淺談鋁熱焊焊接常見的缺陷、成因及其質量控制

楊凱健

摘要：在鐵路線路的維修中，鋁熱焊得到了廣泛的使用，而對于鐵路部門，焊縫的質量是非常重要的。本文從鋁熱焊接的概述談起，分析了鋁熱焊接的缺陷和形成原因，提出了如何有效控制鋁熱焊接的質量。望可以改良焊接技術，提高焊接質量。

關鍵詞：鋁熱焊;焊接缺陷;質量控制;施工工藝

隨著我國鐵路工業(yè)的快速發(fā)展，在鐵路運輸過程中人們對線路的鋪設要求不斷提高，而鋼軌焊接工藝可以保證線路有較高的質量，在此方面應該得到重視。而鋼軌焊接工藝中鋁熱焊最為優(yōu)良，已經(jīng)在鋼軌焊接中得到了廣泛的應用，但此工藝仍存在有部分不足之處，影響正常的工作進程。

一、鋁熱焊焊接概述

鋁熱焊是將鋁粉、鐵合金和氧化鐵粉按一定比例制成的工藝，用高溫火柴點火、產(chǎn)生激烈的化學反應，得到高溫剛性水，將其注入預熱模中，使鋼軌端熔化，冷卻后連接兩軌。二次焊主要用于在線維修和施工，具有設備簡單、效率高、操作簡單等優(yōu)點，已廣泛應用于我國各類基礎設備中。它是地鐵維修的基礎單元。Laitek QPCJ鋁熱焊用于焊接嚴重損傷。焊縫進行修補。

二、鋁熱焊缺陷和形成原因

鋁熱焊常見的缺陷包括：夾渣、熱裂、未焊合等。形成原有：

氣孔：鋁熱焊組織中最常見的缺陷是氣孔，是凝固過程中釋放的氣體形成的。它的表面光滑，形狀呈圓形。部位可以分為兩種：內(nèi)氣孔和皮下氣孔。內(nèi)部氣孔的整個部分會出現(xiàn)在焊縫中，尺寸往往很大。其皮下氣孔往往產(chǎn)生在軌底和兩邊側面上，且緊靠表皮。形成原因往往是焊劑受潮和成分與分配的不合規(guī)定。焊劑的鎮(zhèn)靜時間太早;且透氣性能不好;在預熱時的溫度過于低，或是澆筑前的時間超過30秒，致使鋼水在凝固后讓氣體不容易排除，極易在軌道的兩個底角形成氣孔;封箱過于潮濕。

（一）夾渣

在熔渣進入焊縫的過程中會形成熔渣，在鋁熱反應過程中，礦渣沒有及時進入礦腔，而是粘在了鋼軌山中凝固。形成的原因：在安裝砂膜后，密封不及時覆蓋，使雜質進入;凝固速度過快，在沒有浮出時就形成了熔渣，焊縫的斷面清潔工作不徹底;鎮(zhèn)靜時間不滿足完成反應所需的時間，因此在澆注過程中反應在空腔中繼續(xù)進行時形成熔渣。

（二）熱裂

焊頭凝固時，如果凝固點低于固定溫度范圍，強度相對較低，則會產(chǎn)生收縮應力，承受的外力溫度高于鋼的強度公差范圍，則會出現(xiàn)裂縫和斷裂。高溫區(qū)形成的斷裂稱為熱裂紋。表面有氧化往往會在焊縫和熱影響區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生。熱開裂會影響焊頭的質量，形成破裂的軌道。形成原因：焊接中焊縫如果被拉或移動，而產(chǎn)生拉應力時;在焊頭沒有達到受力允許的情況下，就過早的拆箱;尤其是溫度比較低時，焊縫收縮加快，收縮應力增大。在焊頭沒有完全冷卻的情況下，遭到外力的敲擊。

（三）未焊合

在鋁熱焊接之后，在待焊接的兩個導軌的截面上仍然沒有熔化區(qū)域，這被稱為未焊合，未焊缺陷通常發(fā)生在鋼軌頭部，也發(fā)生在軌底，對焊接接頭的質量有很大影響，會造成鋼軌斷裂。未焊合是指鋁熱焊完成時，兩軌段有未完全熔化的區(qū)域。其缺陷一般會對軌頭、軌底和其質量有所影響而導致斷軌情況發(fā)生。形成的主要原因是：預熱時溫度達不到，需要鋁熱鋼熔煉軌端的熱量。預先留下的軌縫太小，不足以熔化軌端就冷卻下來。

三、控制鋼軌焊接質量

施工和行車是否安全，取決于鋼軌焊接的質量的好壞。所以，可以從以下兩點來控制鋼軌焊接質量：

（一）準備好施工前的工作

焊劑的選擇：使用與鋼軌類型配套的焊劑;焊劑使用期限不能過期，一般的不能超過3年的保質期;焊劑不能受潮。 設備和工藝：使用法國產(chǎn)的焊劑，以及預熱裝置。

（二）焊接現(xiàn)場的準備工作

在焊接工作開始之前要對現(xiàn)場進行全面的檢查，查看現(xiàn)場是否存在安全隱患，如現(xiàn)場空氣濕滑、作業(yè)范圍內(nèi)的易燃易爆材料等;此外，還要連接預熱噴槍、氣壓計、氧氣等設備。不能讓氣瓶和焊接處的距離太近。為確保工地現(xiàn)場鋁熱焊接質量，施工時必須嚴格按照工藝流程進行操作，控制好每一個步驟。

（三）加強施工人員專業(yè)技能

定期對施工人員進行專業(yè)技能培訓，按照技術規(guī)格和嚴格的施工流程進行培訓。

（四）做好現(xiàn)場調查

在作業(yè)之前，相關負責人要對施工現(xiàn)場情況進行調查，對施工人員做好安全防護措施和技術交底以及人員分工。

（五）打磨方法

粗磨和精磨都可以算作是打磨，無論是粗磨還是精磨，其打磨順序都應該同樣。焊縫中應留有1mm的高空位，等到冷打磨時去除;精磨的速度不能過于快，不能打低，保持其表面脆性，留下0.25mm高空余。

四、結束語

目前無縫線路有了飛速的發(fā)展，其中就包括了鋼軌焊接，而運營線路對鋼軌焊接的質量有了比較高的要求。本文從鋁熱焊接的概述談起，討論了鋁熱焊接的缺陷和形成原因，并提出了如何有效控制鋁熱焊接的質量。

參考文獻：

[1]王磊. 鋁熱焊焊接常見的缺陷、成因及其質量控制？？[J]. 中小企業(yè)管理與科技， 2016（36）：163-164，共2頁.

[2]鄧文清. 鋁熱焊焊接常見的缺陷、成因及其質量控制[J]. 工程技術（全文版）：00266-00267.

（作者單位：蘇州市軌道交通集團有限公司運營分公司）