YHG 500Q集装箱式焊轨车参数调试及断口分析

王　利

（济南铁路局工务机械段，山东 济南）

【摘　要】介绍了YHG 500Q集装箱式焊轨车在焊接鞍钢60kg/m U75V热轧轨和攀钢60kg/m U75V淬火钢轨的参数调试，通过调试焊接参数来优化焊缝组织以减少灰斑等焊接缺陷，并提出了个人的观点。

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关键词 集装箱式焊轨车；参数调试；断口；线上焊

1　YHG 500Q集装箱式焊轨车介绍及当今焊轨发展形势

随着现代铁路的高速发展，对客、货运输要求越来越高，为了满足铁路现代化的需要，近年来铁路经历了6次大提速。钢轨无缝化的大规模应用，对我们的钢轨焊接质量提出了新的挑战，合格的钢轨焊缝内在和外观质量，是车辆高速安全运行的保障。随着钢轨焊接的不断发展，换轨大修中闪光焊应运而生，它是目前焊接质量最好的一种焊接方式。用焊轨车焊接钢轨避免了以前气压焊及铝热焊由于人为因素对焊接质量造成的影响，无论从外观还是内部质量都有着无可挑剔的优势，也标志着我们国家的钢轨焊接步入了大型机械化时代！

YHG 500Q集装箱式焊轨车是由厂焊车间K900焊机改造而成，没有自行动力，需要车头牵引移动，发动机采用的是康明斯发动机，其焊接过程可分为预热、闪光、烧化、顶锻四个阶段。

2　闪光焊原理

钢轨闪光焊是将待焊的钢轨分别上下夹紧，平顺对直，然后接通电源，并使钢轨两端相互接近直至接触，电流通过两个对接工件的接触表面时，其细小的接触点的电阻及其接触表面的电弧产生热量，不断形成金属过梁，随着过梁爆破产生闪光、飞溅使被焊端面得以清洁，并使之加热至表面熔化状态，当钢轨端温度均匀并沿纵向呈一定分布时，立即加压顶锻，在压力下相互结晶，使两节钢轨焊接在一起。

3　焊接质量的影响因素

3.1　焊接影响因素

（1）钢轨焊接受气温影响较大，在0℃以下和50℃以上不适合钢轨焊接。过低或者过高的气温都会对接头内部组织产生重要影响。

（2）焊接时要对焊机进行足够的预热，把液压油预热到25℃左右，并且活动焊机使其液压油混合均匀，这对焊机动作有很大影响。

（3）定期要对焊机注入黄油润滑，减少焊接过程中的阻力。

（4）发动机要运行正常，保障焊接电压稳定。

（5）定期清理电极钳口，保证良好的导电性。

3.2　要获得优质焊头，在焊接过程中必须满足以下几个基本要求：

（1）端面在加热过程中不被氧化，闪光不能中断，尤其在闪光后期。

（2）端头部分应有足够的加热区和适应的温度梯度，有足够的塑性变形区。

4　焊接参数调试及断口分析

在参数调试过程中对所焊钢轨进行了落锤试验，我们对其断口进行了记录、分析，现将所有断口中有代表性的断口形貌做了统计，如下图所示：

断口形貌及主要缺陷：

以上从图1-图4为试验中遇到的一些有代表性的断口形貌，其中以长条状灰斑最多，片状和大面积的灰斑相对少，他们对焊接质量都有着不可忽视的影响。有的时候虽然存在一些缺陷，但对焊缝强度影响不大，可是它们却是一个影响焊缝质量的隐患，因此在调试过程中我们应该避免这些缺陷。

其中还遇到过一些断口形貌比较理想的焊头，但落锤不合格，其断口形貌如下所示：

上面2个图，图5均为2锤断裂，图6为1锤断裂。从上面2个图断口来看，断面组织良好，缺陷也很小，但却强度不够，可能是焊接过程中组织成分接合不理想或者顶锻量未调整合适，导致焊缝处强度较低。

焊接过程中的参数由位移，时间，电压，电流，前进、后退速度，以及顶锻量等组成。经过认真思考，我们对其各阶段时间，电压，电流，速度，顶端量等进行调试，经过调试及落锤情况我们发现，在焊接过程中我们要适当延长闪光时间，以保障有足够的热量输入，只有这样才能保障有一个好的断口组织，同时适当提高顶锻量，有助于提高钢轨焊接接头强度，但也不要盲目的认为要无限制的去增加顶锻量。过大的顶锻会把熔合好的钢轨挤出来，留下加热不足的部分，那样的话对钢轨接头的强度存在不好的影响。经过我们长时间的努力终于完成了鞍钢U75V热轧轨和攀钢U75V淬火轨的参数调试。并成功通过铁道部型式检验，落锤均未断，断口组织很好，焊缝强度也很高，断面均无明显缺陷。并且成功在铁路线上使用焊轨车完成线上焊的焊接。开创了线上焊机械化施工的先河。其断口情况如图7、图8所示

5　如何获得优质焊头

钢轨焊接之前，焊机一定要充分运行一段时间，对焊机进行预热，保证液压油在油路中混合均匀，焊机运行顺畅，并定期给焊接加注黄油，焊接钢轨期间保障发动机运行情况良好。

焊接完成后钢轨需自然冷却，禁止冷水直接接触高温焊缝，轨脚焊瘤需彻底打磨并进行圆角处理，钢轨温度控制在10～50℃进行落锤。

参数调试中应避免急功近利，每一台焊机的每一个的参数都有一个适合区间，不同参数的调节范围不尽相同。每一个参数值都有其特定的作用，并非每个参数作用都一样，只有各项参数搭配合理才能焊出优质焊头。

前期对焊头预热，要保障钢轨有足够的温度，但又不能加热过快，可适当调整前期各阶段时间。后期要确定一个合适的时间，推进速度及电压，只有他们搭配合理才会减少灰斑。另外焊接过程中每一个阶段都需要稳定过渡，不能出现断闪，否则可能会使焊缝高温部位被氧化，产生焊接缺陷。

6　总结

不同的焊轨车参数设置也不相同，可调范围也不一样，所以我们要根据具体情况选择一个合适的方案，尽量消除焊缝内部存在的缺陷，钢轨焊接质量对铁路线上客车的运行安全有着至关重要的作用，关乎着每一位乘客的安全，所以我们必须认真对待每一个接头，这是对我们自己负责，也是对国家负责。

［责任编辑：刘展］