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2023
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无缝钢轨焊接方法的原理与特点是什么？
近年来，随着高速重载铁路的快速发展，轨道结构逐渐被无缝轨道所取代。与普通线路相比，无缝线路除掉了大量钢轨接头，因此具有运行平稳、轨道维护成本低、使用寿命长等优点，成为目前高速铁路线路建设的主要方式。无缝线路是铁路轨道的一项重要新技术。它由普通钢轨焊接成一定长度的长钢轨。通过焊接和铺设一定长度的长钢轨形成的线路称为无缝线路。长钢轨的焊接是铺设无缝线路的重要环节。
1、接触焊接方法和工艺
钢轨接触焊(闪光焊)通常用于工厂焊接。95%的无缝轨道都是通过这一过程完成的，也就是说，25米长的无孔标准钢轨被焊接成200-500米长的钢轨。钢轨焊接其原理是利用电流通过钢轨接触表面产生的热量熔化钢轨的局部端面，然后通过镦锻完成焊接。由于接触焊的焊接热源来自工件的内部热源，热量集中，加热时间短，焊接工艺不需要填充金属，冶金工艺相对简单，热影响区小，容易获得高质量的焊接接头。
钢轨焊接厂采用的焊接工艺基本相同，包括：钢轨匹配、探伤、钢轨端面修复、进入焊接工位、焊接、粗磨、精磨、矫直、正火、探伤、进入钢轨支撑工位、装载和运输至现场。所有工艺中很关键的焊接工艺是焊接。焊接质量与线路维护工作量直接相关。如果出现问题，严重时会危及行车安全。与其他钢轨焊接方法相比，闪光焊接自动化程度高，受人为因素影响小，焊接设备配备计算机控制，焊接质量波动小，焊接生产率高。正常情况下，与气压焊和铝热焊相比，钢轨接触焊缝的强度更高，线路断裂率约为0.5/10000.然而，与母材相比，其强度仍低于母材，原因如下：
(1) 钢轨是一种大截面轧制材料，其芯材较差，有低熔点夹杂物条带，松散，晶粒粗大。在焊接和镦锻过程中，边缘良好的材料被挤出，而芯材被向外膨胀代替，纤维结构被中断和弯曲。镦锻量越大，情况越明显。
(2) 由于高温焊接的热效应，焊缝左右1~2mm区域晶粒较粗，降至1~2级
(3) 钢轨断面不平，轨顶和轨底为紧凑断面，轨底两角为平坦断面。焊接过程中轨底两角温度低。焊接后全断面冷却不均匀，导致残余温度应力大
(4) 焊缝上有一个难以除掉的缺陷——灰色斑点。
2、气体压力焊的焊接方法和工艺
目前广泛使用的钢轨气压焊是一种小型移动式气压焊机，主要用于施工现场焊接长钢轨接头，也可以利用堵塞的天窗焊接受损钢轨。其原理是将钢轨焊接端面加热至塑性状态，在固定镦锻力的作用下产生镦锻量。当镦粗量达到一定量时，钢轨将被焊接成一个整体。
目前，小型气体压力焊机基本上是国产焊接，焊接过程一般分为氧乙炔火焰预热、预顶升、低压镦锻、高压镦锻和保压、鼓胀推压等阶段，它受人为因素的影响很大，容易产生错缝和接头缺陷。但由于其设备简单、体积小、重量轻，线上、线下和现场移动方便，操作相对简单，因此被广泛用于现场焊接长钢轨。
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