客運專線無縫線路的鋼軌焊接

   無縫線路是鋼軌連續焊接的軌道結構。首次焊接通常是在焊軌基地或焊軌廠將標準長度的鋼軌焊成長鋼軌;第二次焊接是在線路上將長鋼軌焊成長軌條;第三次焊接是在軌道上完成長軌條的焊接。

   客運專線的運行速度在200km/h以上，對焊接接頭的特殊要求是:具有高的平順性和直線度，其中高速鐵路焊接接頭軌頂lm長度垂直偏差應在0-0.2 mm。

1 客運專線對鋼軌的要求

1.1 鋼軌長度

   焊接用軌的定尺長度在歐洲已由36 m發展到長定尺，例如法國已生產72m-80m長定尺鋼軌，德國的最長定尺鋼軌達120m。日本1990年的工業標準JISE1101中，就將60kg/m鋼軌的標準長度定尺到50mo法國TGV鐵路將80m的長尺軌在焊軌廠閃光焊接成400m長鋼軌，日本鐵路在焊軌基地將50m長尺軌焊接成300m長鋼軌，我國鐵路焊軌廠長鋼軌產品在300m-500m。

   鐵道部2004年2月1日實施的鐵路用熱軋鋼軌訂貨技術條件(TB/T2344-2003)中已將50m,100m長度(倍尺)鋼軌列人標準軌定尺長度，鞍鋼目前已具備生產50m長尺鋼軌的能力，攀鋼和包鋼正在進行100m長尺鋼軌生產的技術改造。
鋼軌焊接后形成由焊縫和熱影響區(HAZ)組成的焊頭，其強度、塑性、韌性學力學性能出現不同程度降低，焊縫中也會出現焊接缺陷，是無縫線路鋼軌的薄弱環節。倍尺長度鋼軌可以減少焊接接頭數量，從而減少線路上焊頭引發的事故。例如，50m長度鋼軌焊接成500m長鋼軌，與25m長度鋼軌焊接相比較，可由19個焊頭減少到9個焊頭，100m長度鋼軌焊接可減少到4個焊頭。

   焊接用鋼軌最小長度對於不同運行速度的線路有不同要求，表1是德國聯邦鐵路的最小軌長要求。日本新幹線也要求焊接用鋼軌的最短長度不應小於20m。

1.2 鋼軌的斷面尺寸偏差

   歐洲高速鐵路使用鋼軌斷面主要為UIC60，抗拉強度)880MPa;日本新幹線使用60kg/m鋼軌斷面，抗拉強度)800MPa;我國客運專線確定為60kg/m軌型，抗拉強度)880MPa。

   斷面尺寸偏差直接影響焊接軌端面對正程度，偏差較大可出現焊頭錯位(錯口)，導致外觀質量缺欠，鋼軌高度、軌頭寬度、軌底寬度和斷面不對稱的尺寸偏差是影響焊接的主要因素。我國時速200km客運專線和時速300km高速鐵路鋼軌暫行技術條件中，對60kg/m鋼軌上述尺寸允許偏差要求見表2a

通過秦沈客運專線國產鋼軌進口法國鋼軌幾何尺寸抽檢結果比較，法國鋼軌較好，國產鋼軌幾何尺寸波動較大，並出現有超過允許偏差的鋼軌。

1.3 鋼軌的焊接性

   焊接性是指結合性能和使用性能。使用性能(使用焊接性)是通過力學性能實驗檢查焊頭是否達到檢驗標準的要求。我國鐵道行業標準規定焊頭試件應進行落錘、靜彎、疲勞和焊頭解剖后試樣的硬度、拉伸、衝擊和金相組織檢驗。在推薦標準TB/T1632-1991中要求的鋁熱焊接頭落錘檢驗，是達不到標準要求;固定式焊光焊和移動氣壓焊接頭分別要求連續25個試件和15個試件落錘合格，對於U71Mn牌號鋼軌焊頭正火后是可以達到的，對於高碳、高硅的U75V(原PD3)牌號的鋼軌是困難的。

   國外鐵路標準中，不要求鋼軌焊頭落錘檢驗，而是通過靜彎、硬度、疲勞(確定疲勞強度)以及顯微組織檢驗評定使用焊接性，其中靜彎檢驗指標嚴於我國標準。

   鋼軌的使用焊接性與鋼軌材質有關。不同鋼廠生產的相同牌號鋼軌焊接性是有差異的，因此更換供貨廠商時也需要進行焊接型式試驗。

2 鋼軌的對焊方法及焊頭特徵

2.1 鋼軌閃光對焊

閃光對焊是各國鐵路無縫線路中使用最廣泛、也是最主要的鋼軌焊接方法，其焊接質量優良、力學性能接近鋼軌母材。閃光焊有連續閃光焊、預熱閃光焊和脈動閃光焊三種方式。

是連續閃光焊記錄曲線。鋼軌端面連續閃光，焊接電流產生的熱量加熱鋼軌端頭，最後實現擠壓(頂鍛)形成焊頭。
連續閃光焊的焊縫中出現「灰斑」缺陷的幾率多、面積和數量也較多，焊接高強耐磨軌的使用焊接性受到限制。

是預熱閃光焊的記錄曲線。焊接過程中，主要通過鋼軌端面短路預熱電