1-长轨焊接生产线.doc

长钢轨焊接生产线一、焊接工艺及工艺布置（一）工艺流程的确定1、焊轨生产线工艺的确定目前，国内铁路工务系统工厂接触焊接工艺多采用以下方案：除锈焊接粗打磨正火热矫直强制冷却精磨冷矫直探伤长轨存放。国外铁路工厂焊接的接触焊接工艺少（不正火、不探伤），基本采用自然冷却以及冷矫直的方案。由于客运专线焊接接头的平顺性和焊接质量要求高于国内现有的标准，因此经过多方考察和论证，在结合国内技术要求的同时采用了部分国外的先进经验，实践证明是合理可行的。客运专线焊接生产线的工艺流程采用了增加选轨台对钢轨进行选择，根据情况，进行钢轨轨端预校直、甚至锯切的预处理程序。（1）预处理程序钢轨检查轨端校直轨端锯切选轨台备用（2）焊接程序选轨台除锈焊接粗打磨正火强制冷却冷矫直精磨探伤长轨存放。2、钢轨焊接接头外观平直度及轨顶面硬度焊接接头轨头部位的平直度、焊缝与钢轨母材的硬度分布是影响焊缝平顺性的外在及内在的两个主要因素。客运专线采用了焊接接头的平直度为00.3mm/M，内侧工作面为00.3mm/M的新标准，对焊缝轨顶面硬度要求为大于母材的90%，经过生产实践检验，焊轨中心焊接的接头全部符合规定的标准，而且，平直度可以控制在00.2 mm的范围内，证明了焊轨中心完全掌握了高速铁路长钢轨焊接的尖端技术，焊接水平已经达到了时速300公里的要求。（二）焊接工艺及流水作业线工艺布置短钢轨装卸、存放。短轨列车停放对位后，使用10t跨移动式龙门吊和专用扁担梁及夹具进行卸车。卸车时，钢轨互为扣放三根一组。每层存轨时支垫间距不大于5m。钢轨码放时两端对齐，排列平直。层间支垫上下层对齐。存放层数视存放台承载能力和稳定性确定。不同轨型的钢轨按类别分开存放。焊轨生产流程见图1，焊轨流水作业线布置见图2。图1 长钢轨焊接工艺流程图选配轨焊缝精磨轨头校直验收轨端处理焊接正火焊缝探伤截锯轨钢轨四向调直焊缝冷却轨头预打磨轨底打磨长钢轨贮存装车出厂 不合格 不合格 合格-3-图2 焊轨中心平面布置图 -39- （三）焊轨操作要点1、选配轨用10t移动式龙门吊运轨至选轨平台，每次1组（3根），人工散开钢轨。用1.5m直靠尺检查钢轨平直度；游标卡尺检测钢轨断面尺寸，做好焊接顺序标号；对焊的两根钢轨轨端轨高差不大于0.3mm、轨头宽度差不大于0.5mm。人工检查钢轨全长表面质量。对轨端1.5m范围内平直度超过时速200公里60kg/m钢轨暂行技术条件钢轨，利用轨端校直机校直至合格。不合格钢轨单独存放。对合格钢轨进行焊前配置。表1 移动龙门吊的技术参数名 称移动龙门吊规格型号10t20数 量2台技术参数Q=10、H=10m、L=20m图3 焊轨中心短轨存放区钢轨的外观检查：对每根钢轨的全部表面进行检查，断面形状尺寸公差不超限；不得有波浪弯曲和硬弯；钢轨均匀弯曲不得超过钢轨全长的0.5;钢轨的全长扭转不得超过钢轨全长的0.1，轨底应平整，其中间较两边不得凹入，若有凸出，不得超过0.5mm；钢轨表面不得有裂纹、线纹、折叠和横向划痕，允许有深度不超过0.5mm的结疤、压痕和纵向轧痕；钢轨断面和螺栓孔表面不得有缩孔残余、分层、裂纹、其边缘上的毛刺应予清除；钢轨不得有其它危及轨材质量的缺陷。2、钢轨的焊前矫直是对待焊钢轨的直线度进行矫正；使钢轨全长范围内的轨顶面和轨侧面平直，不得有硬弯、扭曲，钢轨两端1m内垂直面及水平面直线度不得大于0.5mm，GAAS80钢轨焊机要求钢轨距轨端3.5m内的直线度每米不得大于0.5mm。图4 GB4032C型带锯床锯床的选择使用：金属弓锯床：设备简便、易操作，但生产效率低、锯条消耗量大且锯切断面精度差。金属圆锯床：设备投资较高，但具有较高的生产效率和锯切精度。金属带锯床：锯切速度较高、成本低，故采用此锯床。表2 带锯床技术参数 规格型号：GB4032C最大锯削圆截面320mm最大锯削正方截面320X320mm主电极功率3.0KW三相电泵380V 50Hz油泵工作压力2-2.5Mpa锯带速度20、46、76m/min锯断面等度允差0.4/200mm最大生产率113m2/min、轨端除锈刷面用除锈刷面机对钢轨的踏面、轨底底面及端面进行除锈、除锈范围距轨端50600mm，刷锈打磨后钢轨表面露出金属光泽，刷锈打磨深度不超过0.2mm。钢轨刷锈打磨面若待焊时间超过24小时以上，重新处理。钢轨接触焊除锈的方法及特点：图5 MBS-14A型轨端刷面机手工除锈：人工使用电动手砂轮机或电动角向磨光机进行除锈作业。其作业方法简单、灵活，但作业人员劳动强度大、粉尘污染严重、除锈质量差且生产效率低。机械除锈：目前有两种。砂带除锈机：利用砂带对钢轨除锈表面进行磨削，具有除锈质量好、表面光洁度高、生产效率高等优点，但目前不能同时对轨端进行除锈。钢丝轮除锈机：利用钢丝轮对钢轨除锈表面进行刷磨，具有自动化程度高、钢轨磨损量小、适应性好、无粉尘污染等优点，但设备造价高。表3 MBS-14A型自动轨端清理刷面机技术参数表水平刷头驱动电机功率22kw水平刷头转速2950rpm驱动电机额定电压/频率33400 VAC 50Hz行程1200mm刷面机空气压力6bar刷头直径250mm额定电压/频率33400 VAC 50Hz控制电压/频率24 VDC/230V AC 50Hz垂直刷头驱动电机功率22kw驱动电机额定转速2950rpm水平刷头转速2700rpm驱动电机额定电压/频率33400 VAC 50Hz垂直刷头驱动电机电机功率0.37kw转速1400rpm额定电压/频率33400 VAC 50Hz、焊接GASS80钢轨焊机是次级整流的直流焊机。每组焊接变压器由连成Y形的三个单相变压器组成，变压器初级为三相380V、50Hz交流电源，采用可控硅三相调压；次级采用大功率全波整流，获得低电压、大电流的直流电；焊接电压无级调节。图6 GAAS80/580 焊机有两组变压器与整流器分别对钢轨的头部和底部馈电，对称分布的焊接电流可使钢轨各部分加热均匀，有利于提高焊接质量。采用了液压伺服系统，使闪光过程实现闭环控制，闪光电流自动调节，有效的防止了闪光中断，使闪光连续稳定。该机可实现预热闪光焊和连续闪光焊。钢轨自动对中，并能适应新轨和旧轨的不同对中要求，调整方便。有自动切除焊瘤的推凸装置，可在理想的温度下将焊瘤切除。有自动记录装置，可以把焊接过程中压力、电流、位移的变化情况全部记录下来。有完善的自动保护系统和故障报警系统。瑞士施拉特GAAS80/580 焊机使用三相380V、50Hz交流电源，一台容量为 630kWA的变压器专供焊机使用。焊接前检查轨端刷锈质量，清除焊接电极处的焊渣；做好焊接前的准备工作后，根据长轨工作面的位置进行轨端对位后进行自动焊接过程。电阻闪光焊接的过程为钢轨闪平、预热、烧化、加速烧化、有电流顶锻、无电流顶锻、保压7个阶段，预热次数为9次，加速烧化后，焊机自动进入顶锻阶段，快速挤压钢轨，顶锻力最大为800kN。自由顶锻，顶锻量为1417mm。焊接后焊缝四周形成一圈焊瘤，焊机有自动焊后推瘤功能，利用推凸刀保证轨顶面及轨头两侧面的残留量不大于0.6mm，轨角上表面不大于0.8mm，其余部位不大于1.0mm，避免切及母材。采用专用的焊接工艺参数焊接攀钢60kg/m PD3钢轨和法国进口的UIC900A钢轨。焊接过程中检测焊接曲线的各项参数值是否符合焊接工艺参数的规定，对焊接曲线异常的焊头，将予以锯掉，并重新焊接。5、钢轨预打磨和轨底打磨轨底打磨操作轨底采用手持砂轮机，在焊缝两侧各150mm范围内打磨顺平及距两侧轨底图7 钢轨热打磨与轨底打磨角边缘各35mm范围内打磨平整。最后打磨底面，轨底凸出量0+0.5mm。母材打磨量不超过0.5mm。打磨过程中，应避免砂轮冲击钢轨和在钢轨上跳动，产生凹坑，并防止进刀量过大和时间过长，造成钢轨表面发黑、发蓝。6、焊缝正火及风冷图8 焊缝正火热处理设备通过ZH-2/160kW型中频电源柜和焊缝电感应加热线圈；对钢轨焊缝加热升温至900（10），轨温采用点温计实测控制。而后，用压力空气冷却。通过正火，细化晶粒；通过快速冷却，提高焊缝硬度。（1）正火工位的设置在焊轨生产线上，在焊接后相隔一个工位才是正火工位，这是按照正火的工艺要求设置的。焊接结束后的焊头温度很高，60kg/m钢轨焊头的轨头焊缝温度从1290自然冷却到800约用1.5min左右的时间。焊头从焊接工位传送到后一个工位用1min左右的时间，这时焊缝的温度还没有降到临界温度（723），奥氏体不会发生组织转变。在这个工位上正火焊头，不会细化组织晶粒。焊后接头到达间隔一个工位后的工位所用的时间是焊接所用时间加上2个25m钢轨的走行时间，约45min或更长时间，这时焊缝的温度已降到550以下，奥氏体已经完成向珠光体的组织转变，再开始正火才能细化晶粒、提高韧性。（2）正火设备的组成：可控硅中频电源中频变压器钢轨感应加热器机械装置循环冷却系统中频电源，根据实际情况，我们选择使用额定功率为100KW的档位。表4 焊缝正火热处理设备特性表规格型号：ZH-2/160KW额定功率（KW）1002505001000输入电压 (V)三相380V 50Hz输入电流（A）1704108201700输出电压（V）750输出电流（A）20050010002000频率（kHz）1.0-2.50.5-1.0表5 正火用无油空压机技术参数额定排气压力一级0.18-0.22MPa二级0.8Mpa电机型号YKQ280-6-65额定排气量10m/min7、焊缝踏面和工作面粗打磨将焊缝顶面、两侧面的残留焊瘤及全部毛边除尽，保持轨头原圆弧部分形状，避免打亏。打磨后保证焊缝较钢轨母材高0.6mm。打磨过程中，避免砂轮冲击钢轨和在钢轨上跳动，产生凹坑，并防止进刀量过大和时间过长，造成钢轨表面发黑、发蓝。8、焊缝水冷却图9 冷却隧道冷却隧道利用雾化循环水进行钢轨焊缝冷却，冷却时间一般为24min，冷却后钢轨焊缝温度低于50或与周围钢轨温度一致。冷却完毕，及时擦干焊缝1m范围内的水渍，保证下道工序的正常进行。9、焊缝四向调直钢轨焊缝调直前，利用直线度电子测量系统检测焊缝位置1m范围内的平直度，并确定踏面和内侧作业面调直位置和调直力。利用SPM-4N四向调直机进行调直。然后再测量焊缝位置1m范围内的平直度，若直线度超出0+0.3mm/m范围，需重新调直，直至合格。要确保水平和垂直方向成直线，并考虑钢轨的形状特性，钢轨必须进行四个方向的较直。设备必须具备坚固稳定设计并符合欧洲电气标准。压块支撑体由坚固钢结构制成，配传动走行齿轮及操作平台。图10 钢轨四方向调直机SPM-4N较低的垂直架配液压缸固定上部垂直架。后端水平架配液压缸固定前端水平架。容易更换的工具配在支撑架钢轨轨底和轨腰的支撑辊轮安装在设备的进口和出口处。设备必须设计成能够将扭曲变形的钢轨在水平和垂直方向进行较直。测量装置：在测量的时候，所有的压块完全移出离开钢轨，压块装置移到钢轨的左右和上部，以便能够测量钢轨的线性误差。测量装置能够在1.5米长度之内记录显示钢轨的几何误差。表6 钢轨焊缝四方向调直机SPM-4N 技术参数水平压力最大120吨垂直压力最大250吨工作压力260公斤电机功率55千瓦供电380伏，3相，50赫兹工具距离600-1500毫米马达功率4x0.75毫米/秒调节速度160米/秒行走速度28米/分行走齿轮工作压力90巴导向轮工作压力40巴油箱270升电机 22千瓦长3150毫米高2200毫米重量10吨10、焊缝精磨首先利用直线度电子测量系统检测焊缝位置1m范围内的平直度，使用瑞士MMA-14A精磨机焊缝精磨时，根据测量结果确定进给量。精磨完毕，再次测量焊缝位置1m范围内的平直度，若直线度超出0+0.3mm/m范围，需重新精磨作业，直至合格。图11 钢轨焊缝精磨机MMA-14A （1）、精磨机的工作原理磨头的全部动作均是由机器的可编程控制器的程序来控制的。磨头的水平移动由气缸的活塞推动，气缸上设有四个位置传感器，可控制磨头的移动行程； 磨头的升降由步进电机控制伺服油缸使横梁升降，可精确控制砂轮磨削作业的进给量；磨头的取样定位是由声音传感器控制的，当砂轮接触钢轨的瞬间，发出的声音被声音传感器接收后，磨头停止进给，该位置即被确定为磨削的基准；磨头行程两端的基准确定后，砂轮按此基准线进行磨削，凡超过该基准线的部分将被磨掉。磨削中，当磨头的进给量大时，由压力传感器自动控制磨头横梁起升，减少进给量。磨头自动往返磨削，直至达到磨削基准线，磨头横梁的旋转是由机械传动装置带动，每次旋转的角度是由设置的程序控制。磨头工作的全部参数可由操作盘上的菜单进行选择。（2）、焊缝图形显示上图为顶端工作面，下图为侧工作面焊缝的图形显示（3）、精磨机设备的技术说明用于精磨钢轨焊接接头的表面、以及有弧度的地方，使CWR设备的焊接区达到钢轨接头的标准外形。1）、适用范围：所有重量大于35kg/m，高度125mm到203mm之间的钢轨。表7 精磨机技术规格表序 号内 容规 格1最大钢轨弯曲度最大3毫米2工作温度0403轨距800-1435mm4钢轨的底面到钢轨顶面高度为800-1000mm5焊接区域的温度Max.4006允许焊缝最大剩余量Max.3mm7相对潮湿度70%2）、精磨机的机体、结构和移动性a、精磨机的机体是钢结构锚固或焊接而成，能够满足焊轨中心的恶劣工作环境。b、带窗户的可移动式门用于保养，同时更换可擦除式磁盘，操作手可以很方便的观察到精磨设备。c、设备能够自我行走，直到将焊缝定位到准确位置为止。同时还可以钢轨自身运动定位。d、底盘的移动通过液压马达驱动，通过液压比例阀控制调节，直接作用在两根轴中间的一根上。（4）、钢轨的导向、传输和夹持系统钢轨支撑在两个辊轮上，两个辊轮布置在精磨机的两端，其距离大约为2.9米，就位后，钢轨通过导向辊轮定位，在钢轨上的设备锁死装置能自动调整钢轨间隙。精磨钢轨设备作用在钢轨接头的位置为参考位。精磨头满足下列要求：凹凸数值不超过0.05mm；精磨头可独自移动，延钢轨朝另一侧最小间距为500mm。当精磨设备延相同曲率半径运行，不需要重新选用参考点，设备在轨道上也不需要重新定位。也不需要控制在超持控制和过程控制中的精度。精磨头运动是通过电机控制的，并可重复使用。表8 钢轨焊缝精磨机MMA-14A技术参数MMA-14A支承辅助钢轨的轨距1435mm钢轨底面与地板距离800 至 100 mm设备移动速度最大30米/分供电电压380伏，3相，50赫兹精磨头凸梭横向倾斜，2可变成速度最大90径向研磨头左右两边渐进独立可调最大500mm行程可调最大0.4米/秒研磨轮磨损补偿54mm（2X27mm）每脉冲行程0.05mm，可编程倾斜梭马达1千瓦研磨进程马达54千瓦研磨轮速度2840传/分=31米/秒形状环-轮每张图尺寸直径200/13080mm硬度和精度取决于钢轨的温度和材料自动化遥孔机械式研磨轮导引角度1/2研磨轮马达5.5千瓦液压设备液压泵，调节阀BOSCH液压支腿NENCKI液压动力箱的驱动电机功率5.5千瓦尺寸及重量长度3620mm高度（工作高度为940mm时）2565mm宽度2600mm重量约6800公斤吸尘器吸尘器电机功率1.1千瓦复制系统：在焊接区域内精磨后的钢轨轮廓与原钢轨本身基本上没有差异，相当从相对一边1米长焊接钢轨的一个复制。精磨后在精磨区域内的直线度偏差不超过0.2mm（以1米的直轨为标准）。精磨操作过程为每3分钟完成一个，当焊缝残余量不超过1毫米时，精磨设备应确保一小时精磨15个焊接接头区域，当焊缝残余量不超过1毫米时。同时在每个焊接区域中的间隔时间要小于1分钟。当焊缝残余量不超过1毫米时，确保精磨过程没有引起精磨区域内金相组织的改变。设备本身安装了记录监视装置，能提供自动记录和显示工作累加小时和钢轨焊接接头在精磨过程中的精磨位置和数量。高生产率：除了精磨精度高可靠性好之外，由于其设计特点尤其是复制系统，MMA-14A精磨机可以得到最高的生产效率。与工作环境有关，一个精磨工作循环大约2.5分钟左右。精磨时间主要取决于以下主要因素：钢轨质量；钢轨断面形状；钢轨尾端对位精度；钢轨焊缝的余量。11、焊缝超声波探伤图12 CTS-26A超声波探伤仪使用CTS-26A超声波探伤仪和全断面组合探头对每个焊缝进行无损探伤。探头共有50个。探伤前，清理焊缝两侧各40cm范围内的锈斑、焊碴、水渍等；将焊缝两侧各40cm范围的钢轨均匀涂满机油，并安置好探伤仪探头，确保探头与钢轨间紧密接触。作业前，探伤仪利用标准件进行标定,确定探伤灵敏度。先用探伤仪22dB频率对焊头的轨头、轨腰及轨底进行超声波穿透扫描，发现焊头存在缺陷，再用26dB对缺陷放大扫描，确认缺陷的性质、位置和面积。探伤结果做好记录。表9 超声波探伤仪设备参数频带宽度0.5-20MHz衰减器总衰减量90dB阻塞范围4mm探测范围5-5000mm工作电流800mA1发插座6微调衰减器11检波方式16遮光罩21报警功能26报警阀门宽度2收插座7频锻选择12定位游标17电源开关22脉冲移位27记忆垂直校准3工作方式8细调衰减器13聚焦18扫描量程23报警指示灯28记忆水平校准4发射强度9抑制14示波管19重复频率24报警 阀值29记忆选择5粗调衰减器10坛益15电源电压指示器20扫描微调25报警闸门起位图13 CTS-26A超声波探伤仪面版图12、长钢轨最终检验（1）静弯机（MTP3型）为了定期检查焊机对钢轨进行的闪光对接焊是否达到要求，必须对焊接样品在规定的压力下进行载荷试验。MTP3型焊接压力试验机具有四种压力检测系统SPM，先进现代的系统可以自动控制载荷量逐步增加压力。简单和完整的设计保证设备容易操作及维护。现代测量和监控元件（灵敏度为0.1bar，0.1mm）在载荷下可以提供精确的测量值。主要技术参数：静弯机MTP3压力（可调）Max 2000 Kn达到速度Max 20 mm/s返回速度40 mm/s工作速度0.5 m/s行程280 mm钢轨支撑距离1000 mm主泵功率7.5 kW辅助泵功率2.2 kW外形尺寸长度2650 mm宽度950 mm高度2450 mm重量（大约）3.5 t（2）落锤试验机用于对焊接接头的落锤试验。（3）其他检测工具：序号名 称单位数量备注160kg/m钢轨型式尺寸专用样板套12游标卡尺（300mm）把13深度千分尺（精度0.01mm）把14塞尺（精度0.01mm）把25靠尺（1.5m）把16钢卷尺（30m）把17直角尺（90mm150mm）把18角磨机（100mm）把1使用专用1m直靠尺、塞尺、电子不直度测量尺、轨温计、50m钢卷尺等测量工具对每一个焊缝和长轨进行最终检验，测量并记录长轨出厂轨温和长度。13、长钢轨存贮、装车500m长钢轨存放区设有34台3t固定式龙门吊，龙门吊电动葫芦采用单控和集中控制相结合。长轨存放区的轨垫间距不大于5m，多层存放时，应保持轨垫的上下对齐稳定。从辊轮线上吊轨时，确保每一个夹具夹紧钢轨轨头后，使用集中控制系统将长轨起吊、横移、下落放置在轨台上。并逐一摘去夹具。在长钢轨吊起行走过程中，设专人检查图4-2-35示：长钢轨存放区34台龙门吊电动葫芦统一运行情况，保证相邻两个夹具高度差不大于15cm、水平位置直线偏差不大于15cm，防止长钢轨吊装过程中变形。不同类型的长钢轨分开存放。装车时，应确认长钢轨运输车停放在正确位置。并逐一将长钢轨的每个吊点顺序落入槽中，摘去夹具，移开龙门吊电动葫芦。14、长钢轨输送线图14 长钢轨输送线自选轨平台至长轨存放区700m辊轮输送线是焊轨生产线的重要组成部分。其中选配轨区有辅助辊轮线60m。标准辊轮间距为3.0m。主动辊轮占全部辊轮的三分之一并均匀布置。通过中央计算机控制柜，整个输送线分成三部分控制。轨端校直、锯床所在的辅助线单独控制；焊机以前的辊轮线单独由除锈机控制。焊接、正火、冷却、四向调直、精磨、探伤及长 钢轨进入长轨存放区的主生产线由焊机统一控制。各工序作业时均需锁住辊轮线，只有线上所有工位均打开输送线开关，输送线方能正常运行。二、钢轨焊机主要设备装置1、GASS80钢轨焊机的组成及主要设备和装置主机。主机由相互绝缘的主架和动架组成。主架内安装有可控硅、焊接变压器、整流器组成的两组焊接电源及馈电装置；动架内安装有推瘤机构和进给装置；主架和动架各有一套钢轨对中及夹持装置；主架上还安装液压控制阀组和操作盘。电气控制柜。由电源柜和控制柜组成，包括主开关、可控硅触发装置、液压伺服控制装置、焊接记录装置和全部电气控制元件。液压泵站。安装有油泵电机、液压泵组、液压控制元件、过滤器、热交换器和保护装置。冷却水泵站。安装有水泵、热交换器和温度控制装置。2、GASS80钢轨焊机的使用条件焊机应安装在整洁和具有良好通风、排尘系统的室内，环境温度不低于5。供电电源为380V、50Hz三相交流电，电压波动范围应在-5%-+10%之内，三相电压不对称度应小于3%。液压系统应使用规定的液压油，油温应保持在35-50,油位在油标范围内，油压符合规定要求。焊机循环冷却水应符合要求：dH8，pH=7-8，水温应保持在18-27之间，流量和水压应符合规定值。焊机操作人员必须经过培训并持有操作合格证。3、GAAS80钢轨焊机的机械构造的组成主架和动架。主架为框架式焊接式焊接结构，底部有四个走行轮，可沿轨道移动。动架依靠两组吊板悬挂于主架上并于主架绝缘，靠一组推进装置在主架内作纵向运动。水平对中装置。在主架和动架上各有一组钢轨水平对中机构，两组机构分别安装在彼此绝缘的一副导向套和导轴上，每组机构由内、外两个对中臂组成，可自动对钢轨进行水平对中。垂直夹持和调整机构。主架和动架上各有一组垂直夹持机构，用于固定和调整钢轨的垂直位置，并通过其上的电极对钢轨馈电。轨腰夹持机构。主架和动架上各有一组轨腰夹持机构，用于夹持锁紧钢轨并传递顶锻力。轨拱调整装置。主架和动架上各有一组轨拱调整机构，用于调整钢轨的上拱度。推瘤装置。在动架上安装一组刀具，可自动将焊瘤切除。支撑滚轮。4、GAAS80钢轨焊接机的液压泵的形式及其参数(a)GAAS80钢轨焊机的液压泵是一组双联泵，有一个高压泵和一个低廉泵组成，均为限压式变量叶片泵。(b)高压泵的使用压力是12.0Mpa，低压泵的使用压力是6.0Mpa。（1） GAAS80钢轨焊机记录装置的作用GAAS80钢轨焊机的焊接记录装置可以把焊接过程中各阶段的顶锻缸内压力f、焊接电流I、动架位移s的变化量，连续地检测出来，在记录图纸上分别画出f、i、s三条记录曲线。通过对fis记录曲线的分析，可以监视焊接过程是否正常和检验是否满足焊接工艺规定的质量要求。（2）GAAS80钢轨焊机焊接记录曲线表达的意义图15 GAAS80钢轨焊机的焊接记录曲线GAAS80钢轨焊机的焊接记录装置由传感元件、数据处理和放大装置、记录机构三部分组成。压力传感器安装在顶锻钢的液压回路中；电流互感器安装在顶锻油缸上。各传感器采集的信号分别输入到适配器AQ020中，经处理和记录器LQ电路板的放大后，由三通道热笔驱动电路输出，将焊接过程的压力、电流和位移的变化数据记录在热敏记录纸上，形成三条焊接记录曲线。GAAS80钢轨焊机的焊接记录曲线有三条，分别是压力曲线f、电流曲线i、位移曲线s,分别表示焊接过程中压力、电流和位移量随时间的变化情况。压力曲线f表示焊机顶锻缸前进时进油锻压力的变化情况。在曲线上可显示出闪平、预热、烧化和顶锻等阶段压力变化的过程，其中预热和顶锻阶段的压力曲线记录值与实际压力值成比例关系。在顶锻合缝的瞬间，由于突然的油量增大油压略有下降。电流曲线I表示焊机焊接过程中焊接电流的变化情况。在曲线上可显示出闪平、预热、烧化和顶锻等阶段电流变化的过程，电流曲线值于是机制成比例关系。图中的预热次数是9次，随着预热次数的增加，实际预热电流逐次下降。位移曲线s 表示焊机焊接过程中动架移动的位置变化情况。在曲线上可显示出闪平、预热、烧化和顶锻等阶段位移变化的过程，位移曲线记录值与实际位移值必须一致。（3）焊机工艺参数的选择依据图16 焊机工艺参数调整过程图示焊接设备的功能和钢轨的特性，包括钢轨的钢种、类型、化学成分和材质的性能。焊接试验所用钢轨应具有该钢种的代表性。根据钢轨的加热特性确定焊接过程主要阶段的主要参数，并考虑各焊接参数间的相互影响和合理匹配。工艺参数规范的选择还应适当考虑不同规范对焊轨作业条件、生产效率的影响。 （4）. 焊机工艺参数，如表10，按顺序分别是：基本步骤-闪平-预热-烧化-加速烧化-有电流顶锻-无电流顶锻-保压表10 GAAS80/580焊机 主要技术参数值电气装置部分焊接功率最大660kVA次级焊接电流（直流）80KA功率因数0.85次级回路电压6.3V交流电源（3相）380V,60Hz焊接变压器数量6主变压器电压补偿率+/-10%变压器负载系数50%电极夹持力Max.400KN机械装置部分顶锻力Max.800KN作用于轨耳上的夹持力Max.1500KN推凸装置作用力Max.600KN作用于钢轨上的电极夹力Max.500KN水平校正装置的夹力Max.65KN以上作用力是最大值并且可以根据实际状况调整推凸刀数量4水平调节范围+/-7.5mm钢轨中心线、作用踏面自动预选Yeas垂直方向调节范围+/-10mm垂直方向尖峰自动对位预选Yeas顶锻行程Max.50mm电极之间的距离Max.250mm顶锻辊轮行程Max.50mm焊机尺寸及重量轨道焊机净重30tons长度6600m宽度2050m高度2500m液压动力站液压泵驱动电机功率30KW液压泵压力140bar液压油箱容量400L外型尺寸长度1800mm宽度945mm高度1750mm重量（含液压油）1500KG冷却能力Max.64100Kcal/h 75500W空气流量23080m3/h额定功率29.6KW压缩机功率2X12.8Kw电流种类380V+/-5%-3/PE-50Hz最高电流60.9A三、劳力组织下表为焊接生产线生产人员配置表长轨生产工序工作内容操作人数1短轨的储存、吊装最多3人2短轨端面锯割（根据需要）13短轨端面清洁和除锈14焊接和推瘤15正火-6焊缝冷却-7四向校直和平直度检测18精磨和平直度检测19电子检测焊缝精度-10超声波检测焊接质量-11长轨储存、吊装及运输4四、焊轨作业效率分析生产效率（以60kg/m PD3钢轨轨为例）工序吊装和供轨除锈焊接粗磨正火水冷四向调直精磨探伤长轨存放时间（min）11.452.533.522.53.52.5425辊轮输送线（钢轨移动100米即1个接头需100秒）由于焊接、粗磨、正火、水冷、四向调直、精磨、探伤工序为同步操作，计算效率时以最长的设备用时时间精磨机4分钟计算，加上钢轨移动时间1分40秒，所以：焊接一个接头的时间为6分钟。（供轨和除锈为辅助工序，完全满足生产线的要求）焊接一根500米的长钢轨的时间为24分钟。每天工作一班制8小时可生产80个焊头，即10根长钢轨。按一年300个工作日，每天工作8小时，可年产1500公里长轨。五、钢轨焊接质量检验焊轨中心严格地执行了钢轨焊接接头技术条件（TB/T1632-91）、时速200公里客运专线60kg/m钢轨暂行技术条件的各项技术标准。焊轨中心长钢轨焊接工艺流程、型式试验和生产过程中的质量控制措施较为完善、对轨顶及内侧工作面平直度的检测，在我国首次采用了电子自动测量系统，测量手段可靠，以钢轨轨顶面及内侧工作面为测量基准，结果准确，符合标准要求，生产线主要设备及配套设备设施目前在国内外属先进水平，起步高、质量控制好，生产产品合格。（一）型式检验情况1、钢轨焊头需要型式试验的情况（1）钢轨焊头试生产。包括两个含义：一个是在原有焊轨作业线上使用新的焊机，另一个是新造的焊轨作业线。（2）采用新轨型或新钢种.新轨型是指闪光焊机没有焊过的轨型。（3）采用新的工艺方法焊接钢轨.采用新工艺必须要更换工艺参数和工艺技术,由于参数或工艺的变动将影响焊接过程的加热升温和焊后冷却,导致热循环变化,因此要进行型式试验。（4）闪光焊机大修更换关键部件后要进行型式试验。这是因为大修后焊机的状况有了变化,焊机机械参数电气参数的变化影响到焊接热循环的变化。（5）周期性生产不合格时分两种情况,一种是在两次生产抽检期间焊机状况有明显变化,这种情况就要重新调整焊接参数.另一种情况是钢轨材质发生明显变化,可以首先用原型式试验时保存的试验轨试验,如果检验合格,则说明这批生产用的钢轨的可焊性差。在焊轨生产中根据焊机状况对某个焊接参数进行微调和修正,这是正常现象.微调后只须做5个焊头落锤试验,不必进行型式试验。2、型式试验的项目依据TB/T1632-91钢轨焊接接头技术条件型式试验的要求对焊轨中心生产的60kg/m 攀枝花PD3钢轨和60kg/m法国钢轨接触焊接头进行检验。其内容如下:（1）硬度检验1）踏面硬度踏面硬度由接头取样,测点间距1.5mm2）纵断面硬度 断面硬度由样头取样,测点间距10mm3）焊缝与母材硬度对比（2）拉伸性能检验拉伸试样由接头取样。焊头和相应母材各取6根。（3）冲击性能检验冲击试样由接头取样。焊缝的冲击试样缺口开在焊缝上,钢轨母材的冲击试样在焊缝旁移30mm的部位截取,其缺口方向与焊缝冲击试样方向一致。（4）实物疲劳性能检验该钢轨接触焊接头试件的实物疲劳检验按TB1354有关规定进行.试件置于跨距为1m的疲劳试验机上,轨头朝上,载荷比为0.2,疲劳载荷为94kN/470kN。（5）落锤性能检验该钢轨接触焊接头落锤试验在焊轨现场进行,检验为两锤制,落锤高度为3.1m,锤头质量为1吨。1）钢轨落锤试验的目的落锤试验是我国铁道行业标准规定的主要检验项目。它是测试材料动态性能的方法,焊头经受锤头冲击载荷时的加载速度极快,几乎接近自由落体运动,对焊头的冲击力极大,这是与静弯的不同之处。我国的铁路运输繁忙,货物重载、运量大,大修周期长,而国产钢轨材质均匀性和稳定性较差,不得不加大钢轨焊头的检验力度。2）钢轨落锤试验的规定:a)钢轨类型和焊接方法按规定设置落锤高度。b)试件长度应大于1.2m,试件应轨头向上置于跨距为1.0m的支座上,焊接接头的焊缝应位于支距中心,轨温应为0-40。c)作业人员应远离危险区,操作人员按规定程序启动试验机,对试件进行落锤试验。d)每次锤击后,检查试件的断裂情况和测量试件的残余挠度。e)试件承受规定的锤击次数后,未发生断裂为合格。f)达到规定锤击次数后仍未断裂的焊接接头试件,应在焊缝轨底角部位锯口,继续锤击使其断裂,供断口检查分析。（6）静弯性能检验该钢轨接触焊接头静弯性能检验共计15个接头,其中轨头受压12根,轨头受拉3根.额定加载负荷为1600KN,跨距为1m。（7）探伤检验依据定向辐射的超声波速在缺陷界面上产生反射或透过的原理,通过测量回波信息或透过声波强度变化而确定和判断伤损缺陷的位置、大小、伤损的性质和程度。（8）金相组织和晶粒度检验分别从钢轨母材和焊缝热影响区的轨头、轨腰和轨底取样进行金相组织和晶粒度的观察、检验。（9）钢轨焊接接头外观检验钢轨焊接接头纵向打磨是否平顺,有没有发现低接头;焊缝两侧100mm范围内有无明显的压痕、划伤等缺陷;焊缝部位的轨顶面、轨头内侧工作面和轨底的不平直度是否在技术标准规定范围内。（10）钢轨焊缝断口检验利用未断的落锤试件,在轨底角锯切一定深度缺口,然后用落锤砸断进行焊缝的断口检验。肉眼观察断口是否发现裂纹、过烧、未焊透、气孔、铸态金属缺陷和夹杂等不良缺陷。焊轨中心共进行过两次型式检验，其中国产PD3钢轨（攀枝花钢厂生产）只用69个焊头落锤试件就通过了焊接参数的确定，其他检验项目均顺利通过。在进行法国进口UIC900A钢轨的型式检验时，经过请来的专家和技术人员的分析，决定使用PD3的焊接参数试焊，结果创造了连续40个落锤试件不断的新记录，结果型式检验同样顺利通过。（二） 进口及国产钢轨接触焊型式检验结果1钢轨焊接接头硬度（1) 踏面硬度踏面硬度的取样和测点位置如图17所示，测点间距15mm。攀钢、鞍钢及进口法国钢轨接触焊焊接接头的硬度试验结果分别见表1113。其硬度沿纵向的分布见图18。由结果可知，焊缝中心60mm以内钢轨踏面硬度与母材之比：攀钢PD3为104%，鞍钢PD3为104% ，UIC900A为109%。焊缝轨顶面硬度比母材高出5%10%，将有利于减少使用过程中低接头的出现，对保证焊接接头使用中的平顺性十分重要。图17 踏面硬度测点位置图表11 攀钢PD3钢轨踏面硬度/HB位置焊缝中心踏面中心297297295285307311311298277282283283302298274306302285319295269283285表12 鞍钢PD3钢轨踏面硬度/HB位置焊缝中心踏面中心269268276336318327314314276280310276263310327273310314294245276表13 法国UIC900A踏面硬度/HB位置焊缝中心踏面中心269266263285312312312312285263263269263263266306306300312312267263263焊缝中心线图18 国产及进口钢轨焊缝踏面硬度分布客运专线接触焊焊接接头硬度与母材的良好匹配，主要得益于采用了铁科院的钢轨焊后热处理技术。纵断面硬度纵断面硬度的取样部位和测试位置如图19（测试位置1、2、3、4、5）（测试位置6、7）所示，测点间距10mm。试验结果见表14。轨头部位（测试位置1）。 （2）的硬度分布见图20、图21。表14(1) 纵向硬度（HRC）（攀钢PD3钢轨）位置距焊缝中心距离(mm)807060504030201001020304050607080128.528.527.524.527.029.028.530.527.029.527.527.524.527.028.528.529.0227.026.025.025.023.024.023.525.023.025.524.023.025.025.526.027.027.0330.530.530.027.526.527.529.028.523.027.527.027.025.525.028.029.030.0428.527.527.527.027.024.526.528.025.028.527.528.027.526.024.526.026.5529.529.529.028.027.528.530.030.025.531.530.530.530.529.524.527.528.0630.831.030.526.029.031.030.032.527.532.029.529.026.530.531.031.030.8730.030.530.527.030.532.031.532.527.231.529.028.526.029.529.529.529.5图19 纵向大板硬度测点位置图 表14（2） 纵向硬度（HRC）（鞍钢PD3钢轨）位置距焊缝中心距离(mm)807060504030201001020304050607080127.027.527.526.525.026.529.031.019.530.028.028.024.527.527.030.028.0227.527.027.525.024.022.023.025.021.527.525.025.526.027.528.028.528.0328.028.027.527.024.524.023.025.021.021.024.023.024.522.026.528.029.0427.526.027.026.022.024.025.526.019.027.024.025.523.026.527.028.029.0526.025.024.023.023.026.525.528.519.527.523.026.023.024.025.024.525.0630.029.028.027.029.029.528.533.024.032.028.529.526.529.028