[發(fā)明專利]軌道交通無(wú)縫線路合攏口的焊接方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111482873.7
• 申請(qǐng)日: 2021-12-07
• 公開（公告）號(hào): CN114055095A
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李金華;李力;高振坤;趙國(guó);彭鵬;胡玉堂;劉穎鑫;周燁
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)鐵道科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司金屬及化學(xué)研究所;北京中鐵科新材料技術(shù)有限公司;中國(guó)鐵道科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): B23P15/00
• 分類號(hào): B23P15/00;B23K11/04;B23K11/34;B23K11/36
• 代理公司: 北京瑞恒信達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11382
• 代理人: 王鳳華

本發(fā)明公開了一種軌道交通無(wú)縫線路合攏口的焊接方法，包括以下步驟：計(jì)算搭接量，根據(jù)公式ΔD＝ΔS–ΔL計(jì)算鋼軌合攏口的搭接量，ΔD為鋼軌搭接量，ΔL＝ΔT×α×L；撥彎對(duì)齊，根據(jù)計(jì)算的搭接量將鋼軌鋸斷，并采用撥彎的方式對(duì)齊合攏口；焊接和保壓熱處理，將對(duì)齊的合攏口的兩端分別置于移動(dòng)式閃光焊機(jī)的鉗口，自動(dòng)焊接形成焊接接頭，焊接完成后，不放松鉗口，在保壓狀態(tài)下對(duì)焊接接頭進(jìn)行焊后熱處理；鎖定線路，焊接和保壓熱處理后，鋼軌處于鎖定軌溫，鋼軌入承軌槽，進(jìn)行鎖定；接頭打磨，對(duì)焊接接頭進(jìn)行打磨處理，消除推凸余量，保證鋼軌平順。本發(fā)明提供的軌道交通無(wú)縫線路合攏口的焊接方法，優(yōu)化了施工工序，提高了焊接質(zhì)量和作業(yè)效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及軌道交通焊接技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種軌道交通無(wú)縫線路合攏口的焊接方法。

背景技術(shù)

無(wú)縫線路是軌道交通領(lǐng)域的重要關(guān)鍵技術(shù)，它不但保證了線路的平順性，更保證了線路及車輛的安全性。無(wú)縫線路是將鋼廠生產(chǎn)的定尺鋼軌采用焊接的方法連接成長(zhǎng)鋼軌再鋪設(shè)到線路上形成的。鋼軌焊接接頭的成形方法包括工廠焊(或基地焊)和現(xiàn)場(chǎng)焊兩種。鋼軌現(xiàn)場(chǎng)焊接施工中難度最大、最關(guān)鍵的就是合攏口的焊接。原因在于，為了保證無(wú)縫線路在溫度變化時(shí)不至于產(chǎn)生過大的內(nèi)應(yīng)力，需要在特定的溫度下完成鋼軌焊接，此溫度即為鎖定軌溫。當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)焊接溫度低于鎖定軌溫時(shí)，需要對(duì)鋼軌進(jìn)行拉伸以滿足鎖定軌溫的要求。合攏口，作為無(wú)縫線路最后焊接的接口，其質(zhì)量保證難度較大，是整個(gè)無(wú)縫線路的重要接頭。目前，合攏口的主要焊接方式是鋁熱焊接。這種焊接方式形成的接頭為鑄態(tài)組織，力學(xué)性能較差，是無(wú)縫線路的薄弱環(huán)節(jié)，限制了無(wú)縫線路質(zhì)量的提升。合攏口的另一種常用施工方式是焊接和鎖定分步進(jìn)行，即先由非自行閃光焊軌車進(jìn)行焊接，然后進(jìn)行接頭粗磨；再采用熱處理作業(yè)車進(jìn)行感應(yīng)熱處理；最后，進(jìn)行拉伸或自然放散，鎖定線路及后續(xù)精磨，上述焊接作業(yè)流程長(zhǎng)，作業(yè)效率較低。

目前，“青藏鐵路自行式氣壓焊軌車線上鎖定焊接施工技術(shù)”提出了采用氣壓焊軌車進(jìn)行合攏口的焊接試驗(yàn)，其采用了撥彎拉伸法進(jìn)行施工，通過復(fù)雜的計(jì)算確定施工區(qū)段長(zhǎng)度和撥彎量。但是，這種方法在焊接完成后還需對(duì)固定段重新放散應(yīng)力，而且，采用這種方式仍有兩個(gè)合攏口需采用鋁熱焊完成焊接。

無(wú)縫線路線上單元焊廣泛采用移動(dòng)式閃光焊接的方式將500米長(zhǎng)鋼軌進(jìn)行連接，該方法與基地焊的接頭成型方式相同，具有焊接過程自動(dòng)化控制、焊縫缺陷少、焊接接頭性能較好、質(zhì)量穩(wěn)定的優(yōu)勢(shì)，是非常可靠的無(wú)縫線路接頭成型方式。然而，就當(dāng)前的施工工藝而言，采用移動(dòng)式閃光焊接法實(shí)現(xiàn)合攏口的線上鎖定焊面臨的問題如下：1)焊后熱處理占用了比焊接更長(zhǎng)的時(shí)間，尤其是熱處理作業(yè)車的使用，增加了整個(gè)焊軌作業(yè)的時(shí)間和調(diào)配精力，熱處理作業(yè)車和焊軌車的連掛順序也影響現(xiàn)場(chǎng)的作業(yè)調(diào)配；2)線下焊鋼軌置于砟肩處，由于卸軌與焊軌環(huán)境溫度差異，一般都存在順直不良的問題，另外，接頭正火，尤其是火焰正火時(shí)，容易產(chǎn)生變形，影響接頭質(zhì)量；3)線上焊施工較為復(fù)雜，作業(yè)流程長(zhǎng)，作業(yè)效率低。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提出一種軌道交通無(wú)縫線路合攏口的焊接方法，以優(yōu)化施工工序，提高焊接質(zhì)量，提高作業(yè)效率。

基于上述目的，本發(fā)明提供一種軌道交通無(wú)縫線路合攏口的焊接方法，包括以下步驟：計(jì)算搭接量，根據(jù)公式ΔD＝ΔS–ΔL計(jì)算鋼軌合攏口的搭接量，其中，ΔD為鋼軌搭接量，單位mm，ΔS為焊接時(shí)鋼軌消耗量，單位mm，ΔS根據(jù)焊接裝置的型式檢驗(yàn)確定，單位mm，ΔL為鋼軌拉伸量，單位mm，ΔL＝ΔT×α×L，其中，ΔT為焊接時(shí)的實(shí)際軌溫和鎖定軌溫之差，單位℃，α＝11.8×10-6/℃為鋼軌線膨脹系數(shù)，L為鋼軌在自由狀態(tài)下的長(zhǎng)度，單位mm；撥彎對(duì)齊，根據(jù)計(jì)算的所述搭接量將所述鋼軌鋸斷，并采用撥彎的方式對(duì)齊所述合攏口；焊接和保壓熱處理，將對(duì)齊的所述合攏口的兩端分別置于移動(dòng)式閃光焊機(jī)的鉗口，自動(dòng)焊接形成焊接接頭，焊接完成后，不放松鉗口，在保壓狀態(tài)下對(duì)所述焊接接頭進(jìn)行焊后熱處理；鎖定線路，所述焊接和保壓熱處理后，所述鋼軌處于鎖定軌溫狀態(tài)，所述鋼軌入承軌槽，進(jìn)行鎖定；接頭打磨，對(duì)所述焊接接頭進(jìn)行打磨處理，消除推凸余量，保證所述鋼軌平順。