[科普中国]-钢轨电弧焊

钢轨电弧焊以电极与工件之间燃烧的电弧作为热源，对焊条和母材进行加热。在电弧热源作用下，熔化的焊条金属和局部熔化的母材金属组成熔池，熔池凝固后形成焊缝。

简介随着铁路向高速重载方向的发展，无缝线路因其具有高可靠性和高稳定性，故成为高速重载轨道结构的最优选择，作为无缝线路关键技术之一的钢轨焊接技术，对无缝线路的发展有着重要影响。

常用的钢轨焊接方法很多，但各自有其优势和不足。钢轨闪光焊需要专门设备，且其适合于厂内不适合于现场。钢轨铝热焊适合于野外操作，但其焊缝为铸态组织，接头组织和性能较差。钢轨气压焊对表面要求高，且不适合于超长钢轨的焊接。钢轨电弧焊接头性能较好，但对焊接工艺及焊工技术要求比较高。几种焊接方法相比较而言钢轨电弧焊方法需要的设备简单、操作灵活方便、焊接成本低而且接头性能能够满足需求。

工艺流程(1)焊件的准备：考虑到轨道钢硬度较高，现场加工坡口比较困难，因此采用对接方式，利用钢轨既有的端面做为操作面，如果端面锈蚀比较严重需要利用角磨将表面打磨光亮即可。

(2)确定对接间隙：考虑到钢轨本身的高度问题，间隙不能过小， 否则无法将焊条深入其中进行焊接操作，因此需要预留出足够的间隙。

(3)焊件预热：预热过程采用了气焊焊炬进行预热，并利用红外测温枪确保预热达到指定的温度。

(4)对接堆焊过程：整个焊接过程采取多层多道焊的焊接方式，这种方式虽然效率相对较低，但能够保证焊接强度，同时还要确保层间温度。

(5)焊后热处理：加热方法扔采用气焊焊炬，加热到指定温度后，利用石棉毡进行保温，以防止焊后急泠导致裂纹出现。

(6)焊后工件打磨：使焊缝与钢轨母材保持平滑。1

技术要求钢轨有下列情况者，不得焊补：

1、 钢轨判有内部伤损或表面重伤者。

2、钢轨轨头顶面伤损打磨干净后的凹坑深度：

在线路上焊补超过8 mm；

在线路外焊补超过10 mm。

3、钢轨轨头顶面的擦伤、剥落、掉块和焊接接头磨耗、低塌等，允许焊补的长度应符合以下规定：

钢轨接头(包括焊接接头)磨耗、低塌允许一次焊补长度为300 mm，伤损长度超过300 mm者，应分为两段进行焊补。

轨头顶面擦伤、剥落和掉块等缺陷与伤损，允许一次焊补的长度为200 mm，长度超过200 mm者，应分为两段进行焊补。

钢轨接头同时出现磨耗、低塌、擦伤和剥落掉块时，应先处理擦伤和剥落掉块。

特点电弧焊的最大特点是局部小范围加热，加热效率高，使用方便，十分适合快速加热和冷却的高锰钢焊接，也适合钢轨局部缺陷的焊补是目前国内外钢轨和辙焊补中使用最为广泛的方法。但必须注意的是，对于钢轨焊补，必须进行适当的钢轨预热。

因为钢轨局部加热和快速冷却易使钢轨产生异常的马氏体、贝氏体等脆性组织，使钢轨脆性增大。预热则可以避免异常组织的产生。2

本词条内容贡献者为:

王宁 - 副教授 - 西南大学