浅谈地铁无缝线路钢轨焊接关键技术

浅谈地铁无缝线路钢轨焊接关键技术

摘要：地铁轨道采用无缝线路设计使轨道的几何形态更加平顺，不仅减少了轨道与列车间的磨耗，也提高了乘车的舒适性。本文通过对西安地铁三号线无缝线路的施工工艺和施工过程中的质量控制，阐述了影响施工质量的主要因素以及施工过程中遇到的难点与解决方法。

关键词: 地铁无缝线路；钢轨焊接；关键技术

1、地铁无缝线路钢轨焊接工程概况及设计标准

1.1工程概况

西安地铁三号线全线长39.15km，由鱼化寨停车场开始，终点至国际港务区车辆段，其中地下线长27.95m，高架线长11.2km。地铁三号线道床形式主要有普通道床、钢弹簧浮置板道床、框架板道床、纵向轨枕道床、减振垫道床等。

1.2设计标准

正线及出入线一般地段钢轨接头采用焊接接头，一次铺设跨区间无缝线路，地裂缝设防地段采用长轨条，两端采用普通接头，道岔区钢轨接头均采用冻接接头、辅助线钢轨接头采用普通接头、钢轨非工作边采用减震接头夹板。根据西安当地的温度情况，确定地铁三号线无缝线路地下线锁定温度为20±10℃，U型槽地段无缝线路中和温度27℃，锁定轨温上限为32℃，下限为22℃。施工时利用相邻轨条锁定轨温差标准，来实现过渡段无缝线路的锁定。

2、地铁无缝线路钢轨焊接原理及设备

西安地铁三号线钢轨焊接施工工艺采用的是移动式闪光焊，这种技术原理是：焊接过程中将两根钢轨对接，等轨头端面移进后进行接触，接通电源，利用电流通过柜体产生电阻热，加热接触点并产生闪光，直到两个端面完全熔化，当达到预定温度之后，通过焊轨机进行焊接。

西安地铁三号线在施工过程中使用的焊轨设备是UN5-150ZB焊轨机。之所以选用这种焊轨设备，是因为它具有可更换动力设备、轨道牵引等优势，

充分避免了设备自行走以及电压难等问题。此种焊轨机的发电机以及焊机分别装在两个集装箱内。焊机内部有夹紧油缸，因此焊机可以在平板车上前后移动，提升旋转运动，最终保证焊接过程中灵活易动。

3、地铁无缝线路钢轨焊接施工工艺

3.1焊接施工前准备活动

焊轨施工前需要做好型式试验，这是为了检测焊接是否可以满足相关要求。型式试验在焊接施工前的试验性生产，这纯粹是为了保证焊轨质量以及施工过程中不出现其他意外。型式试验可不是做做样子，试验过程中需要在和生产条件相同的环境下进行，这样可以确定实际施工中最合适的工艺参数，最终实现指导施工的目的。UZ5-150ZB移动焊轨机行进至作业面后，拆除焊接钢轨周边的扣件，放置滚筒和垫木，并顶升钢轨至焊接位置。

3.2钢轨焊前检查

焊轨前首先应细致检查钢轨的尺寸：主要有钢轨高度、轨头宽度、轨底宽度、断面不对称、端面斜度（垂直、水平方向）、端部弯曲、轨身平直度；检查钢轨表面质量，有无刮伤、压痕、有无明显撞痕；其次是目测钢轨的扭曲情况，如发现产扭曲情况，则必须进行矫直。对于无法矫直的钢轨端部弯曲，应将弯曲的钢轨端部锯切掉。

3.3去除垫板、轨端除锈、顺轨垫轨

焊轨机对位之后，应临时抽出焊接区域的橡胶垫板。去垫板由配合焊接作业人员负责。对待焊钢轨支垫高度：轨底离地面100mm。对待焊钢轨端面和距离端面350mm范围内轨腰两侧表面除锈、打磨，使其露出90%以上的金属光泽，并不得有锈斑；要求打磨钢轨的深度不得超过母材0.2mm，钢轨端部670mm范围内有出厂标志的，应打磨至与轨腰平齐，不得有任何凸出，防止损伤钳口。对焊接钢轨端面用塞尺进行垂直度检查，凡超过0.5mm的，采用钢轨端面打磨机进行打磨，直至符合要求。

3.4焊轨机对位及钢轨焊接

再将钢轨面及钳口部位打磨的符合相关要求之后，焊轨机对位作业才能开始。在进行对位作业的时候，滚筒上进行对轨同时调整高低以及方向，，保

证焊轨机钳口中心位置正好对着焊缝，最后用刀口尺检查两钢轨，保证期左右或高低错牙均小于0.5mm。

3.5焊接钢轨及粗磨

钢轨对中之后，需要启动液压系统，这是为了夹轨，紧接着需要将数据采集系统激活，这时候设备就进入到焊接程序了，最终完成推瘤作业；进行粗磨作业之前，需要对推瘤余量进行测量，根据测量获得的数据对接头区域进行打磨作业。因钢轨外形尺寸偏差所造成的接头不平顺，可采用圆顺打磨法进行处理。

3.6正火

对于焊接接头区域使用火焰加热器进行加热，使用非接触式红外测温仪或光电测温仪对正火温度进行测量。待焊头温度降至500℃以下进行正火，利用氧气—乙炔加热器将焊头进行加热，需按以下标准进行：轨头加热至表面温度不高于950℃，轨底坡脚处加热至表面温度不高于830℃。

3.7精磨

待焊头冷却至常温后，需采用仿形钢轨打磨机对焊头进行精细打磨。打磨时要保证打磨机沿钢轨纵向往复移动，待无火花时，再适当给进刀量。

打磨机沿着轨顶向轨头侧面摆动，一直到全部完成对钢轨轮廓的仿形打磨。对于钢轨焊头处局部不平整的部位可用扁平挫或者较细的砂皮纸进行纵向打磨。

3.8接头检验

接头检验包括探伤检查和焊接区域外观检查两方面：每个焊接接头施工完成后需进行超声波探伤，以保证全部焊头均为合格。接头探伤执行《钢轨焊接接头技术条件》（TB/T1632-2005）有关规定；焊接接头区域应该沿钢轨纵向打磨平顺，不能存在低接头；焊缝区域1米范围内的作业面、钢轨轨头圆弧面平直度应在0～0.3mm/m，钢轨轨底面的平直度应在0～0.5mm/m，非工作面的平直度为0～0.5mm/m。钢轨轨头及轨底角上表面1米范围应平顺，钢轨母材打磨量不能超过0.5mm。焊缝两端100mm范围内不能有明显的压痕、碰痕及划伤等外观缺陷，且焊接接头的表面上不能有电击伤。

4、地铁无缝线路钢轨焊接质量控制要点

在钢轨焊接过程中，当钢轨就位后，需要保证两根钢轨在一条直线上，没有出现偏离，同时两轨之间的缝隙小于1mm；当焊轨完成之后，并不是说工作结束了。这时候需要将焊轨机头迅速提起来，将上面存在的焊瘤迅速清除掉，同时检查下焊接接头的外观质量；焊轨车通过焊头的时间需要把控，当焊缝温度类却倒400℃以下的时候，焊轨车才能通过。

施工过程中单元轨节左右股钢轨的锁定温度差必须保证在3摄氏度内，曲线内侧钢轨的锁定温度要大于曲线外侧的；相邻轨条锁定轨温小于5摄氏度，同一区间单元轨节的最高抵温差需要小于10摄氏度。轨条布置过程中不能改变道岔里程，应以少轨距为施工原则，轨条的起终点不应超过25m。

在进行钢轨焊接施工前，对于导电钳口以及钢轨夹紧的区域需要进行清理，这是为了保证电接触的良好；如果焊接的不怎么成功，可以对焊接点进行处理，重新焊接一次，但是必须要等到焊接接头冷却到常温；如果再次焊接中需要切除上次的接头，应该两边切割至少50mm，同时对钢轨端部进行处理。

在施工时，需要对施工活动进行合理安排，确保施工的快速性。地铁属于地下建筑，在施工过程中最基本的一项要求即是施工的快速性。在强调施工速度的基础上，还需要确保施工的安全问题。因此在施工过程中，需要施工人员要对当地气候环境变化情况进行密切关注，做好充足的准备工作，在确保施工质量情况下要尽量的加快施工速度，制定科学合理的施工方案，做好交底工作，合理对人员进行分工和配置，将责任具体落实到每一个人，从而确保施工的质量。

结束语

随着城市现代化程度的加快，地铁已经成为了衡量一个城市现代化的标准。本文通过介绍西安地铁三号线钢轨闪光焊接关键施工技术，总结了相关施工经验和做法，希望能对以后的工程施工提供参考和借鉴。

参考文献

[1]铁道部-TB/T 1632.1-2005,钢轨焊接第一部分：通用技术条件同.[S]2005.

[2]铁道部-TB/T 1632.1-2005,钢轨焊接第二部分：闪光焊接.[S]2005.