均回流焊接

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，我國(guó)大中型城市交通擁堵狀況日益加重，修建地鐵已成為大中城市緩解城市交通擁堵的***選擇。地鐵供電工程利用鋼軌進(jìn)行回流，由于電流大，均回流電纜根數(shù)多，所以采用在鋼軌軌腰處焊接均回流銅排來(lái)滿足接線的需要。均回流銅排和鋼軌材質(zhì)不同，焊接會(huì)導(dǎo)致鋼軌過(guò)燒、裂紋、斷軌以及回流不暢導(dǎo)致的燒軌事故。如何改進(jìn)均回流銅排與鋼軌焊接方法，消除地鐵運(yùn)營(yíng)安全隱患，指導(dǎo)后續(xù)地鐵的建設(shè)施工變得十分必要。

　　筆者結(jié)合多年工程實(shí)踐及有關(guān)試驗(yàn)研究情況，對(duì)地鐵均回流銅排與鋼軌焊接方法進(jìn)行研究，改進(jìn)了施工方法，消除了焊接導(dǎo)致的鋼軌過(guò)燒、裂紋、斷軌以及回流不暢導(dǎo)致的燒軌事故。

　　1 目前放熱焊接方法存在的問(wèn)題

　　目前地鐵均回流銅排與鋼軌焊接主要采用放熱焊接，工藝要求較高，存在預(yù)熱時(shí)溫度把握不好，焊藥劑量使用不當(dāng)，回火（冷卻）環(huán)節(jié)控制不嚴(yán)，導(dǎo)致鋼軌內(nèi)部金相***發(fā)生變化，形成非常脆的馬氏體***，對(duì)鋼軌造成一定的傷害，導(dǎo)致鋼軌斷裂的風(fēng)險(xiǎn)。在某條地鐵運(yùn)營(yíng)線中，曾發(fā)生過(guò)因均回流焊接導(dǎo)致的鋼軌斷裂情況。尤其是在高架區(qū)段，受溫差變化的影響，會(huì)給地鐵運(yùn)營(yíng)帶來(lái)安全隱患。

　　2 改進(jìn)后的施工方法

　　2.1 工藝原理

　　通過(guò)鋁與氧化銅的化學(xué)反應(yīng)（放熱反應(yīng)）產(chǎn)生液態(tài)高溫銅液和氧化鋁的殘?jiān)⒗梅艧岱磻?yīng)所產(chǎn)生的高溫來(lái)實(shí)現(xiàn)均回流銅排與鋼軌熔接的焊接工藝。

　　3Cu2O+2Al點(diǎn)燃6Cu+Al2O3+熱量（2537℃）

　　2.2 工藝流程

　　地鐵均回流銅排焊接工藝流程見(jiàn)圖2。

　　2.3 操作要點(diǎn)

　　2.3.1 制作接線銅排

　　根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況加工接線銅排，規(guī)格為10×100 mm的銅排，長(zhǎng)度現(xiàn)場(chǎng)確定，為保證電氣連接性能，銅排表面應(yīng)作鍍錫處理。

　　2.3.2 打磨焊點(diǎn)處鋼軌

　　根據(jù)均、回流點(diǎn)的位置，找到具體的焊點(diǎn)，以該點(diǎn)為中心向兩邊在鋼軌上劃兩條豎線，兩條線之間的距離應(yīng)比接線板的寬度寬約40 mm。

　　用角磨機(jī)在劃定的區(qū)域范圍內(nèi)對(duì)鋼軌進(jìn)行除銹處理，將鋼軌表面部分除銹，露出光亮部分即可。

　　2.3.3 預(yù)熱模具及鋼軌

　　用液化氣噴槍對(duì)模具的裝藥孔的內(nèi)壁進(jìn)行十秒鐘的烘烤，對(duì)模具的內(nèi)壁進(jìn)行預(yù)熱處理。

　　用液化氣噴槍在鋼軌焊接點(diǎn)的背面對(duì)鋼軌進(jìn)行加熱至400 ℃；加熱過(guò)程中用專用的紅外線激光溫度測(cè)試儀對(duì)鋼軌實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，嚴(yán)格控制溫度，防止鋼軌過(guò)熱或溫度不夠。

　　模具及鋼軌加熱完畢后，將模具安裝在焊點(diǎn)位置，將所焊接的接線銅排穿入模具。

　　2.3.4 安裝模具和接線銅排

　　焊接時(shí)均回流接線銅排的端部與鋼軌的間隙為2～5 mm，為控制間隙，所有的銅排在運(yùn)抵施工現(xiàn)場(chǎng)前應(yīng)在接線銅排上畫出2 mm和5 mm間隙的刻度線，操作員到現(xiàn)場(chǎng)后只要保證露出一根刻度線即可保證間隙在2～5 mm之間，將模具與鋼軌固定牢固。。

　　2.3.5 放入焊藥及點(diǎn)火

將一專用墊片放入儲(chǔ)藥孔底部，防止藥放入后焊藥漏入穿線孔；墊片放入后，根據(jù)焊藥的使用說(shuō)明，放入儲(chǔ)藥孔內(nèi)相應(yīng)劑量的焊藥?！　?/p>

將點(diǎn)火引藥放進(jìn)儲(chǔ)藥孔內(nèi)的焊藥上面，將少許引藥放在模具的儲(chǔ)藥孔的上部邊緣，然后將儲(chǔ)藥孔蓋上。

　　用點(diǎn)將儲(chǔ)藥孔的上部邊緣的引藥點(diǎn)燃，引燃儲(chǔ)藥孔內(nèi)的焊藥，通過(guò)燃燒產(chǎn)生的高溫以及焊劑的作用，將鋼軌表面與熔解的均回流銅排端頭表面熔合在一起。

地鐵供電系統(tǒng)中采用鋼軌進(jìn)行均回流，均回流銅排需與鋼軌進(jìn)行放熱焊接；針對(duì)焊接易導(dǎo)致鋼軌過(guò)燒、裂紋、斷軌以及回流不暢導(dǎo)致的燒軌問(wèn)題，對(duì)均回流銅排焊接方法從工藝、焊***量、溫度控制、鋼軌探傷等方面進(jìn)行了研究分析；改進(jìn)施工方法，滿足過(guò)渡電阻、載流溫升、短路溫升、落錘、疲勞以及金相***試驗(yàn)要求，消除地鐵運(yùn)營(yíng)安全隱患。