鋼軌鋁熱焊焊接工藝及其質(zhì)量控制

張鑫

摘要：隨著經(jīng)濟科技的進一步發(fā)展，我國使用閃光焊、鋁熱焊等方式焊接的鋼軌數(shù)量不斷增加，它對于行車的安全性有很大的影響。在焊接的過程中難免會存在焊接的缺陷，故對焊接工藝進行優(yōu)化升級是十分必要的。本篇文章將對鋼軌鋁熱焊焊接工藝和其質(zhì)量控制措施進行思考分析，旨在進一步確保鐵路的行車安全。

關鍵詞：鋼軌；鋁熱焊焊接；質(zhì)量控制

鋼軌焊接對于軌道列車在運行過程中的安全性有很大的影響，隨著我國科技的進一步發(fā)展，社會各界對于鋼軌鋁熱焊焊接工藝有更高的要求。本篇文章將對鋼軌鋁熱焊焊接工藝和其質(zhì)量控制措施進行思考分析，旨在進一步確保鐵路的行車安全。

1 鋼軌焊接的方法

鋼軌焊接有四種方式，它們分別是閃光焊、氣壓焊、鋁熱焊以及窄間隙電弧焊，其中后兩種是屬于熔化焊類，前兩種是屬于壓力焊。接下來就對鋼軌焊接的方法進行思考介紹，主要有以下幾個方面：

1.1閃光焊

閃光焊是將待焊的鋼軌兩個端面局部對正接觸，如圖1：

它的接觸面是凹凸不平的，有著較高的電阻。電源接通后，電阻會產(chǎn)生熱量將其鋼軌端部迅速加熱，其中的凸點會隨著溫度的上升燒化、蒸發(fā)和爆破，最終從接頭處噴射出來形成閃光。閃光會持續(xù)一段時間，隨著溫度的上升加上頂鍛力，這使得鋼軌相接觸的液態(tài)端面被擠出形成形成焊瘤，沒有被擠出的會變形和再結晶最后使得兩根鋼軌連接成為一個整體形成焊接的接頭。

1.2氣壓焊

鋼軌氣壓焊是可燃氣體燃燒加熱軌端和附近的金屬至半熔化狀態(tài)，加上頂鍛壓力可以使其形成焊瘤，沒有被擠出的兩端面高溫金屬會發(fā)生變形，原子互相擴散，結晶后形成為一個整體。

1.3鋁熱焊

鋁熱焊焊接是一個氧化還原反應，這個過程中會釋放出大量的熱量，如圖2：

最后生成的鐵熔化成為鋼液，密度大的沉在坩堝底部，反應生成的熔渣因為密度小浮在坩堝上面。反應完成后，高溫鋼液會將坩堝底部的自熔塞熔化從而是鋼液可以往下澆鑄到型腔中，型腔是和鋼軌外形尺寸一樣的砂型以及待焊接軌端面組成。鋼液和熔化的鋼軌會共同組成結晶，冷卻后將兩段鋼軌焊接成為一體。鋁熱焊接的澆注和冷卻過程和鑄造的過程是一樣的，故它也被叫做鑄焊。

2 鋼軌鋁熱焊前期施工的方法

從上文中我們對于鋼軌焊接的方法進行思考介紹，這進一步加深我們對其的理解。接下來就對鋁熱焊前期施工的方法進行思考介紹，主要有以下幾個方面：

2.1 焊前準備

工作人員對于焊接設備需要進行檢查，確保焊劑、鋼軌的型號是匹配的，在現(xiàn)場配軌道并在封鎖前鋸好所需長度的鋼軌，同時需要對焊縫下方的道床進行檢查，確保它處于干燥的狀態(tài)之中。

2.2 軌端初銹、去污

工作人員用手砂輪或者是鋼絲刷對這兩個軌端進行打磨除銹和去污，棱角處也需要打磨，但是不能夠太用力，需要防止軌端出現(xiàn)氧化層。

2.3 對軌

對軌的四個關鍵要素是軌縫調(diào)整，尖點設定、水平對正以及不等傾斜調(diào)整這幾個方面。

2.4 安裝砂模、封箱

安裝砂模是為了防止產(chǎn)生冷隔缺陷，將密封膏涂在底砂模的槽內(nèi)，將螺栓固定，在固定工作完成后需要將紙板覆蓋在砂?？谏?，用膠泥均勻的涂抹在縫隙中，確保不存在縫隙后可以防止鋼水從空隙中流出。

3 鋼軌鋁熱焊焊接工藝的問題及控制措施

上文對于鋁熱施工的方法進行思考介紹，接下來就對鋼軌鋁熱焊焊接工藝的問題及控制措施進行思考討論，主要有以下幾個方面：

3.1 縮孔和疏松的問題

縮孔和疏松問題是鋼軌中較為常見的問題，通過對于該問題進行思考分析可以發(fā)現(xiàn)是因為局部的溫度過高所導致的，工作人員在工作的過程中沒有根據(jù)不同的焊接工藝采取合適的措施，這使得鋁熱焊焊接工藝完成之后，設備的冷卻時間沒有達到想用的要求?？s孔和疏松的問題主要有兩個方面的體現(xiàn)，第一是工作人員對于預熱時間沒有進行合理的預估或者是預熱過程中沒有對其預熱的壓力進行精準的把控；第二是鋁熱焊焊接工藝的過程中在施工的位置上會出現(xiàn)過熱的情況，這是工作人員遇到的一大難題。這主要是需要工作人員在開展實際工作的過程中要提高對于不同施工階段的冷卻時間的控制精度來保障其質(zhì)量。

3.2夾砂問題

對夾砂問題進行思考分析發(fā)現(xiàn)是因為實際砂型的使用。鋁熱焊焊接的過程中需要使用到相應的砂型，控制好其工作的進度，如果工作人員對工作進度沒有做好控制會使得雜質(zhì)進入到焊劑的內(nèi)部之中從而出現(xiàn)夾砂的問題。針對該問題，工作人員首先需要先對焊接的工具進行思考分析，他們可以發(fā)現(xiàn)實際工藝中的研磨工作為了保證精度都是在鋼軌上直接工作的，如果事后沒有對砂模和鋼軌做好清潔的工作將會導致夾砂問題的出現(xiàn)，故工作人員在工作后必須對其進行清除工作來將其表面的浮砂清除干凈。

4 總結

總的來說，整篇文章對鋼軌鋁熱焊焊接工藝及其質(zhì)量控制進行思考討論，整個工藝是較為復雜的，工作人員在開展工作的過程中需要根據(jù)實際問題對其采取合理的措施，這可以更好的控制鋼軌鋁熱焊焊接的工藝質(zhì)量從而進一步促進經(jīng)濟的發(fā)展。

參考文獻

[1]王磊.鋁熱焊焊接常見的缺陷、成因及其質(zhì)量控制[J].中小企業(yè)管理與科技，2016，（36）：163-164.

[2]任金雷，崔成林.鋼軌鋁熱焊預熱控制系統(tǒng)的研究與應用[J].鐵道建筑，2018，58（2）：125-128.