鋼軌焊接接頭外觀質(zhì)量控制

摘 要：通過(guò)對(duì)石板灘焊軌車間生產(chǎn)過(guò)程中影響鋼軌焊接接頭外觀質(zhì)量（平直度、表面質(zhì)量）的各工位進(jìn)行分析，采集了大量實(shí)踐數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證和總結(jié)，制定出了提高精加工外觀質(zhì)量的控制措施。

關(guān)鍵詞：鋼軌；焊接接頭；外觀質(zhì)量

隨著鐵路建設(shè)加快，為了滿足高速鐵路對(duì)鋼軌焊縫外觀質(zhì)量的要求，有必要對(duì)流程中影響焊縫外觀質(zhì)量的關(guān)鍵工序進(jìn)行分析，并進(jìn)行有效管理。

目前影響焊縫外觀質(zhì)量關(guān)鍵工序有：焊前檢查、存軌、除銹、焊接、粗打磨、長(zhǎng)軌存放及時(shí)效、精調(diào)、仿形磨、精磨、外觀檢驗(yàn)。

1 焊前檢查

焊前檢查項(xiàng)目有：鋼軌型式尺寸檢查（包含：鋼軌高度、軌頭寬度、軌腰厚度、軌底寬度、軌底邊緣厚度、斷面不對(duì)稱度、端面垂直子斜度、端面水平斜度）、鋼軌表面質(zhì)量檢查、端頭（兩端，下同）平直度、扭轉(zhuǎn)度。焊前檢查的目的是防止母材不合格的鋼軌流入焊接工序，造成錯(cuò)邊超標(biāo)。而影響焊縫外觀質(zhì)量的主要因素有以下幾點(diǎn)：

（1）端頭平直度：采用1m和2m平直尺和塞尺逐根檢查鋼軌端頭平直度。由于焊前無(wú)矯直設(shè)備，發(fā)現(xiàn)平直度不合格的鋼軌，必須將不合格端頭鋸切后重新檢查合格方能放行，否則會(huì)造成焊縫外觀平直度超標(biāo)。由于外觀平直度只檢查焊縫左右各500mm范圍內(nèi)鋼軌平直度情況，因此，鋼軌端頭1m范圍內(nèi)的平直度對(duì)焊縫平直度影響起決定性作用，此處只對(duì)鋼軌端頭1m范圍內(nèi)的平直度作分析討論。

技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定鋼軌“端部水平方向彎曲≤0.4mm/1m”，但是焊縫外觀平直度標(biāo)準(zhǔn)為“鋼軌側(cè)面工作邊-0.2mm-0.1mm”，這就出現(xiàn)了一個(gè)矛盾，即鋼軌母材平直度標(biāo)準(zhǔn)低于焊縫平直度標(biāo)準(zhǔn)。從日常生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)：a.高速鋼軌端部水平方向彎曲一般可達(dá)≤0.2mm/1m，遇彎曲稍大的情況也可通過(guò)后續(xù)工位（精調(diào)）修正。b.按照目前工藝，焊前檢查實(shí)質(zhì)上是對(duì)鋼軌進(jìn)行定性檢查，配軌工序也無(wú)任何規(guī)定，這就勢(shì)必出現(xiàn)前軌A端左彎與后軌B端（簡(jiǎn)稱AB端，下同）右彎鋼軌混焊的情況，反映出的現(xiàn)象即是焊縫處未錯(cuò)頭，但焊縫1m范圍內(nèi)錯(cuò)邊超標(biāo)。（2）扭轉(zhuǎn)度：采用鋼軌扭轉(zhuǎn)尺逐根檢查鋼軌端頭扭轉(zhuǎn)度。發(fā)現(xiàn)不合格的鋼軌，必須判為不合格。但是與端頭平直度檢驗(yàn)相同，扭轉(zhuǎn)度檢查也未記錄實(shí)際數(shù)值，也會(huì)出現(xiàn)AB端左扭與右扭鋼軌混焊的情況，反映出的現(xiàn)象是焊接工位對(duì)頭困難，焊接接頭反復(fù)錯(cuò)邊鋸切。（3）鋼軌型式尺寸檢查：采用檢驗(yàn)樣板對(duì)鋼軌各項(xiàng)型式尺寸進(jìn)行抽檢。由于斷面不對(duì)稱度對(duì)錯(cuò)頭（包括軌底錯(cuò)）影響很大，應(yīng)避免左偏與右偏鋼軌混焊。但是由于是抽檢，而且目前焊軌工藝無(wú)這方面的要求，AB端左偏與右偏鋼軌混焊的情況不可避免，這就造成軌頭不錯(cuò)軌底錯(cuò)邊超標(biāo)。由此可以看出，在焊前檢查工位增加配軌工序是必要的，大大減少由于鋼軌木材AB端反向偏差（分別都不超標(biāo)）混焊的情況出現(xiàn)，顯著改善焊接對(duì)頭困難和錯(cuò)邊超標(biāo)現(xiàn)象。

2 存軌

將焊前檢查合格鋼軌輸送到指定地點(diǎn)，按要求存放。要求存軌時(shí)不能壓軌底，存軌梁及層間墊物相錯(cuò)量不大于50mm，保證鋼軌存放時(shí)鋼軌踏面變形達(dá)最小。

3 除銹

目前焊軌車間除銹方式為砂帶除銹，除銹深度均勻，除銹位置控制良好。但如遇鋼軌存放時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，表面嚴(yán)重，除銹量必須超過(guò)工藝規(guī)定才能達(dá)到焊接要求；除銹機(jī)工況不佳或輥筒線偏移，使得除銹機(jī)砂帶工作面與鋼軌頂面不平行，造成鋼軌頂面局部除銹超差。因此，必須經(jīng)常性的除銹機(jī)進(jìn)行檢修、保證工況達(dá)到最佳；同時(shí)對(duì)輥筒線進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)控，發(fā)生較大偏移時(shí)，必須立即恢復(fù)。

4 焊接

每天焊接作業(yè)前，必須按要求對(duì)使用的波磨尺進(jìn)行校準(zhǔn)。焊接完成后檢查接頭，不合格的接頭必須鋸切，嚴(yán)格控制錯(cuò)邊量和推凸余量。

由于焊機(jī)與輥筒線的不穩(wěn)定性，設(shè)備與工裝也是造成焊接錯(cuò)頭的重要因素：（1）焊機(jī)工況（上、下電極變形、對(duì)中裝置故障等）發(fā)生變化未被發(fā)現(xiàn)時(shí)，對(duì)頭難度加大，焊接錯(cuò)頭率大大增加。（2）焊機(jī)與輥筒線發(fā)生偏移，鋼軌輸送至焊機(jī)時(shí)不是自由狀態(tài)，焊接錯(cuò)頭率也會(huì)增加。

因此，對(duì)焊機(jī)及焊機(jī)左右一定范圍內(nèi)輥筒線的定期檢測(cè)是必要的。需要注意的是，雖然對(duì)焊機(jī)及輥筒線進(jìn)行了檢測(cè)，檢修和調(diào)試質(zhì)量才是卡控的關(guān)鍵。

5 粗打磨和軌腰打磨

由于軌頭下顎、軌腰、軌腳和軌底焊瘤余量在后續(xù)工位不再處理，必須嚴(yán)格按照工藝要求使用檢驗(yàn)樣板逐一做好自檢和互檢，出現(xiàn)打虧現(xiàn)象必須對(duì)該接頭進(jìn)行鋸切重焊，保證合格。

6 長(zhǎng)軌存放及時(shí)效

研究表明（由于文章著重分析各工位對(duì)焊接接頭外觀質(zhì)量的影響，此處對(duì)時(shí)效影響不做詳細(xì)分析）焊接完成鋼軌時(shí)效時(shí)間必須達(dá)到24小時(shí)，才能保證精調(diào)處理后的焊縫平直度不會(huì)變化。其余問(wèn)題同“存軌”，此處不累述。

7 精調(diào)

每天精調(diào)工位作業(yè)前，必須按要求對(duì)精調(diào)機(jī)和外觀電子平尺進(jìn)行校準(zhǔn)；每周還要對(duì)波磨尺進(jìn)行校準(zhǔn)。作業(yè)時(shí)必須嚴(yán)格按照工藝參數(shù)對(duì)焊縫左右1m范圍內(nèi)鋼軌頂面及工作邊進(jìn)行矯直，盡量保證測(cè)量曲線處于上下限之間。精調(diào)作業(yè)質(zhì)量的好壞，最終關(guān)系到之后工位的工作量和焊縫平直度。

8 仿形磨

仿形磨是采用仿形打磨機(jī)在精磨前對(duì)焊接接頭的軌頂面及工作邊進(jìn)行預(yù)打磨。仿形磨必須嚴(yán)格控制打磨長(zhǎng)度不能超過(guò)左右各450mm，母材打磨深度不超過(guò)0.5mm；非外觀檢驗(yàn)測(cè)量位置也必須按要求打磨；打磨時(shí)，控制進(jìn)刀量不能過(guò)大，防止出現(xiàn)發(fā)藍(lán)或者打磨灼傷，影響外觀質(zhì)量。

9 精磨

精磨是對(duì)仿形磨后的焊縫進(jìn)行精細(xì)的打磨。精磨要求打磨長(zhǎng)度盡量短，在滿足要求的前提下，最好只打磨焊瘤。按照要求調(diào)試精磨機(jī)，控制進(jìn)刀和打磨速度，防止出現(xiàn)發(fā)藍(lán)或打磨灼傷。

10 外觀檢驗(yàn)

外觀檢驗(yàn)是控制焊縫外觀質(zhì)量的最后一道工序，因此，必須嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定作業(yè)。外觀檢驗(yàn)使用電子平尺測(cè)量焊縫平直度需要注意的有：鋼軌必須處于檢驗(yàn)平臺(tái)并用夾鉗加緊；在測(cè)量前，焊縫溫度必須處于室溫。

平直度及表面不平度超差，有條件的采用角磨機(jī)修磨；對(duì)無(wú)法修磨合格的焊縫，必須返回精調(diào)工序重新矯直或者鋸切重焊。

外觀檢驗(yàn)工位還要檢查焊縫打磨情況，嚴(yán)格控制打磨長(zhǎng)度和深度；同時(shí)拋光發(fā)藍(lán)和所有打磨部位；檢查軌腰及軌頭下顎處焊瘤余量。

11 結(jié)束語(yǔ)

控制焊縫的外觀質(zhì)量，必須從各個(gè)崗位進(jìn)行控制，每個(gè)崗位都要嚴(yán)格執(zhí)行作業(yè)規(guī)程；一個(gè)工位出現(xiàn)的問(wèn)題就在該工位解決，盡量避免在后續(xù)工位用其它方法補(bǔ)救。