CN102635042A - 一种现场移动闪光焊接无缝钢轨的方法 - Google Patents

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张军林
刘育鸿
姜攀
郑齐武
王立飞
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一种现场移动闪光焊接无缝钢轨的方法，包括如下步骤：(1)将装有焊机、发电机组的轨道车从待焊锁定焊头位置向前移动到最后一节长钢轨与倒数第二节长钢轨的单元焊接头处，拆除待前方长钢轨全部扣件及待焊单元焊接头后方10m范围内的扣件；(2)在待焊单元焊接头前方长钢轨下垫滚筒；(3)轨端除锈；(4)焊机对位后对所述待焊单元焊接头进行焊接；(5)轨道车以后退方式移动到下一待焊单元焊接头处，重复步骤(2)-(4)焊接直至单元轨节焊接完成，焊机退回待焊锁定焊头位置；(6)将经过单元焊接的整个单元轨节和已经完成放散锁定的区间进行锁定焊接及应力放散。本发明相比现有的顺推法可以节省人力、时间及设备消耗成本。

Description

一种现场移动闪光焊接无缝钢轨的方法
技术领域
本发明涉及一种现场移动闪光焊接无缝钢轨的方法。
背景技术
随着时代的发展，列车运行的速度越来越高。高速运行的铁路列车对轨道的质量提出了更高的要求，为保证列车运行的高度稳定和平顺、以及旅客行车的舒适性，需对线路钢轨接头加以更高质量的控制。在高速轨道线路建设中，钢轨的焊接是其重要组成部分之一，钢轨的焊接由场地焊接和现场焊接两部分构成。我国采用的焊接方法较多：接触焊、铝热焊、气压焊等，闪光焊是接触焊的一种。而铁道部新的《铁路轨道设计规范》等工程建设条文，对钢轨焊接方法修订为：钢轨焊接应采用闪光焊。
闪光焊的焊接过程为：将待焊钢轨平顺对直，然后将对好的钢轨端部固定在焊机夹具上，利用电流通过待焊钢轨端部产生的热量，不断形成液态金属过梁，随着过梁爆破产生闪光飞溅，使被焊端面得已清洁，并使之加热至表面融化状态，然后立即加压，在压力下相互结晶，使两节钢轨焊接在一起。闪光焊接热源来自工件内部，热量集中，加热时间短，无需要填充金属，冶金过程简单，热影响区窄，易获得较好的接头，设备自动化程度高，生产率高，外观质量好，适用于客运专线已铺设线路钢轨单元焊及锁定焊接。
区间正线长钢轨焊接根据工艺上细节上的差异有单元焊接和锁定焊接之分，无缝线路单元轨节的长度按照设计规定确定，一般为1000m～2000m。以下以单元轨节设计长度为2000m为例，将500m长钢轨焊接成1500m钢轨为单元焊，其后将1500m的单元轨节在设计锁定轨温范围内焊接并进行应力放散锁定称为锁定焊。目前国内主流的现场移动式接触焊轨机，采用轨道车推送进入现场，进行移动焊轨作业，如图1所示，焊轨作业列车编组前后顺序为：集装箱式移动焊轨机(最前方)、路用平板车(1-3辆，图1中仅示出2辆)、轨道车(最后方)。
传统闪光焊接无缝钢轨的方法如图2所示，现场焊接时先沿焊接前进方向由B往A依次进行长钢轨1、2、3的焊接，并将扣件“隔5锁1”(焊轨机组或者长钢轨运输车等施工车辆能安全通行)，其后轨道车将焊机和平板车拉回两个单元轨节的距离至锁定接头1处，将单元轨节和已经完成放散锁定的区间进行锁定焊接及应力放散，这种方法即是目前线路施工中主流焊接放散方法——顺推法。
顺推方式由于焊机前阶段一直是前行，所以单元轨节焊接过程中需要将整个单元轨节1500m范围的扣件隔5松1次，垫好滚筒，后阶段焊机退回待锁定焊头位置后，由于前方已经焊好的单元轨节要作为自由端才能进行焊接，需要再次将前方已经隔5锁1的单元轨节扣件全部松掉并垫好滚筒以后才能进行锁定焊接；锁定焊接完成以后，又需要将前方1500m单元轨节扣件隔5锁1恢复线路以后，焊轨机组方可前行进行下一单元轨节的焊接，其后留下人员将后面剩余的扣件紧固完成，整个单元焊接和锁定焊接才算完成；因此整个过程对单元轨节内的扣件要松开两次，紧固两次，滚筒垫支和取出各两次，花费较多的人力、时间、设备消耗成本，而且延长了工期。
发明内容
本发明提供一种现场移动闪光焊接无缝钢轨的方法，可以减少施工周期，降低生产成本、效率高。
一种现场移动闪光焊接无缝钢轨的方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)将装有焊机、发电机组的轨道车从待焊锁定焊头位置向前移动到最后一节长钢轨与倒数第二节长钢轨的单元焊接头处，拆除待焊单元焊接头前方单元轨节全部扣件及待焊单元焊接头后方10m范围内的扣件，校直钢轨；
(2)在所述待焊单元焊接头前方长钢轨下离待焊单元焊接头20根枕木安放第一个滚筒，以后每隔15-20m安放滚筒垫起钢轨，确保钢轨脱离承轨槽，能纵向移动；
(3)用手提式砂轮机配合钢丝刷对轨端700mm范围内轨顶面、轨底的铁锈进行清除，直至露出90％以上的金属光泽；
(4)焊机对位后对所述待焊单元焊接头进行焊接；
(5)轨道车以后退方式移动到下一待焊单元焊接头处，重复步骤(2)-(4)焊接直至单元轨节焊接完成，焊机退回到所述待焊锁定焊头位置；
(6)将经过单元焊接的整个单元轨节和已经完成放散锁定的区间进行锁定焊接及应力放散。
如上所述的现场移动闪光焊接无缝钢轨的方法，所述步骤(6)具体为：等锁定焊接完成后，将前方单元轨节的扣件隔5锁1一次，取出滚筒使钢轨落槽，焊机通行后再将剩余扣件补齐。
本发明提供的现场移动闪光焊接无缝钢轨的方法在整个单元焊接和锁定焊接期间，焊机机组一直是后退状态(也可称为反推法)，在整个过程对单元轨节范围内的扣件只进行了一次松开和紧固；滚筒垫支和取出各一次，因此相比现有的顺推法可以节省人力、时间及设备消耗成本。
附图说明
图1是现有移动焊轨车机组编组示意图；
图2是现有1500m长钢轨焊接及应力放散施工示意图；
图3是本发明1500m长钢轨焊接及应力放散施工示意图；
具体实施方式
下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。
本发明提供一种现场移动闪光焊接无缝钢轨的方法，包括如下步骤：
(1)将装有焊机、发电机组的轨道车移动到最后一节长钢轨与倒数第二节长钢轨的单元焊接头处，拆除待焊单元焊接头前方长钢轨(即最后一节长钢轨)全部扣件及待焊单元焊接头后方10m范围内的扣件，校直钢轨；
(2)在待焊单元焊接头前方长钢轨下离待焊单元焊接头20根枕木安放第一个滚筒，以后每隔15-20m安放滚筒垫起钢轨，确保钢轨脱离承轨槽，能纵向移动；
(3)用手提式砂轮机配合钢丝刷对轨端700mm范围内轨顶面、轨底的铁锈进行清除，直至露出90％以上的金属光泽；
(4)焊机对位后对所述待焊单元焊接头进行焊接。其中焊机夹紧钢轨并自动对正，焊接结束后焊机顶锻并推除焊瘤。
(5)轨道车以后退方式移动到下一待焊单元焊接头处，重复步骤(2)-(4)焊接直至单元轨节焊接完成，焊机退回待焊锁定焊头位置。请参考图2，此时整个单元轨节1500m范围内在单元焊过程中所有的扣件已经全部松完，滚筒也已经全部垫好，此时整个单元轨节正好成为锁定焊的自由端。
(6)将经过单元焊接的整个单元轨节和已经完成放散锁定的区间进行锁定焊接及应力放散。具体的，等锁定焊接完成后，将前方单元轨节的扣件隔5锁1一次，取出滚筒使钢轨落槽，焊机通行后再将剩余扣件补齐，整个焊接放散过程完成。
本发明提供的现场移动闪光焊接无缝钢轨的方法在整个单元焊接和锁定焊接期间，焊机机组一直是后退状态(也可称为反推法)，在整个过程对单元轨节范围内的扣件只进行了一次松开和紧固；滚筒垫支和取出各一次，因此相比现有的顺推法可以节省人力、时间及设备消耗成本，具体分析如下：
本发明在施工过程中与常规的“顺推法”的相比，拿1500米放散比较，少了一次1000米扣件的松开和紧固和滚筒的垫支和取出过程；两种方法完成一个单元轨节的焊接放散锁定(两对单元焊接头和一对锁定焊接头)工作所需的滚筒数、工人数及工作时间如下表所示
表1完成1500m长钢轨焊接及应力放散，两种工艺方法的对比
  放散方法   所需滚筒数   作业人员   油料消耗(升)   工作时间(小时)
  顺推法   240   70   18   3.5
  反推法(本发明)   240   70   11   2.5
工效分析：
如表1所示，1.5KM反推法比顺推法能节约1个小时的作业时间，以每天有效工作时间10个小时计算，在150KM的焊轨放散施工区间，能节约的时间约为100个小时，即10个有效工作日(10个工作日对于紧张的焊轨工期是一段极其宝贵的时间)；工人的工价以每天100元算，70人每天工费7000元，10天工费7万元；油料同理计算，150KM的施工区间，反推法能比顺推法能节约油料费约为5000元；工费和油料合计能节约成本75000元。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (2)

1.一种现场移动闪光焊接无缝钢轨的方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)将装有焊机、发电机组的轨道车从待焊锁定焊头位置向前移动到最后一节长钢轨与倒数第二节长钢轨的单元焊接头处，拆除待焊单元焊接头前方长钢轨全部扣件及待焊单元焊接头后方10m范围内的扣件，校直钢轨；
(2)在所述待焊单元焊接头前方长钢轨下离待焊单元焊接头20根枕木安放第一个滚筒，以后每隔15-20m安放滚筒垫起钢轨，确保钢轨脱离承轨槽，能纵向移动；
(3)用手提式砂轮机配合钢丝刷对轨端700mm范围内轨顶面、轨底的铁锈进行清除，直至露出90％以上的金属光泽；
(4)焊机对位后对所述待焊单元焊接头进行焊接；
(5)轨道车以后退方式移动到下一待焊单元焊接头处，重复步骤(2)-(4)焊接直至单元轨节焊接完成，焊机退回到所述待焊锁定焊头位置；
(6)将经过单元焊接的整个单元轨节和已经完成放散锁定的区间进行锁定焊接及应力放散。
2.如权利要求1所述的现场移动闪光焊接无缝钢轨的方法，其特征在于：所述步骤(6)具体为：等锁定焊接完成后，将前方单元轨节的扣件隔5锁1一次，取出滚筒使钢轨落槽，焊机通行后再将剩余扣件补齐。
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