轨道焊接范文

导语：如何才能写好一篇轨道焊接，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：安全性；焊接质量；风险预防；缺陷分析

一、铝合金区别其他金属的特殊性质

铝合金外观银白色，密度小、电阻率低，热膨胀系数和导热系数大，有很好的耐腐蚀性和较高的强度比，对光、热等都具备较高的反射率，削磨时无火花和磁性。铝合金易被铸造、冲压、施压、拔丝和拉形等各种方法制造成不同外形的制品，易加工，并且速度快，这是国家生产大量铝合金零部件的原因。铝合金暴露在空气中或者在焊接过程中极易氧化，会形成一种粘着力很强且耐热的氧化铝薄膜，氧化膜很稳定而且很难去除，妨碍焊接过程的进行，在焊接过程中易形成气孔、残渣等缺陷，同时降低焊接接头机械性能。其液体熔池很容易吸收气体，在高温下融入大量氢气，在焊接冷却过程中易形成气孔，在高温下的强度和塑性低，易形成塌陷、烧穿等缺陷。

二、焊接缺陷的类型和原因的产生

通过长时间对轨道客车铝合金车体制造过程中出现的焊接质量问题来分析，铝合金焊接过程中容易产生气孔、错边、裂纹、未融合、未焊透、咬边、焊塌等焊接缺陷。通过研究分析，可以得到以下原因：1.焊接打底和盖面由于焊透性不强导致焊缝出现，焊缝包含咬边、外观不均、余高超标、形成粗糙等多种；2.温度的变化会改变铝合金的状态，使其强度、塑性都很低，将这个温度范围称为脆性温度区间，当铝合金在这一区间范围内最容易导致出现焊接裂纹；3.铝合金氧化膜吸附的水分在高温下分解，产生的氢气不能逸出，残留在熔核中形成气孔，同时铝合金也比其他金属更易出现气孔；4.当融化的金属受到挤压从电极与工件接触面或工件界面的缝隙挤出来的现象就是飞溅；5.由于焊接电流过小或者速度太快造成热输出不足，在焊缝金属与母材之间或焊道金属之间未完全熔合和结合形成未熔合，也会形成未焊透；6.在焊接过程中，由于料件的特殊性或者是间隙太大导致熔深超过工件厚度，融化金属自焊缝背面流出，形成穿孔性缺陷，即为烧穿；7.由于电弧高温引起的变形，包括缩短、角度改变、弯曲变形等情况均为焊接变形；8.当单面焊时由于热输入过大时，熔化金属过多而使液态金属向焊缝背面塌陷，并形成凸起，导致正面下塌的现象叫焊塌；9.当料件尺寸不合格，装配不符合技术要求，此时点固、打底及填充焊接过程中产生会产生工件在厚度方向上错开一定的位置叫错边。

三、铝合金焊接缺陷的防控措施

1.操作者需要做好焊前准备，细致而充分的焊接准备，施工的温度，技术参数的掌握，铝合金工件结构的了解等都是实现优质焊接的重要前提；2.由于铝合金容易形成氧化膜的金属特性，其氧化膜容易吸收水分，会妨碍焊缝的良好熔合，也容易形成气孔和夹渣，因此在焊接前需要对铝合金工件进行清理，即使不是氧化膜而是油污、铁屑等也都需要严格对待，是保证焊接质量的工艺措施；3.由于铝合金在高温时强度极低，在焊接时容易形成烧穿或者塌陷，故需要使用焊接垫板，用来拖住金属，垫板应该具备对底部焊缝有激冷作用，不但减少热对焊接件的影响，还能保证焊接接头的性能；4.在铝合金工件进行焊接时，尽可能制作特殊的焊接工装，能够夹持工件保证焊枪的可达性良好，提高焊接质量；5.由于部分部件具备特殊性，如果焊接前可以预热，预热对焊接有利，消除金属表面的湿气，减小各个部件的温度差，从而减少气孔、裂纹、变形等可能性，同时更有效的加快焊接速度，提高焊接质量；6.使用高纯度氩气，选用最优的焊接方法，使用合理的技术参数，都是提高焊接质量的措施。

四、结束语

由于铝合金车体部件结构不同，产生的焊接也缺陷不一样。焊接缺陷的产生可能是原材料问题、焊前处理不符合要求、操作手法掌握不对等原因造成；焊工操作水平差，无法合理匹配焊接工艺参数，人为原因和环境因素的影响，也是产品质量低，焊接缺陷产生的重要原因。由本文分析可得出工件结构、施工环境、焊接时热输入、操作人员的技术水平等都会影响焊接质量，其中任一因素的出现都会导致焊接缺陷影响车辆的质量和安全，所以预防为主才是保证质量和安全的重要途径。

参考文献：

[1]李会,郭继祥,何小勃,侯振国,褚宏宇.铝合金MIG焊常见焊接缺陷分析和预防措施电焊城,2003,43(4).

[2]王立夫,王金金,勾波,聂丽丽.轨道车辆用铝合金焊接缺陷分析.焊接技术.2012,41(10).

[3]王广英,胡文浩,张彩珍.轨道车辆自动焊接调试技术及焊接缺陷分析与控制（一）焊接质量控制与管理,2014,43(1).

[4]卢峰华,王广英,胡文浩,陈占峰.轨道车辆自动焊接调试技术及焊接缺陷分析与控制.焊接质量控制与管理,2014.

[5]王广英,胡文浩.轨道车辆自动焊接调试技术及焊接缺陷分析与控制.焊接质量控制与管理,2014.

[6]郑世达,易耀勇,易江龙.铝及铝合金焊接在工程中易出现的几种缺陷分析及预防.材料研究与应用,第6卷第3期.

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关键词：QU120重轨焊接 焊接温度 紫铜板 电流

Abstract: thick plate of yingkou heavy rail project QU120 of manual welding, using simple easy to operate the CO2 gas shielded welding, both saved the money and save a lot of manpower. The practice proves feasible, and good economic benefit is obtained

Key words: QU120 heavy rail welding welding temperature purple copper current

中图分类号： TG43 文献标识码：A 文章编号：

一、工程概况

本工程为主轧区、加热炉区吊车梁轨道焊接工程，轨道每支长度为12.5米，所以在每200米长度的线路上就分别有16个接头，这样就给起重机的运行带来冲击和振动，不仅造成钢轨出现低接头，而且对起重机的零部件使用寿命和维修周期、货物的安全平稳也造成一定影响。

二、钢轨焊接时应注意的几个问题

1.钢轨为铁路专用的高碳中锰钢，焊接性较差，特别是大多数钢轨在出厂时已作轨头表面淬火，加上板厚大，很容易产生焊接裂纹。尤其是延迟裂纹，在应力作用下还可能向母材（钢轨）及焊缝金属的纵深发展，只有满足严格的焊接工艺才能保证轨道的圆满焊接。

2.线路上铺设的钢轨和焊接接头，使用中经受的是动载荷，破坏形式为疲劳断裂，因此需要根据疲劳负荷的形式和影响疲劳强度的因素来研究提高其接头强度的措施，防止焊缝产生气孔、夹杂、未焊透和未融合等缺陷。

3.钢轨的横截面尺寸变化较大，按常规开的U型坡口焊接已无实际意义，因而采用不开坡口的，预留间隙（轨缝），背面加垫板的焊接方案。

4.考虑到露天钢轨的热胀冷缩，每100米的线路应留一个接头不焊，且车档两端的轨头应能自由伸缩，焊接钢轨的最佳的气温为250C-300 C,焊接过程应保证不受风雪和雨水侵袭，否则应停止焊接。

三、焊接方法的选择

根据我方原有施工经验及焊工焊接速度，若采用手把焊接

1. 一个钢轨头的焊接时间约需要8个小时

2. 不宜于控制层件温度

3. 不能保证焊接的连续性

4. 产生的焊渣不宜于清理

若采用CO2气体保护焊则能克服以上缺点，焊嘴采用20mm渐变为15mm焊嘴（注：可将常用的20mm焊嘴夹扁即可）。

1. 焊接一个钢轨头的时间约4个小时

2. 焊接连续性较好

3. 焊接变形小

4. 无焊渣产生

四、焊接准备

1.焊接前对整条线路进行全面的检修，更换轨道压板，使整条线路外观上不产生左右错牙，前后高低不平和歪扭等缺陷。调整好后最好能预留处轨缝轨底15毫米，轨顶30mm，如果轨缝过小会使轨道产生焊不透的现象。

2.将轨道接头两侧1米范围内的轨道压板全部松开，将轨道接头按照如图所示的方法垫起。

预先用赤铜垫板将钢轨端头垫起10-15mm，利用已制作好的压板，拧紧螺母使轨道固定在吊车梁上，每一钢轨接头附近至少设置4处固定点，当焊完轨底部分以后，松开压板，将钢轨端头的垫起高度降低到4mm，再拧紧压板螺母，当把轨腰部分焊完后，拆除全部垫板并松开压板，此时钢轨接头处应该有很小的上挠值，在实焊轨头过程中，根据钢轨恢复平直情况，决定再拧紧压板螺母。

五、焊接变形控制

在全部实焊过程中，须随时用直钢板尺检查钢轨接头的焊接变形，在实焊前固定轨道端头时，两根钢轨端头之间所留的间隙是上宽下窄，以轨底间隙为标准，不得小于15mm也不宜过宽，一般控制在15-18mm范围以内。

在调整固定钢轨接头时，除了保证端头间隙的尺寸以外，还必须使两根钢轨端头对齐，不得有歪曲和错开等现象，在焊接前和实焊过程中，应严格检查并确保两根钢轨中心线的位置在一条直线上，防止焊接完毕的轨道有弯现象的发生。

六、轨道的焊接

1.预热与回火处理

钢轨端头在焊接前的预热和焊接完后的回火处理是提高焊接质量的重要措施，对于较低温度下（例如在雨天或是冬季施工等情况）进行焊接的轨道，采用这种措施尤为必要。

预热与回火均采用普通的气焊喷嘴围绕轨头、轨腰和轨底反复进行加热，应尽可能使钢轨全截面加热均匀，要特别注意轨底的加热质量。

两根钢轨端头的预热范围各为40-50mm，预热温度为2500C左右，钢轨焊接接头的回火温度为600-7000C，从焊缝中心算起两边各为40mm左右作为回火处理的范围。

具体操作如下：

采用2#喷嘴时，喷烧时间一般为30分钟左右即可达到预热温度，将钢轨接头需要回火的部分喷烧到呈现红状（当火焰移开后红状会渐渐消失）时，可以认为满足了回火的要求。

回火温度到达要求后，立即用石灰盖住，使起缓冷到常温。

2.轨道的焊接

气焊工只是在预热与回火时才进入现场工作。施焊的好坏和清渣是否干净是影响钢轨接头焊接质量的决定因素，因此，在施焊前必须进行必要的操作联系。

焊接钢轨的接头顺序是由下而上，先轨底后轨腰的、轨头，最后修补周围，焊接轨底时用的赤铜垫板和焊接轨腰，轨头时用的赤铜夹板与赤铜托板的构造见下图：

赤铜夹板和赤铜托板的宽度为50mm，厚度为10mm左右，其弯曲形状应与钢轨形状相吻合，为了加强焊缝，在板中央与轨道相对应的部位将赤铜夹板和赤铜托板开槽，其尺寸如剖面a-a剖面所示。固定夹板或托板的 形弹簧钳可采用扁钢或钢筋制作。

采用直径为1.2mm的低碳合金钢焊丝ER50-6焊接钢轨接头，焊条须在直流焊机上反极使用，施焊轨底的第一层焊波时，使用电流稍小（300-320A）以便容易焊透，后几层焊波可以采用280-300A电流，轨底焊完后将赤铜夹板紧密贴于轨腰两侧，夹板上的槽与钢轨间隙对正，使用300-320A电流，38V-40V电压从轨腰的下部向上施焊，这样重复进行到把轨腰焊满为止，将赤铜托板安装好以后开始焊轨头，直到焊完为止，使用电流为280-300A最后对焊缝周围未焊饱满之处进行补焊，在施焊每层焊波时，尤其在施焊轨底的每层焊波时，必须保证焊接的连续，中间应避免CO2气不足而断弧，前后两层焊波的施焊方向应相反。

每个钢轨接头的焊接应连续进行，以保证钢轨端头保持有较高的温度，如因故中途长时间停焊时，在再次焊接前必须重新进行预热，钢轨接头不宜在低温环境内进行焊接。在焊接过程中，在回火处理尚未冷却前，必须防止雨水和冰雪淋湿，采用合适的扁钎

七、施工安全措施

1.加强参战职工的安全教育工作,提高作业人员的安全意识.

2.作好安全交底工作,作到对本工程人人心中有数.

3.进入现场施工区域的所有人员必须戴安全帽并记好帽带.

4.在高空行走或者是焊接作业人员，必须佩带安全带，安全带应挂在牢固的固定上之后才能进行焊接作业。

5.各特殊工种人员持证上岗，严格遵守本工种安全操作规程。

6.施工前对工人进行体检，如有恐高症、心脏病等不宜上高的人员严禁高空作业。

7.施工过程中所用到的爬梯、临时作业平台等必须固定牢固，并检查确认安全无误后方可使用，木跳板的绑扎应牢固，严禁探头。

8.在焊接作业过程中应注意不要被烫伤或者是安全带挂绳被烫断的情况发生。

9.严禁雨天作业

10.雨天过后必须及时检查焊把线和电焊机接地装置，发现有焊把线或者电焊机接地装置异常的必须立即处理。

参考文献：

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【关键词】轨道车辆空调 不锈钢壳体 钣金 热处理工艺 屈服强度 马氏体

中图分类号：TB657文献标识码： A

一、引言

轨道车辆空调机组的壳体为钣金结构，钣金件有着重量轻，加工容易的优点；但也有刚性低，易变形的缺点。由于空调机组经常处于高速、频繁的振动状态，所以对于壳体钣金件，必须具有足够的刚性、适宜的硬度、良好的韧性以及良好的抗疲劳性能，以保证在正常运行中不变形、不损坏。随着地铁和轻轨车辆的发展，空调机组的大小和重量有了严格要求，空调机组使用的钣金材料越来越薄。为了顺利满足IEC61373振动试验要求，壳体钣金的刚性和抗震性、抗冲击性需要尽可能提高。

目前，国内生产的轨道车辆空调机组对提高壳体整体的抗震性和抗冲击性，提高钣金结构刚性的方法大致可以分为以下两种：

（1）更改结构设计， 通过增加加强筋或提高钣金板材的厚度来获得更高的结构刚性。此方法虽可以显而易见的提高壳体整体的抗震性和抗冲击性，但加强筋的增加很容易造成与其他部件的干涉，同时增加了机组整体重量，经济性也不好。

（2）购买抗震性和抗冲击性能更高的钣金材料，通过购买刚性更好的高性能钣金材料，同样可以达到提升整体性能的目的，但材料成本大幅提高，经济性不好。

空调机组底板采用0.8~1.5mm不锈钢薄板，在壳体组焊完成后相关部位出现鼓包变形，手按压底板面各处也会明显变形（底板平面度超过6mm）。空调机不锈钢壳体焊接后进行热处理既保证壳体整体的抗震性和抗冲击性，满足IEC61373振动试验要求，又提高壳体钣金结构的刚性，消除鼓包变形，大大节约了材料成本。

二、空调机不锈钢壳体焊接后热处理工艺，包括以下步骤：

1、将空调壳体底板面按照其所属空调机腔室划分为若干区域；

2、在上述划分好的各个区域上确定加热点，所述加热点分布在各个区域的中心位置，包括若干行和若干列，且相邻的两个加热点之间的距离为60～80cm；

3、使用氧乙炔火焰对上述确定的加热点进行加热，加热温度700~800℃，目测观察颜色变为樱红色，并且加热后形成的加热黑点直径为12～14mm；加热时应注意不能使加热点过热溶化；

4、每处理一个点后，加热点呈鼓包状态或凹陷状态，立即用水冲洗冷却；

5、全部加热点处理完后，进行处理效果检查，检查方法为：对底板面各处施加3~5公斤压力，变形量（底板面平面度）小于2.5mm，同时加热黑点的直径基本一致，为合格，对局部处理不足部位，在原加热点上补充加热处理一次。

三、空调机不锈钢壳体焊接后热处理工艺应注意的问题

1、区域划分方法为：空调机壳体底板的蒸发腔底板在其中间线位置划分为左右两个区域，空调机壳体其他底板按照其所属腔室划为若干区域。

2、加热点加热处理顺序为：先加热处理加热点外圈，由外向内，最后加热处理加热点内圈。

3、加热点加热处理分布为：上下左右相邻的四个加热点构成一个正方形，或者相邻的三个加热点构成一个正三角形。

四、空调机不锈钢壳体焊接后热处理工艺的应用实例

1、重庆某轻轨项目空调机不锈钢壳体焊接后热处理工艺，包括以下步骤：

（1）如图1所示，将空调壳体底板面按照其所属空调机腔室划分为若干区域。其中蒸发腔底板在其中线处划为区域C和区域D，其他腔室底板划为A、B、E、F、G、H、I、J、K、L几个区域。

（2）在区域C和区域D上确定加热点，所述加热点分布在各个区域的中心位置，包括若干行和若干列，所述上下左右相邻的四个加热点构成一个正方形，且上下左右相邻的两个加热点之间的距离为60cm；如图2所示，加热点1、2、3、4构成一正方形，加热点1、2，加热点1、3，加热点2、4，加热点3、4之间的距离为60cm。在其他区域（A、B、E、F、G、H、I、J、K、L几个区域）上确定加热点，所述加热点分布在各个区域的中心位置，包括若干行和若干列，所述上下左右相邻的三个加热点构成一个正三角形，且相邻的两个加热点之间的距离为60cm；如图3所示，加热点5、6、7构成一个正三角形，且加热点5、6、7之间的距离为60cm。

（3）使用氧乙炔火焰点状加热法对上述确定的加热点进行加热，加热温度700~800℃，目测观察颜色变为樱红色，并且加热后形成的加热黑点直径为12～14mm；加热时应注意不能使加热点过热溶化；加热时，应注意不能使加热点过热溶化；加热点加热处理顺序为：先加热处理加热点外圈，由外向内，最后加热处理加热点内圈。

（4）每处理一个点后，加热点呈鼓包状态或凹陷状态，立即用水冲洗冷却；

（5）全部加热点处理完后，进行处理效果检查，方法为：用手按压或使用专用工具对底板面各处施加3~5公斤压力，变形量（底板面平面度）小于2.5mm，同时加热黑点的直径基本一致，为合格，对局部处理不足部位，在原加热点上补充加热处理一次。

根据上述工艺，空调机组采用0.8mm不锈钢底板，在壳体焊接完成后采用了上述的热处理工艺，热处理后壳体底板变形量有了明显的改善（见表1），经过批量试用，具有简单、方便、实用的特点，快速有效的提高壳体钣金结构的刚性和抗震性、抗冲击性。

未采用热处理工艺的机组，在进行长寿命振动试验时，将空调壳体底板在一小时内便发生疲劳断裂。采用了上述的热处理工艺，空调机组顺利通过IEC61373振动试验（试验单位：苏州某力学环境实验室有限公司）。该试验分为振动试验和冲击试验。

振动试验：将空调机固定在振动台上，进行在三个主轴方向的长寿命振动试验，试验时间每方向5小时，共15小时。试验结果：在整个振动试验过程中及试验后外观无机械损伤，主要机构件完好。

冲击试验：将空调机机组固定在振动台上，在不通电的情况下进行六个方向的冲击试验，对机组进行18次冲击（三个主轴方向，正反向各三次）。试验结果：冲击试验后，机组无机械损伤，外观和机械结构未发生变化。

表1热处理前后重庆某轻轨壳体底板变形量

图1 重庆某轻轨项目空调机不锈钢壳体

图2 加热点呈正方形分布

图3 加热点呈正三角形分布

五、结论

轨道车辆空调机组不锈钢壳体焊接后热处理工艺的有益效果：（1）操作简单、经济适用；（2）提高不锈钢马氏体，获得较高的屈服强度，硬度可达到54HRC；（3）提高壳体钣金结构的刚性和抗震性、抗冲击性。

参考文献：

【1】葛党朝 李小平 .城市轨道交通车辆空调系统 .重庆大学出版社有限公司.2013.

【2】成大先.机械设计手册(最新第五版)(第1卷).化学工业出版社.2008.

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[关键词] 气温 寒地 水稻 种植

[中图分类号] S511 [文献标识码] A [文章编号] 1003-1650 （2014）02-0054-01

水稻是喜温，短日照作物。根据水稻三性（感温性、感光性、基本营养生长性）推断，北方寒地水稻最少叶片数应为6-7片叶，即：水稻3叶生长期及之后如遇高温随时可以转入生育转换期，将叶原基分化转为穗分化，这也是苗床管理2.5叶期持续25℃高温出现早穗的原因。也体现北方寒地水稻感温性强的特点。此外黑龙江寒地气候特点为：活动积温少，前期升温慢、中期高温时间短、后期降温快，冬季严寒，低温冷害多等。因此，除苗床育秧管理阶段，由于采用保护地栽培，既要防低温冻害，又要防高温徒长早穗外。通过2001-2013年水稻的叶龄跟踪调查，比较分析年际间水稻抽穗期差异很大，将2001年-2013年间6月份气象资料和4个不同生育期的水稻常规品种叶龄跟踪调查资料进行整理分析。

一、2001-2013年间6月-7月上中旬各旬日平均气温与水稻常规品种抽穗期和生育转化期调查记录汇总。

通过2001-2013年间水稻定时定点的叶龄跟踪调查数据整理分析，影响水稻叶片生长速度的因素有：⑴水稻秧苗素质和栽插质量直接影响水稻秧苗返青速度；⑵蘖肥施用时期及施用量直接影响水稻叶片长度和出叶速度；⑶水稻除草药剂应用的安全性和潜叶蝇的危害程度直接表现为水稻生长的抑制程度；⑷井水增温灌溉和水层管理水平等栽培措施均可影响水稻叶片生长速度；但通过与当地气温相比较，影响水稻出叶速度的主要因素是温度，高温使水稻叶片生长快，田间繁茂个体发育强，分蘖速度快，低温则相反。水稻生育转换期与6月份温度相关性最强。经调查整理看出不同年际间田间直观看到水稻抽穗期和内在叶龄跟踪调查的水稻生育转换期差异均很大。

1.2001-2013年6月中旬日平均气温与水稻抽穗期和生育转化期的相关规律比较分析。

将按6月中旬平均气温由高至低降序排列比较分析，水稻6月中旬平均气温低于17℃以下可使出叶速度慢及水稻增叶而导致生育转换期滞后，抽穗偏晚，但6月中旬平均气温高于17℃以上的高温差值多少与抽穗期早晚与相关规律性不强，也就是说水稻早抽穗不仅与6月中旬高温有关，还与其它时段高温有关。

2.2001-2013年6月上中旬日平均气温与水稻抽穗期和生育转化期的相关规律比较分析。

将按6月上中旬平均气温由高至低降序排列比较分析，6月上中旬日平均气温低于17℃以下，例2002年16.4℃、2006年16.1℃、2009年15.6℃，其低温使抽穗期和生育转换期滞后的相关规律比与6月中旬低温相比规律性更强。6月上中旬平均气温高于19.4℃以上可使水稻抽穗期和生育转换期提早7-10天。也就是说6月上中旬的日平均气温高低与水稻生育转换和抽穗期呈正相关。

3.2001-2013年6月中下旬日平均气温与水稻抽穗期和生育转化期的相关规律比较分析。

将按6月中下旬日平均气温由高至低降序排列比较分析，6月中下旬日平均气温低于18℃以下，其相关规律性没有6月上中旬低温影响相关性强。6月中下旬高温与抽穗和生育转换期的相关规律性不强。

4.2001-2013年6月份日平均气温与水稻抽穗期和生育转化期的相关规律比较分析。

将按6月份日平均气温由高至低降序排列比较分析，6月份日平均气温低于17.2℃以下，其相关规律性没有6月上中旬低温影响相关性强。高温也与抽穗和生育转换期的关系规律性不强。同第3点。

5.2001-2013年6月份-7月上旬日平均气温与水稻抽穗期和生育转化期的相关规律比较分析。

将按6月份-7月上旬日平均气温由高至低降序排列比较分析，6月份-7月上旬日平均气温低于18.3℃以下，6月上中旬低温导致出叶速度慢及水稻增叶生育转换期延迟，致使抽穗期滞后。6月份-7月上旬间高温与抽穗和生育转换期的关系规律性较强。

6.2001-2013年6月份-7月上中旬日平均气温与水稻抽穗期和生育转化期的相关规律比较分析。

将按6月份-7月上中旬日平均气温由高至低降序排列比较分析，日平均气温低于19.0℃以下，使02、06、09年这3个低温年的抽穗期和生育转换期滞后，其规律同上。6月份-7月上中旬日平均气温在20.4℃以上，这50天的综合高温在19.5-20.0℃之间，水稻抽穗和生育转换期较为正常。但高温与抽穗和生育转换期的关系规律性较强。这些规律与第5点相似。

二、结论

水稻生产中的各项栽培措施不当虽影响水稻出叶速度，从而影响水稻抽穗2天左右，但影响田间直观看见水稻抽穗时期早晚的最主要限制因素是水稻内因生育转化期的早晚，水稻内因生育转化期的早晚主要与6月上中旬日平均气温高低界限所影响的出叶速度快慢及水稻增减叶程度所致，使水稻抽穗差异很大；抽穗延迟与6月中旬日平均气温偏低相关性较强。具体相关规律如下：

1.6月上中旬日平均气温低于17℃以下，使水稻增叶生育转换期延迟，抽穗期滞后3-5天。即使在水稻生育转换-抽穗期间高温也不能完全弥补前期的低温所致的抽穗期滞后现象；

2.6月上中旬平均气温高于19.4℃以上，可使水稻抽穗期和生育转换期提早7-10天。

3.6月上中旬平均气温在17.3-19.2℃之间，水稻生育转换期在6月16-23日之间较为正常，抽穗期在7月23-26日之间，与计划安全抽穗期相比相差±2天左右。

综合分析：水稻生育转换和抽穗期提早或延迟的限制因素与6月上中旬的日平均气温高低呈正相关规律。

参考文献

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关键词：无缝线路 施工 新技术

中图分类号：U213.9 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）03（a）-0081-01

1 概述

1.1 跨区间无缝线路的定义

跨区间无缝线路是指轨条长度跨越区间，轨条与道岔直接连接的无缝线路，也称超长无缝线路。

1.2 无缝线路锁定轨温与温度应力的关系

l=α·L·t

t=Ts-T

σt=E·εt=E·l/L=E·α·t

式中：l为钢轨伸缩值，L为钢轨长度，t为轨温变化值，钢轨线膨胀系数α=1.18 ×10-5/℃，钢的弹性模量E=2.1×105 MPa。

σt为无缝线路内部的温度应力；εt为线应变值；Ts为锁定轨温；T为施工轨温。

因此可知：σt=2.48×（Ts-T）MPa

当σt为正值时表示无缝线路内部产生拉应力；σt为负值时表示无缝线路内部产生压应力。

根据无缝线路受力原理，无缝线路内部温度应力的大小取决于轨温变化幅度的大小，和钢轨长度无关，因此理论上讲无缝线路的轨条长度可以无限长。在普通无缝线路上，由于缓冲区的存在，无缝线路的优越性不能得到充分发挥。缓冲区地段每年养护维修的工作量比较大，同时缓冲区的存在对无缝线路的受力状态也有不良的影响。为了强化轨道结构，适应铁路高速重载运输的需要，我国开始大力发展跨区间无缝线路。跨区间无缝线路消灭了钢轨接头，实现了线路的无缝化，消除了缓冲区和伸缩区的影响，全面提高了线路的平顺性和整体性。

2 跨区间无缝线路的新技术

跨区间无缝线路目前在我国得到了迅速的发展，随着近年来施工中不断改革创新，施工工艺和结构改进方面得到了一定的发展。

2.1 胶接绝缘接头

胶结绝缘接头的使用是跨区间无缝线路得以发展的重要保证。在普通无缝线路地段，长轨必须在绝缘接头处断开，两侧设置缓冲区，从而制约了轨条的长度。随着轨道结构现代化的发展，为满足铺设跨区间无缝线路的需要，胶接绝缘接头应运而生。

跨区间无缝线路发展之初，通常采用厂制胶结轨，运至施工现场，与两侧的长轨条焊接成一个整体，从而实现了长轨在绝缘处贯通。胶结绝缘接头具有整体性好、强度高、刚度大、绝缘性能好、寿命长、养护少等优点，能适应无缝线路取消缓冲区的要求。但是胶接绝缘接头与焊接接头本质上不一样，不能承受撕裂力和过大的弯曲与撞击，且缺少弹性，其疲劳强度低于焊接接头。所以在运输和铺设过程中，要尽量避免发生剧烈撞击、摔打或弯曲等行为。

随着区间轨道电路无绝缘自动闭塞技术的出现，区间闭塞消除了绝缘接头，长轨内的胶结绝缘数量大量减少，通常只在岔区附近有少量绝缘接头，给无缝线路的施工及养护带来的极大的便利。

近年来出现的现场胶结绝缘施工工艺，逐渐取代了以往的胶结绝缘轨，它的主要优点是：整体结构简单合理，组装简便，便于开展现场施工操作，另外固化时间短，施工完毕时即可达到规定的抗剪强度，能经受住冬季低温、雨雪冰冻和夏季高温天气的考验。同时也消除了使用胶结轨时与两侧长轨之间的焊头，降低了焊接成本，减少了焊头处钢轨的病害隐患。现场胶结绝缘采用双面搭板接头形式，由复合绝缘夹板、快固胶、高强度螺栓、绝缘端片和绝缘套管与钢轨组装在一起构成H型结构。

2.2 钢轨

钢轨是轨道结构的重要部件，是铁路实现高速、重载的基础，提高钢轨的制造精度和原始平顺性，增加定尺长度是实现轨道平顺的根本。多年以来，无缝线路中的长轨都是在焊轨厂将25 m定尺钢轨焊接成不超过500 m的长轨，利用长轨专用运输列车运送至施工地点，进行无缝线路的施工。施工现场根据需要对长轨进行现场焊接，线下焊接成1～2 km的长轨后，在封闭时间内进行线上焊接，完成最终的跨区间无缝线路。无论是焊接还是机械连接，钢轨的接头处总是铁路的最薄弱环节，钢轨的使用故障80%发生在接头处。为了减少长轨内的焊接接头，近年来各钢厂相继开始生产百米定尺钢轨，从而大大减少了钢轨的焊接次数，降低长钢轨的焊接成本，提高无缝线路的长轨质量，减少钢轨的长波不平顺，保证列车平稳运行，提高旅客的乘车舒适度。

目前许多焊轨基地都完成了百米定尺轨的焊接生产线的改造，百米定尺轨的焊接技术已经成熟，百米定尺轨的焊接工艺流程主要由以下工序组成：百米长钢轨卸车，钢轨选配，调直除锈，焊机焊轨，焊后粗磨，正火，热调直，长轨存放自然冷却，焊后精调，焊后精磨，探伤，长轨条存放装车。

2.3 焊接

钢轨焊接方法有接触焊、气压焊和铝热焊，其中应用于厂内焊接的接触焊的质量最好、效率高、成本低，焊接接头的疲劳强度较高，是目前普遍采用的一种有效可行的焊接方法。小型气压焊和铝热焊设备简单，便于携带和移动，适用于施工现场使用。

随着高速铁路、客运专线、既有铁路提速改造等建设项目的相继实施，传统的现场焊接方法由于其焊接强度、焊接工效等原因已不能满足高速、重载、低噪等要求。近年来出现的移动式闪光焊轨车，采用闪光焊接原理，具有双向高低速自走行、钢轨焊接、钢轨拉伸、保压推凸等功能，能够在不依赖外接电源的情况下在施工现场进行闪光接触焊，可以按照施工列车的运行方式进入封锁区间，快速到达作业地点，焊接作业时无需辅助焊材和焊剂、速度快、无污染且焊接强度高，在轨道焊接工程中得到了广泛的应用。移动式闪光焊轨车为现场钢轨焊接作业提供了良好的环境，减轻了现场作业的劳动强度，使现场钢轨焊接质量达到或接近厂焊钢轨的水平，克服了以往气压焊和铝热焊接时存在的自动化程度低，质量受人为因素影响大、质量不稳定的缺点，同时还解决了配套设备运输难的问题。能满足线上焊、线下焊、锁定焊等几种工况。

2.4 轨下结构

随着运营速度的不断提高，有碴轨道在列车荷载反复作用下的轨道残余变形积累很快，从而导致轨道高低不平顺，影响旅客乘坐的舒适性，增大了轨道养护维修工作量。

在高速客运专线铁路上，采用了板式无碴轨道等新型刚性轨下结构，全面增强了轨道的纵、横向约束力，保证了无缝线路的安全和稳定，提高了高速行车时的安全性和舒适性，减少了轨道的维修养护工作量。

板式无碴轨道是用双向预应力轨道板及CA砂浆替换传统有砟轨道的轨枕和道砟的一种新型轨道型式，由板下混凝土底座、CA砂浆垫层、轨道板、长钢轨及扣件等部分组成。与有碴轨道相比，板式轨道具有更好的整体性、稳定性和耐久性，虽然技术较复杂，一次性投资要大于有碴轨道，但其使用寿命周期长，轨道板在使用周期内基本上免维修，运营过程中维修工作量可减少70%以上，能够有效缓解高速铁路运营与维修的矛盾。

篇6

关键词：轨道电路；连接线；非电量参数；技术标准

1 轨道电路简介

轨道电路是铁路调整和控制列车运行的自动控制系统与远程控制系统的基本组成单元。它能发送关于轨道空闲与完整的信息，是信号机与道岔之间的连锁控制信息以及地面预计车之间遥控联系信息的重要传输通道。轨道电路的状态是否良好、工作是否正常直接关系着运输效率和行车安全。

轨道电路主要由发送、接收设备和钢轨等组成。

轨道电路以铁路线路的两根钢轨作为导体，两端加以机械绝缘或电气绝缘分割成段，每段通过轨道连接线将钢轨与送电、受电端设备连接起来构成一个完整的电路单元，完成轨道区段有无列车占用、钢轨是否完整的检查，实现地面与列车间的信息传递。

轨道电路的送电端设备包括电源、轨道变压器和限流器，在移频、UM71以及ZPW-2000A型轨道电路中还有电缆模拟网络、发送盒以及匹配变压器。电源一般用交流供电（工频、音频、25Hz）。通过对送电端轨道变压器变比的调节来满足轨道电路调整状态轨面电压、分路状态残压、机车信号入口电流的要求。限流器一般为电阻器，也可以采用电抗器，它的作用是保护电源设备不因过负荷而损坏，并保证在列车占用轨道电路时，轨道继电器能可靠的落下；对25Hz相敏轨道电路而言，它还兼有相位调整的功能。移频和UM71以及ZPW-2000A型系列轨道电路中，电缆模拟网络将轨道电路电缆调整补足为一个统一的固定长度。发送盒向钢轨发送各种不同的控制信息。匹配变压器使轨道电路和发送设备阻抗实现匹配，以达到最佳工作状态。

钢轨线路由轨条、轨端接续线（又称轨端连接线或导接线）和钢轨绝缘等组成。采用轨端接续线是为了减少轨条连接处的接触电阻，钢轨的机械和电气绝缘则是为了将轨道回路分隔或划成段而装设的隔离设备。

受电端（又称继电器端或终端）的主要设备是轨道变压器和继电器，用来接收经轨道传来的电压、电流控制信号。在移频、UM71以及ZPW-2000A型轨道电路中还有电缆模拟网络、接收盒以及匹配变压器。电缆模拟网络以及匹配变压器的作用和送电端相同。接收盒用来滤除无用的干扰信号，接收经钢轨传来的有用信号。

送、受电端设备一般放在轨道旁边的变压器箱、继电器箱或信号楼内，用塞钉将设备引接线与钢轨相连再通过电缆与室内设备连接。轨道电路的长度，一送一受时是指两组绝缘节之间的钢轨线路（即从送电端到受电端之间）的轨道电路的控制长度，一送多受时还应加上各分支区段的长度。

2 轨道电路的状态及作用

2.1 轨道电路的调整状态

轨道电路没有被列车占用时，轨道继电器两端的电压较高，通过电流较大，轨道继电器正常励磁吸起。这种利用轨道继电器的前接点的闭合条件，表示轨道电路设备完整、没有被列车占用的状态叫做调整状态。

2.2 轨道电路的分路状态

为了保证行车安全和信号控制设备稳定可靠工作，轨道电路应满足以下要求：

（1）轨道空闲无车占用时，轨道继电器应可靠地吸起。（2）轨道电路任何地方被列车（火车列）占用时（即使只有一对车轮进入轨道），轨道继电器应可靠落下。（3）轨道电路设备发生故障（如钢轨断离、连接线断开、绝缘破损等），轨道继电器应可靠地处于释放状态。

3 轨道电路设备中的各种连接线

3.1 轨端接续线（轨端导接线或轨端连接线）

轨端接续线装在两节钢轨的接头处，用来保证信号电流在钢轨接头处能够稳定顺利地流通。在非电气化区段，一般采用塞钉式；在电气化区段，一般都采用焊接式或一塞一焊方式，以增加其可靠性，并减小牵引回路的阻抗。常用的焊接方式有光焊、低温焊接、爆压焊接、冷压焊接等。塞钉式轨端接续线由两根直径5mm，长1292mm的镀锌铁线组成，用气焊将两根铁线焊接在两个圆椎形塞钉的根部，铁线两端绕成螺旋形。为了使塞钉与钢轨上的圆孔密贴，塞钉的头部还要镀上约0.5mm厚的锡。塞钉式轨端接续线的焊接应牢固。焊接式轨端接续线是由一根镀锌铁丝或铜丝绞合而成的多股软绞线，其两端焊有铁或铜端头，其长度因焊接方式不同而各有差异。焊接时两端距轨缝应等长，接续线必须下垂，以防止被车轮压伤。

3.2 钢轨引接线

钢轨引接线是电缆盒或变压器箱内设备与钢轨之间的连接线。它是两两等长的四根由镀锌铁丝或铜丝绞合而成的多股软绞线。一端用塞钉连接在钢轨上，而另一端则用螺栓连接在变压器箱或电缆盒上。在轨道电路的送电端和受电端，均需用钢轨引接线将设备分别接在左右轨条上，所以他们有两种不同长度的型号：1.639m和3.639m。使用时必须长短各两根并联使用，以防止单根断离造成危险。为了满足特殊要求，钢轨引接线的长度可以加长。

在电气化区段，由于轨道电路和牵引电流都要利用钢轨构成回路，所以其轨道电路结构也比较复杂，轨道电路的送、受电端设备，应通过扼流变压器接向钢轨。对钢轨引接线的要求也不相同。为了减少牵引电流不平衡对轨道电路造成的严重干扰，应采用等阻抗钢轨引接线。长度不同的两根钢轨引接线的内部结构和所用材料不同，分别由不同根数的铜线和镀锌铁线绞合而成，使得长短两根钢轨引接线直流电阻相等。线外套有防油套管并在套管内充油防止引接线生锈。同时套管防止了引接线对大地的电流泄露，对减小牵引电流不平衡更为有利。

4 轨道电路各种连接线的非电量参数技术标准

轨道电路连接线是轨道电路的重要组成部分，制造连接线时所选用的材料成分、材质性能、连接线的横截面大小以及连接线的长度等因素直接影响轨道电路能否正常工作。所以对轨道电路各种连接线的检查测试是日常电务维修工作的一项重要内容。钢轨连接线的非电量参数技术标准如下：

（1）塞钉式接续线，必须是采用直径5×1200mm镀锌铁线2根并联焊接于塞钉上，铁线应无影响强度的伤痕，焊接牢固；塞钉式接续线的塞钉打入深度最少与轨腰平，露出高度不超过5mm；塞钉与塞钉孔要全面紧密接触，并涂漆封闭；保持线条密贴接头夹板，达到平、紧、直。（2）焊接式接续线，必须是采用截面积不小于26mm2（相当于0.508×7×19）的多股镀锌钢绞线；焊接线焊在钢轨两端，两焊点中心距离应在70～150mm范围内，焊接接头的上端端头应低于新钢轨轨面11mm，与接头夹板固定螺母竖向中心线的间距不得小于10mm；焊接接头外观应光滑饱满，焊接牢固，焊位正确，导线无损伤，无漏焊、假焊；焊接线焊后须涂防锈涂料；焊接线应油润无锈，检查断根不得超过1/5。（3）道岔跳线，必须采用截面积不小于15mm2（相当于1.0×19）的多股镀锌钢绞线。道岔跳线应按规定位置安装，跳线敷设应平直，检查断股不得超过1/5。（4）钢轨引接线塞钉孔距接头夹板边缘应为100mm左右。引接线与变压器箱、电缆盒连接时，应将螺母拧紧，不得有松动现象。绝缘片、绝缘管应完整无缺损，保证绝缘良好。引接线的裸线部分不得与箱盒金属体接触。（5）跳线和引接线的长度、规格适当，焊接牢固；应平直德固定在枕木或其它专用设备上，不得埋于土或石渣中，并须涂油防蚀，断根不得超过1/5。（6）跳线和引接线不得有防爬器和轨距杆等物。跳线和引接线穿越钢轨处，距钢轨底部不应小于30mm，不得与可能造成短路的金属件接触。

5 结束语

在日常电务维修工作中，我们除了要遵照它的非电量参数技术标准来进行操作外，在测试中还应注意以下的问题：

篇7

王相悦

（济南铁路局济南工务机械段，山东 济南 250022）

【摘要】从材料与制造因素、自然环境因素等方面分析了轨道不平顺的成因，提出了控制轨道不平顺的方法，以确保行车运动的平稳舒适性，从而逐步实现客运高速、货运重载、行车高密度的铁路技术发展目标。

关键词 轨道；不平顺；原因；控制

0引言

高速铁路均采用长钢轨焊接无缝线路，与传统有缝线路相比，钢轨通过焊接方式相连，消除了轨缝的影响，最大限度地保持了线路的连续性和整体性，使接头处的轮轨动力效应得到大大改善。但是，受焊接材料、焊接工艺水平、养护维修等多方面因素影响，在车轮反复辗压作用下，钢轨焊接接头处会出现各种缺陷，如焊接接头低塌，造成钢轨顶面短波不平顺的出现。钢轨顶面短波不平顺对高速行车的噪声、振动和行车安全性均有重要影响。一方面，钢轨顶面短波不平顺将引起较大的轮轨附加动荷载，引发钢轨、车轮及其他部件的损伤、断裂，直接影响高速行车安全性；另一方面，由于钢轨所受冲击振动的增大，致使轨下基础受力增加，进而产生不均匀变形和其他损伤或破坏，加剧轨道几何状态的恶化。因此，铁路轨道除需满足强度要求外，还必须严格满足平顺性的要求。

1钢轨不平顺的种类及成因

1.1局部缺陷性不平顺

新铺的钢轨轨身、轨腰不平，钢轨全长有弯曲、扭曲，轨端扭曲等不平顺，主要是由于在运轨及铺设过程中受外力出现了硬弯、擦伤等不平顺。

另外，钢轨的焊接也会产生影响。由于钢轨外形尺寸的差异、焊接设备技术状态、焊接作业人员技术水平以及焊接工作管理等各方面原因都会影响钢轨焊缝处外观质量及平顺性。

1.2钢轨纵向波磨不平顺

这是钢轨轧制形成的一种周期性不平顺，表现为钢轨轨面呈明显的波浪状不平顺，钢轨轨头下颚、轨底均随钢轨踏面呈周期性的垂直弯曲（钢轨断面在钢轨长度方向呈波浪形弯曲）。钢轨在轧制校直过程中，由于辊式矫直机偏心（或不圆）、滚轧压力不均匀等原因，使钢轨产生周期性的不平顺。

1.3轨头剥离、掉块、擦伤、不均匀磨耗等表面缺陷

轨头剥离、掉块、擦伤、不均匀磨耗等表面缺陷所带来的不平顺属轨而短波不平顺，是钢轨顶而小范围内的不平顺，其中轨而擦伤等多是孤立的，不具周期性，而波纹磨耗、波浪形磨耗则具有周期性特征。轨而擦伤、剥离、掉块、波纹磨耗波长在数毫米至数十毫米，幅值0.02~1mm；波浪形磨耗波长数百毫米，幅值0.1~2mm。由于金属接触疲劳强度不足和车轮的重复作用，钢轨顶而金属冷作硬化，形成了剥离等。由于钢轨材质的缺陷及车轮的动力作用使得钢轨出现磨耗。

1.4道岔不平顺

在辙叉部分2根内侧轨线平面相交处，固定辙叉存在轨线中断，可动辙叉存在轨线相交而不平顺，在转辙器尖轨尖端部分，存在基本轨和尖轨间车轮荷载的过渡段竖向不平顺，在辙叉上存在叉心和翼轨间车轮荷载的过渡段竖向不平顺，道岔区有接头轨缝。

2改善和提高钢轨平顺性的措施

2.1建设阶段控制钢轨初始不平顺的主要措施

2.1.1提高钢轨的制造精度

钢轨的初始不平顺直接影响轨道的不平顺，为了减少钢轨在生产过程中产生的初始不平顺，国外钢轨生产企业除了在合理选择钢轨断而、保证材质洁净、强韧匹配等方而进行了优化外，还对其生产工艺进行了改造，采用了先进的冶炼技术来确保其制造精度，如采用连铸工艺避免铸锭的二次氧化、减少钢轨表而缺陷;采用万能法轧制可实现4个方向的对称轧制;采用长尺轧制、长尺冷却、反向预弯和长尺矫直工艺减少矫直弯曲度;采用带硬质合金的可随温定尺的联合锯钻机床准确进行锯钻和端头加工从而提高钢轨的尺寸精度;采用水平—垂直复合矫直，利用多个可变辊距的水平辊和垂直辊以激光测量和计算机在线调整，使钢轨具有较高的平直度和尺寸精度;采用先进的检测技术，利用激光进行自动检测钢轨几何尺寸，利用涡流技术检测表而质量。我国的鞍钢、包钢及攀钢近几年通过设备改造和技术攻关，水平有了很大的提高，但与国外相比还有一定的差距，除钢轨内在质量还需进一步提高和稳定外，钢轨外观缺陷、尺寸误差和垂向波浪弯曲是突出的薄弱环节，迫切需要进一步改造。

2.1.2采用长定尺钢轨

高速铁路因列车行驶速度高、机车轴重较轻、线路曲线半径较大等特点对钢轨质量提出了新的要求，即钢轨要具有“四高”—高内部质量、高尺寸精度、高平直度、高表而质量。采用超长钢轨是高速铁路建设的必然要求，可以大幅度减少焊接接头数量，明显改善铁路平顺性，减少钢铁轨伤损，提高铁路运行的安全性。目前，我国高速铁路钢轨采用60kg/m 100m长尺钢轨。

2.1.3采取综合措施提高道岔区的平顺性

采用平顺性好不会引起轮轨冲击的大号码可动心轨道岔；道岔区轨道刚度的变化应尽量平缓；增加道岔区底碴厚度，分层振动压实；研制采用不扰动道床的大号码道岔铺设机具；采用作业精度高的道岔整道机，精确校正道岔区的几何尺寸；在道岔设计、制造、施工铺设等各个环节，都采取措施提高道岔结构本身和道岔区轨道的平顺性。

2.2运营管理过程中控制钢轨不平顺的主要措施

2.2.1利用大型打磨机具进行周期性打磨

钢轨打磨是消除各种钢轨不平顺的重要手段，已为世界各国所采用。对高速铁路而言，钢轨打磨作业显得尤为重要。日本对环境影响较严重的区段，通过总重3000万t打磨1遍；一般地区，通过总重约6000~8000万t时打磨1遍;法国TGV东南线平均每年打磨工作量在150km左右，4年全而打磨1遍，而且采用捣固与打磨同步进行的方式，维修工作量大幅减少。德国规定V>160km/h区段，波长3m，深度0.3mm时应打磨。其有关资料还显示，每通过300~4000万t需打磨一遍。

2.2.2切实提高焊接质量

高速铁路在运营过程中，不可避免地要出现一些重伤轨、磨耗轨，在更换的过程中也不可避免地需要进行接头焊接，在现场中使用接触焊、铝热焊，使用较多的是铝热焊，但铝热焊焊接接头因焊缝是铸态组织，其强度往往低于被焊接轨材质，易造成二次损伤，建议采用接触闪光焊。

3结论

（1）钢轨打磨质量不仅涉及到安全，而且还涉及到技术与经济，建议抓紧开展我国客运专线线路开通前的钢轨预打磨、开通后的钢轨预防性打磨及保养性打磨研究和试验，制定钢轨打磨各种形式与参数、打磨程序、条件和验收标准，为客运专线顺利开通和安全平稳运行创造条件。

（2）控制钢轨初始不平顺，是高速铁路建设时期的关键问题，也是新线验收过程中必须注重的问题。

（3）道岔区钢轨断而、轨枕长度、轨道刚度都有变化，道岔结构本身就具有不平顺性，是高速轨道的薄弱部位，较区间轨道更难保持高平顺，因此必须高度重视，采取综合措施提高道岔区的平顺性。

（4）在更换重伤轨的过程中也不可避免地需要进行接头焊接，为避免二次损伤，建议采用接触闪光焊，并切实把好焊接关。

参考文献

［1］需晓燕.轨道力学与工程新方法[M].北京:中国铁道出版社,2002.

［2］于进学,季文玉.高速铁路轨道平顺性的维修管理[J].铁道建筑,2004(9):63-65.

［3］李成辉.轨道[M].成都:西南交通大学出版社,2005.

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关键词：焊接质量 焊接顺序 焊接变形 制作技术 检查验收

中图分类号：TV72 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2012）12（c）-00-01

1 工程概况

合肥熔安动力机械有限公司船用低速柴油机工程属于安徽省合肥重点项目，建设单位是合肥熔安动力机械有限公司；设计单位是中船第九设计研究院工程有限公司；总承包单位是上海地通建设（集团）有限公司；二十冶负责制作安装。

厂房钢结构工程主要包括钢柱系统、钢吊车梁系统、钢屋面系统。钢柱为双肢H型钢柱。上柱为单肢H型钢，下柱为H型钢双肢柱，柱脚为刚接采用插杯口式。吊车梁采用焊接工字型实腹式，部分吊车梁设悬臂梁。屋面采用单向锥形空间桁架，主屋架为倒三角锥形桁架。

2 结构特点及工艺难点

（1）悬臂式吊车梁采用Q345B，主梁焊接H型结构形式，悬挑部分也是采用焊接H型钢结构。该梁总长11.951 m、宽2.402 m（加悬挑部分）、高1.5 m、总重主9.510 T。悬挑式吊车梁共分主梁、悬挑、焊接轨道三部分，主梁腹板两侧在两悬挑中心位置增加-8×120×1400通长横向加劲板，加劲板要求上下端刨平与翼缘板顶紧后焊接，主梁中心的悬挑间距为1.9 m，越距梁两端悬挑间距越小且在梁接缝处增加悬挑部分以加强结构抗扭刚度。

（2）板材接料、主梁与悬挑的横向对接焊缝均为一级焊缝，100%超声波检测；主角焊缝要求熔透焊，二级焊缝。如何保证焊接质量，满足检测要求是个难点。

（3）主梁为焊接结构，主梁和悬挑部分的腹板与上、下翼缘板间的主角焊缝均为全熔透二级探伤焊缝，加上纵、横交错的劲板焊接。焊接量大，变形加大。如何有效的控制焊接变形是控制主梁和悬挑整体尺寸及保证吊车在轨道上正常安全运行的关键。

（4）每台主梁上有8个悬挑，这8个悬挑就是焊接轨道的8个安装点，吊车要在每个梁上的焊接轨道上运行。这就要求悬挑部分上的8个点要成一线才能保证轨道整体的直线度，才能保证吊车的安全正常运行。

3 制定的方案及保证措施

3.1 加工号料工序的控制

钢材加工号料质量的好坏直接影响构件外形尺寸，坡口角度及钝边的大小直接关系到焊缝的质量，因此钢材的加工号料是保证焊缝质量、控制焊接变形的第一道关键工序。

3.2 切割工序的控制

板材切割采用多头切割机和数控切割机相结合下料。切割时板材受热均匀减小切割变形。梁腹板上下预起拱的切割必须采用数控切割机，不留二次切割量，一次完成。采用此工艺加工即保证了翼缘板的平直度又保证了腹板的起拱度，同时大大降低了劳动强度，提高了生产效率和钢材利用率。

3.3 保证装配间隙就是保证焊接质量，减少焊接变形，所以要对组拼工序严格控制

3.3.1 主梁的H形组装间隙或组装顺序控制不好极易造成工形的扭曲，很难修复，因此要严格控制组装间隙及组装顺序。

3.3.2 工型组装焊接完工火焰加热修直且消除应力后待用。

3.3.3 悬挑部分的装配焊接。

（1）先将悬挑部分按图纸先行组装，待检查装配尺寸在公差范围内开始焊接。

（2）八个悬挑部分焊接且修整完毕，保证悬挑顶部与轨道相连接的孔中心的尺寸一样。

（3）把主梁放置在一平台上，并将胎具测平且在主梁同一侧的两端及中心设置三个基准点。

（4）先在主梁的中间装配一个悬挑，再在主梁两端再装配两个悬挑，三点成一线。然后再装配其它悬挑部分，注意所有的悬挑顶部上下左右必须与基准点相附。

（5）中经间工序检查其长度、截面、起拱尺寸均符合设计要求和规范规定，就可以开始组装加劲板，组装时应按设计尺寸从梁的中心向两头排尺寸，将每组筋板和连接板的组装线画在梁上，并打上标记，组装完毕经中间工序检查其尺寸、规格、垂直度等均无误后方可焊接。用钢盘尺和弹簧秤精确地量出主梁的总长，严格按照设计尺寸将多余部分切割掉，组对端头板并施焊。

3.4 焊接工序

焊材质量的好坏直接影响焊缝的内在质量，运用合理的焊接顺序可减少焊接变形，同时又可以大大减小修复量。

3.5 焊接变形的控制

3.5.1 板材接料组对时应严格控制错边、组对间隙必须符合工艺要求，如果超差，必须返工合格后方可焊接。

3.5.2 先进行下翼缘与腹板的焊接，再进行上翼缘与用腹板的焊接，焊接要一次性完成。

3.5.3 悬挑部分独立焊接成型，修正合格后再与主工型组对焊接，减少修复量面减少变形。

3.5.4 筋板点焊时特别要注意不要点在端头部位，点焊焊缝不易太高，应该成细长状，便于焊接时保证焊缝的外观质量。

3.5.5 为了减少焊接变形，尽量多的采用CO2气体保护焊，并严格控制焊接顺序，加劲板采用由中间向二边焊接。

4 检查验收

构件制作完毕后，按施工图及工艺要求和《钢结构工程施工及验收规范》（GB50205-2001）认真检查验收并做好相应的记录。（其焊缝标准：板材接料焊缝和主梁的横向对接焊缝应符合一级质量标准，100%超声波检测，剖口焊要求熔透的二级质量标准。其余焊缝为三级质量）。

经本公司专检人员对悬臂式吊车梁外形及焊接质量检验均达到设计和国家标准要求。同时受到监理甲方和安装单位的一致好评。

5 结语

（1）用多头板材切割采用多头切割机和数控切割机相结合下料。切割时板材受热均匀减小切割变形。采用此工艺加工即保证了翼缘板的平直度又保证了腹板的起拱度，同时大大降低了劳动强度，提高了生产效率和钢材利用率。

（2）分别将悬挑部分分别制作成型待用，要求严格控制各悬挑的结构外形尺寸，特别是连接轨道部位。先组装梁最端头的两个悬挑，再装中间的悬挑，要求连接轨道部位几点成一线，做好其它悬挑的安装基准，才能保证轨道整体的直线度，才能保证吊车的安全正常运行。

（3）保证装配间隙是保证焊缝质量的前提，合理安排焊接顺序是控制焊接变形、保证构件外形尺寸的有效途径。

（4）尽量采用CO2气保焊是降低焊接线能量，可有效地减少焊接变形。

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[关键词]汽车焊接线；多车型搬运设备；设计

中图分类号：U468.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）25-0098-01

汽车的车身一般由各个车身分总成焊接构成，焊装是轿车生产四大工序之一，焊装工艺和设备的水平对车身质量有着十分重要的影响。在现有的技术当中，很多焊装生产线都采用了机器人进行车身焊装。汽车车身一般包括顶盖总成、侧围总成及地板总成，侧围总成包括有门槛总成。各总成焊装前，需要把装在料架上的总成吊运到焊装生产线并放到车身本体上，经人工调整定位后，由焊接工业机器人进行焊接，在这过程当中，针对不同车型，如何方便、高效地调整定位调整，使焊装质量稳定，成为亟待解决的问题。

一、汽车焊接线概述

在汽车制造的冲压、焊接、涂装和总装四大工艺流程中，焊接工艺环节就是将各零部件拼焊成型一个车体，焊接车身质量要求极其严格，车身骨架精度不仅决定着车身牢固程度以保证安全性，也对后道装配工序有着至关重要的影响，磕碰划伤变形等也会影响车身的美观。由于零部件多，工艺流程复杂，易出现异常问题，为保证线体产品质量，除了对人员技能和零部件质量要求很高以外，对焊接工艺装备精度也提出了很高的要求。另外，焊接装备价格昂贵，为了降低装备成本并能制造更多车型，一条线体生产多个车型的柔性化生产也是大势所趋。

二、汽车焊接线多车型搬运设备设计

（一）搬运设备机构设计

本文所设计的多车型搬运设备由轨道架、托架机构、举升机构、轨道电机和轨道齿轮几个部分构成。如图1所示。

为了清楚表达结构，图1对整个结构进行了适当的简化，删除了一些附件，如拖链等。如图 1 所示，本搬运设备整体由两个平行轨道架构成，举升机构安装在轨道架上，通过电机驱动，可以沿着轨道架移动。打点焊装机器人沿轨道架布置，当举升机构带动工件沿轨道架移动时，打点焊装机器人对工件进行焊装。举升机构的设计使得本设备可以适应多车型。

（二）托架机构

本设备中，托架机构共有四个，分为前侧托架和后侧托架两组，分别称之为第一托架、第二托架、第三托架和第四托架。第一托架和第二托架相对设置，第三托架和第四托架相对设置。第一托架和第三托架分列举升装置两侧，第二托架和第三托架分列举升装置两侧。托架机构安装在举升机构伸出的平台上。此平台可以在电机的驱动下垂直升降，第一托架和第二托架结构相同，包含有夹紧臂、支撑块、摆动气缸等机构，第三托架和第四托架在第一托架和第二托架的基础上安装有行走机构，可以在平台上沿轨道架方向移动。由于托架位置可移动，所以托架可以适应不同车型。

第一托架机构和第二托架机构均包括夹紧臂、支撑块和摆动气缸，支撑块固定在夹紧臂的顶端部，摆动气缸的活塞杆通过气缸连接头与夹紧臂相铰接，摆动气缸推动夹紧臂摆动，其中夹紧臂的底部铰接在举升托架机构上以及摆动气缸固定在举升托架机构而两者不随行走机构运动，支撑块的支撑面上设有间隔排列的用于适应工件不同宽度的定位沟槽。

夹紧臂与摆动气缸通过角铁安装在行走机构上，角铁上安装有转轴孔，夹紧臂通过转轴安装在角铁上。摆动气缸缸体固定在角铁尾部，气缸可以通过尾部的转轴摆动。支撑块的支撑面上加工有锯齿形沟槽，且在一侧安装有工件放置用的导向块，在支撑面的另一侧安装有限位杆，在限位杆处安装有限位开关。

行走机构安装在安装板上，行走机构包括固定板、行走伺服马达、行走齿轮和行走直线导轨以及安装板，行走直线导轨安装在固定板与安装板之间，行走伺服马达、行走齿轮设在安装板的一端，行走伺服马达与行走齿轮连接，所述固定板设有板顶面、板底面、两个端面和两侧的侧面，固定板一端部的顶面设有搬运装备的托块机构的安装位，固定板另一端部的一个侧面安装有与行走齿轮啮合的行走齿条，行走伺服马达驱动行走齿轮转动，固定板通过行走直线导轨在安装板上移动。由于采用了伺服马达、行走齿轮及行走齿条的结构，故能够对托块机构作出准确而又稳定的定位调整，而且结构紧凑，控制精确，行走稳定。

（三）举升机构

举升机构包括举升固定平台、举升可动平台、驱动装置、垂直设置的举升直线导轨，举升可动平台通过举升直线导轨安装在举升固定平台上，驱动装置与举升可动平台连接，举升可动平台在驱动装置的驱动下通过齿轮齿条传动在举升固定平台上作举升垂直运动，在举升固定平台上设有举升可动平台的锁紧机构。

举升固定平台固定在轨道架上，固定平台上安装有齿条，可动平台与固定平台通过垂直的导轨连接。驱动装置安装在可动平台上，齿轮与安装在固定平台的齿条啮合，由此，可动平台可以沿着导轨垂直运动。可动平台两侧设计有用于安装托架的平台，则托架随着举升机构垂直运动。

（四）驱动与控制系统

本设备需要驱动的部件有：（1）举升机构。举升机构驱动托架平台垂直运动，以适应不同车型的高度。（2）行走机构。行走机构驱动托架安装平台沿轨道架方向运动，以适应不同车型的长度。（3）轨道架。轨道架驱动整个举升托架机构沿着轨道架移动，以配合不同位置的焊装机器人进行焊装。 根据上述需求，采用伺服电机驱动。伺服电机配合齿轮齿条传动，定位精度高，同时设置超程保护装置，使得运行更加可靠。本设备需要跟焊装机器人以及焊接夹具进行协同作业，因此该举升依据各个车型车高方向的不同状况进行协同作业。新车型导入时，可依据车身进行示教调试编制 PLC 程序，以适应不同车型，节省了调整设备的时间，提高了装配效率。

总之，本文设计了一种适用于多车型的工件搬运设备，分别介绍了其托架机构、行走机构和举升机构，由于各个部分均是可以调节位置的，因此设备可以适应不同车型。各机构驱动采用伺服电机通过齿轮齿条来驱动，定位精度高。同时采用PLC 控制，导入新车型时，通过 PLC 示教，快速调整各部件位置以适应不同车型。本设备提高装配线上焊装时更换车型的效率，提高了整体工作效率。

参考文献

[1]陈伟宗.Profibus-DP现场总线在汽车焊接线中的运用研究[J].机电信息，2011，24

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【关键词】门座式起重机；上支撑环；焊接工艺；组装；胎架

1 概述

随着中国造船业的迅猛发展，对大型装备的需求日益增大，而设备的建造质量的优劣直接影响其使用性能。尤其是它的金属结构件的制造质量。通过选取门座式起重机上典型的上支撑环，说明其制作工艺，过程质量控制和测量手段，希望能够对类似工程起到一定的借鉴作用。

2 技术准备

2.1 焊接工艺评定

焊接工艺评定是编制焊接工艺的依据，根据门座式起重机设计图纸和技术文件的要求编制，按程序试验、经监理工程师批准生效后，按焊接工艺指导书组织施工。

2.2 工艺文件的编制

按照客户提供的门座式起重机的技术要求对制造验收规范进行分解细化，编制各个工序的工艺文件，用于指导生产，控制施工质量。

2.3 技术培训

对参与门座式起重机制造的管理、技术人员和操作人员进行上岗前全员技术培训、质量意识教育、技术交底和应知应会教育，对于主要工种如电焊工、划线工、拼装工、涂装工等进行特殊培训和考核，实行持证上岗。

3 制造工艺

3.1 总体要求、制造方案

上支撑环图面重量约50.6吨（参考图1：上支撑环轴向剖面图）。上支撑环的焊接按图纸要求进行，未注明部位全部为连续焊缝；顶板、底板以及水平滚轮轨道的对接焊缝UT100%。

根据上支撑环的结构特点，拟采用制造厂整体拼装、解体发运，然后在拼装场地进行整体立体拼装。

3.2 施工程序

3.2.1 放样与下料

根据图纸上各节点的要求，绘制零件图，出套料图样和切割程序。数控车间在核对钢板信息无误后切割，下料后在零件上移植该钢板的炉批号、钢号、厚度、零件号等标记，并及时做好材质跟踪记录表。

3.2.2 切割与加工

所有零件采用数控切割。按图纸要求加工坡口。内、外圈板轧圆到位。

3.2.3 小组装

根据技术部门提供的小组装草图，在平台上划出相应的内、外圆周，并在其上按线型拼装，并经检验员复合校对线型后方可施焊。

3.2.4 按工艺要求制造正身胎架（图2：上支撑环胎架剖面图）

胎架制造的一般程序为：

按型值草图，在平台上划出模板的型线模板拼接确定胎架的最低点的高度，按假定基线分别安装底构架、支撑角钢，并划出假定的中心线、水平线以及各种有关的符号等焊接火工校正在平台上划出支撑环的中心线、角尺线、外框线等将模板按所在的位置，摆对中心和垂直度后，加支撑固定用模板上的水平线复核四角水平并调整安装拉条焊接模板划线将模板上表面切割正作并去除氧化物及毛刺报验。

胎架制作完工后检查内容和要求如下：

检查内容 精度标准 检查方法

标准 允许

模板位置偏差 ≤2.0 ≤3.0 按胎架图尺寸

模板垂直度 1/1000 2/1000 用线锤

模板中心线偏差 ≤1.0 ≤2.0 用线锤

四角水平线 ≤2.0 ≤3.0 用水平软管或激光仪

模板型线与样板型线偏差 ±1.0 +1.0～-3.0 用胎架划线样板

注：胎架的检查应在模板上表面线型气割结束后的状态下进行。

3.2.5 中组装（参考图3：上支撑环胎架结构划线图）

将拼焊检验合格的顶板吊至胎架上定位（顶板与胎架的间隙0～2mm；定位基准：A1-A1、B1-B1、十字中心线、内外圆周轮廓线及大小接缝线）切割余量对接缝焊接火工校正对接缝UT检查合格结构划线划线验收安装围板、针销支承板等构件（吊装顺序由内向外，由下至上呈放射线状依次进行）用水平软管或激光仪在板上划出统一水平线并敲冲印，在内板大接缝的两侧划出对合线装配质量确认电焊（按焊接工艺）检查并修补焊接缺陷至合格结构火工校正吊装拼焊检验合格的底板至胎架定位（底板与构架的间隙0～2mm；定位基准同顶板）切割余量对接缝焊接火工校正对接缝UT检查合格结构划线划线验收安装撑杆联接板（件24、件29）、肘板以及水平滚轮轨道座板（件36）等确认电焊检查并修补焊接缺陷至合格火工校正（以统一水平线为基准）放松支撑环与胎架的定位板在自由状态下复查并修正统一水平线、十字中心线（若有变形应火工校正至合格）将修正后的基准线做出醒目标记，供机加工及总装使用提交总报验。

中组装中，应特别注意撑杆联接板（件24、件29）的安装角度（内倾值27.52mm/m）。

针销支承板装配时应保持其水平度，定位后上、中、下三层必须进行适当加绑才能转入下道焊接。

水平滚轮轨道（件37）及座板（件36），应保证其圆度与垂直度符合图纸要求。

中层针销支承板及水平滚轮轨道板，在其火工校正时不宜用水冷却。

为控制内板、水平滚轮轨道及座板对接缝焊接的变形，在上述构件焊接前，在其接缝处必须设置模板（带相应的R）。焊接时，应先焊内侧的焊缝，焊至坡口深度约2/3时（即盖面前）停止外侧焊缝刁槽、清根、焊道清洁后焊接，直至结束返内侧焊缝继续焊接，至结束冷却后，拆除所有模板检查焊缝质量至合格。

对于水平滚轮轨道（件37）及座板（件36）的焊接，根据公司的现有条件采用CO2半自动手工焊，对焊缝两侧100mm范围内进行100℃的预热（用氧乙炔加热）。除打底焊是单道焊外，其余均采用多层多道焊，同时锤击焊缝，以减少内应力和变形，每道焊的高度不应超过4mm。层间温度控制在150℃左右，不能超过200℃。焊后应用保温材料覆盖焊缝，使其自然冷却。同时必须由双数焊工进行对称焊接，相互之间尽可能保持一致的焊接速度，使焊缝的收缩变形能一致。每条焊缝应一次性焊接结束。

3.2.6 解体

考虑到运输等具体问题，支撑环分成四组发运（即以大小接缝线为界，参考图3）。所以在接缝线处装配只定位焊，不焊接（但坡口、余量必须全部处理结束，并划出对合线，编号）。以方便在工地总装时的复位工作。

件37轨道板，由于与接缝交叉，所以全部打包发运至工地，待对接缝焊接结束，检查合格后再行安装（打包时要考虑轨道板的吊运变形）。

4 其它制造要求

针对客户要求，所有在厂内制造的构件、预制件等均进行二次冲砂除锈；在工地现场合拢时，所有接头处，手工除锈达到涂装要求；最后一度面漆由业主集中采购，分包商向业主调配。

参考文献：

[1]付荣柏主编.起重机钢结构焊接制造技术[M]机械工业出版社，2009.04.

[2]中国国家标准化管理委员会.通用门式起重机[S]GBT14406-2011.

[3]中华人民共和国建设部主编.钢结构工程施工质量验收规范[S]GB50205-2001.