發(fā)生異常時(shí)應(yīng)迅速作出處理。焊接失敗之后，經(jīng)過(guò)處理可以重焊，但是必須保證焊接接頭冷卻至常溫方可再次焊接。如因焊接問(wèn)題需要切除焊接接頭，應(yīng)將該焊縫居中，兩邊各鋸切50mm 以上，并對(duì)鋼軌端部重新進(jìn)行處理，確保端面垂直度符合工藝要求后再行焊接。

（7）上扣件：焊接作業(yè)結(jié)束后，間隔5 根軌枕扣緊1個(gè)完好的扣件。

（8）焊軌機(jī)轉(zhuǎn)移：上一工序完成后，焊軌機(jī)及設(shè)備人員轉(zhuǎn)移到下一工作區(qū)并進(jìn)行對(duì)位。轉(zhuǎn)移時(shí)鋼軌焊接接頭處落槽溫度應(yīng)低于300℃。

（9）正火處理：工地焊頭必須即時(shí)進(jìn)行正火處理。正火處理起始階段鋼軌軌頭表面溫度應(yīng)在500℃以下，并保證型式試驗(yàn)確定的鋼軌正火工藝參數(shù)。

（10）焊接接頭粗磨：粗磨處理前應(yīng)先測(cè)量推瘤余量，根據(jù)余量對(duì)接頭區(qū)域內(nèi)非工作面、軌顎、軌底角上表面進(jìn)行打磨。因鋼軌外形偏差造成的焊接接頭不平順，可用圓順打磨方法進(jìn)行修整。打磨時(shí)進(jìn)給量應(yīng)適當(dāng)，不得將表面打虧，不得出現(xiàn)發(fā)黑和發(fā)藍(lán)現(xiàn)象，不得橫向打磨，打磨時(shí)砂輪片不得跳動(dòng)，打磨后表面須光整、平順。粗磨作業(yè)完成，要求焊接接頭軌底面、非工作面的打磨余量為0～0.5mm。對(duì)軌底角上表面打磨范圍為：軌底角上表面向內(nèi)打磨寬度為45mm 以上，縱向焊縫居中，向兩邊打磨寬度為85mm 以上。

（11）鋼軌焊縫探傷：當(dāng)鋼軌溫度到50℃以下時(shí)對(duì)鋼軌焊縫進(jìn)行探傷，焊縫探傷一般分為目測(cè)法和儀器檢測(cè)法。鋼軌焊縫表面的電擊傷、碰傷等缺陷可以通過(guò)目測(cè)檢測(cè)；鋼軌焊縫內(nèi)部的過(guò)燒、夾雜、未焊透等缺陷只能通過(guò)儀器進(jìn)行探傷。探傷時(shí)需要焊縫表面粗糙度在Ra1.6 以上，先對(duì)焊縫表面進(jìn)行處理，使其表面無(wú)銹蝕、斑點(diǎn)、氧化層、油和焊接濺射物等污物存在。

（12）焊縫打磨：先測(cè)量鋼軌焊縫兩側(cè)500mm 范圍內(nèi)水平和垂直方向的平直度，確定合適的打磨進(jìn)刀量，對(duì)鋼軌焊縫兩側(cè)500mm 范圍的鋼軌頂面和工作側(cè)面進(jìn)行仿型打磨。要求軌頭表面和內(nèi)側(cè)工作面的平直度應(yīng)為0～+0.3mm/m，打磨面應(yīng)平順光整，圓弧過(guò)渡輪廓應(yīng)圓順，不得有明顯的突出和棱角，工作面表面粗糙度不大于Ra12.5。

（13）焊縫驗(yàn)收：焊縫驗(yàn)收主要是焊頭的平直度要求，如表1 所示。

表1 焊接接頭允許幾何偏差表 /mm

4 結(jié)語(yǔ)

總結(jié)出移動(dòng)式閃光焊在西安地鐵二號(hào)線軌道工程無(wú)縫線路施工中的施工工藝及應(yīng)注意的技術(shù)要點(diǎn)，為以后的無(wú)縫線路的施工積累了一定的經(jīng)驗(yàn)。

［1］楊云堂.鋼軌的移動(dòng)式接觸焊工藝［J］.城市軌道交通研究，2006（9）：61-63.

［2］楊云堂，高林.北京地鐵5 號(hào)線現(xiàn)場(chǎng)鋼軌移動(dòng)式閃光焊接工藝要點(diǎn)研究［J］.鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2007（10）：96-99.

［3］TB/T 1632.1-2005，鋼軌焊接第1 部分：通用技術(shù)條件［S］.

［4］TB/T 1632.1-2005，鋼軌焊接第2 部分：閃光焊接［S］.