钢轨闪光焊接原理

闪光焊原理及焊接缺陷一、闪光焊的基本概念和特点闪光焊也称接触焊，是两个金属工件端面接触，通过端面的接触点导电，接触电阻产生的电阻热加热工件端部，当温度达到一定程度时，工件接触面的金属熔化形成液态金属层，通过外加纵向力挤出液态金属，并使高温金属产生塑性变形，在结合面产生共同晶粒，获得致密的热锻组织形成对接街头。

(一) 闪光焊的基本概念1. 闪光的形成过程在金属焊件相互靠近的过程中，端面间一些相互突出的凸点首先接触，电流从这些接触点通过时，由于导电面积突然减小，造成电流线弯曲与收图1 闪光面的接触点缩从而形成了接触电阻，如图1所示。

这些小接触点的电阻很大，电流流过时被迅速加热、熔化，形成一个个液体金属过梁，这些金属过梁将热量传入焊件的内部。

每个过梁都存在液态表面张力、径向压缩效应力、电磁引力和电磁斥力的作用，径向压缩力与流过过梁的电流强度平方成正比，在这些力的作用下过梁直径减小，电流密度急剧增大，温度迅速上升，使过梁内部出现金属蒸气。

金属蒸气使液体过梁体积急剧膨胀而爆破，熔化的金属微粒从对口间隙中飞溅出来，形成了飞溅的火花。

爆破后的位置留下一定深度的火口，为临近产生过梁创造了条件。

闪光过程就是焊接端面不断产生液态金属过梁又连续不断的爆破过程。

2. 闪光的作用（1）加热焊件。

闪光过程中金属液体过梁的电阻热和过梁爆破时一部分喷射熔滴飞溅到对口面上带来的热量对焊件加热。

（2）烧掉焊件端面上的赃物和不平之处。

因此也就可以降低焊接前对焊件端面的打磨要求，用手提砂轮粗打磨即可。

（3）金属的液体过梁爆破时产生的高压力、金属蒸气及CO、CO2气体形成了保护气氛，减低了焊件端面间隙中气体介质的氧化能力。

（4）闪光后期，焊件断面形成液态金属覆盖层，为顶锻时排除端面的氧化物和过热金属提供了有利条件。

3. 获得闪光对焊优质接头的条件（1）闪光过程不出现闪光中断，加速烧化时闪光稳定、激烈，有良好的保护气氛。

（2）焊接端头应形成足够的加热区和适当的、均匀的温度梯度；断面温度均匀。

钢轨接头移动式闪光焊接施工工法摘要：目前我国高速铁路飞速发展，而高速运行的铁路列车对轨道的质量提出了更高的要求。

闪光焊接工艺、质量及控制的研究是当前无缝线路建设中的关键问题之一。

因此本文对钢轨接头移动式闪光焊接施工方法进行探讨。

关键词:铁路;钢轨;移动式;闪光焊;施工Abstract: At present, the rapid development of our country’s high-speed railway, and high-speed operation of the train track quality put forward higher request. Flash welding technology, quality, and control of the construction of seamless route is one of the key issues. So this article on rail welding joint mobile flash construction methods is discussed.Key Words: railway; Rail; Mobile; Flash butt welding; construction前言随着时代的发展，列车运行的速度越来越高。

高速运行的铁路列车对轨道的质量提出了更高的要求。

为保证列车运行的高度稳定和平顺、以及旅客行车的舒适性，需对线路钢轨接头加以更高质量的控制。

在高速轨道线路建设中，钢轨的焊接是其重要组成部分之一，钢轨的焊接由场地焊接和现场焊接两部分构成。

我国采用的焊接方法较多：接触焊、铝热焊、气压焊、移动式闪光焊等。

而铁道部新的等工程建设条文,对钢轨焊接方法修订为:钢轨焊接应采用闪光焊.无缝线路接头的闪光焊接是我公司根据合武铁路钢轨接头焊接的经验总结。

在施工过程中取得了一定的经验，形成了一套较为完整的技术，我们将其整理形成本工法．下面介绍符合于我国国情的移动式钢轨闪光焊工法。

铁路轨道焊接方法
目前铁路轨道焊接常用的方法有闪光接触焊、气压焊和铝热焊。

以下是详细介绍：
- 闪光接触焊：这种焊接方法主要用在各个焊轨厂，因为厂内焊接可以保证钢轨的焊接质量。

在厂内焊接时，通常将100m长的定尺轨放在特定的机具里，然后根据电流的热效应原理进行加热，当钢轨加热到塑性状态时，以极快的速度给予挤压。

- 气压焊：这种焊接方法主要是利用乙炔气体和氧气反应，产生热量进行钢轨的焊接。

- 铝热焊：这种焊接方法首先需要在缝隙处架设好焊接使用的模具，通过铝热焊方式对钢轨进行高温预热，然后将铝粉和氧化粉按比例配制铝热焊剂，放入上方的钳锅中高温引燃。

此时，钳锅开始发生铝热反应，内部的温度逐渐攀升到2500℃，并咕噜咕噜的冒起了白烟。

而里面的焊剂则像黄油一样逐渐熔化，反应生成钢水流向下方的铁轨缝隙处。

待钢水与铁轨完全融为一体后，只需等待冷却，拆掉上方的模具，并对缝隙处进行精细打磨，去掉多余的杂质使其平稳顺滑，就可以继续投入使用了。

每种焊接方法都有其优点和适用范围，具体选择哪种方法取决于铁路轨道的材质、设计要求以及施工条件等因素。

闪光焊接原理一、闪光焊接的原理闪光焊接的原理主要是利用电流在工件表面产生热量，使焊接界面有足够的温度达到熔融状态，然后施加一定的压力使两个工件粘合在一起，形成一次性的熔焊接头。

闪光焊接的关键是控制电流的大小和时间，以及施加的压力和速度，以确保焊接质量。

1. 电流产生热量在闪光焊接过程中，通过两个工件之间传送电流，使接触面产生高温。

一般情况下，工件的接触面会出现等效电阻，电流通过时会产生焊接界面的热量。

根据欧姆定律，电流通过电阻时会产生热量，决定电流和电阻的大小，可以控制焊接界面的温度。

2. 施加压力形成焊接界面在闪光焊接过程中，施加一定的压力是非常重要的。

压力可以使两个工件之间的接触面更牢固，确保焊接界面充分接触，避免气孔和夹杂物的产生。

同时，压力还可以帮助热量均匀分布，加速焊接界面的熔化和扩散，提高焊接质量。

3. 控制时间和速度在闪光焊接过程中，控制焊接时间和速度也是非常重要的。

焊接时间决定了热量的累积和散失程度，影响到焊接界面的温度和熔化程度；焊接速度决定了热量的传递速度和焊接头的形成速度，影响到焊接的质量和效率。

二、闪光焊接的工艺流程闪光焊接的工艺流程通常包括准备工作、加热和压合、焊接、冷却和清理几个重要步骤。

1. 准备工作在进行闪光焊接之前，首先要对工件进行准备工作。

清洁工件表面，清除油污、氧化物和其他杂质，以确保焊接界面的质量。

然后将两个工件安装在电极夹内，保证工件之间的接触面充分接触，并调整焊接头的位置和角度。

2. 加热和压合当工件准备就绪后，通过电流加热工件表面，使焊接界面达到熔融状态。

同时，施加一定的压力使两个工件紧密接触，并保持一定的压力和速度，确保焊接界面的熔化和扩散。

3. 焊接一般情况下，焊接头在加热和压合后会形成，此时停止电流的传送，继续施加一定的压力，使焊接头冷却并凝固。

待焊接头冷却后，检查焊接质量，割除多余材料，完成一次性焊接。

4. 冷却和清理焊接完成后，将焊接头进行冷却，待焊接头彻底冷却后进行清理。

一、什么是钢轨的移动闪光焊接1. 名词解释Ｏ焊机: 悬挂式钢轨闪光焊机。

Ｏ移动闪光焊: 闪光焊机在铁路轨道上焊接钢轨，焊机及其配套设备的动力源是独立的车载式发电机组；它是无缝线路轨道工程施工中现场钢轨焊接方法之一。

Ｏ拉轨器：精确地拉伸待焊钢轨到焊接位置的钢轨张紧装置。

Ｏ保压推凸：推凸是在焊机仍然夹紧焊接轨的工况下进行的（独立推凸油缸），而且这种工况可以延时。

具有保压推凸功能的焊机在钢轨焊接过程中以及焊后可以省去拉轨器。

2. 设备图1 自走行组合式（焊机+拉轨器）移动焊轨车图2 移动焊轨车的钢轨张拉装置（拉轨器）图3 移动焊轨车的钢轨焊接记录曲线上述移动焊轨车特点是：可以拉动500m长轨和单元轨节焊接；拉轨器在焊接全过程与焊机保持完全同步运动；焊接准备工序较多，技术要求较高。

图4是集装箱式移动焊轨车，焊机是AMS60型，可以实现钢轨左侧或右侧工作边对正。

焊机可以进行脉动闪光焊。

图4 集装箱式焊轨作业车此种焊轨车配备专用钢轨拉伸器后可以拉动长轨焊接。

未配备专用钢轨拉伸器时，只能进行25m钢轨的线路上焊接。

图5是该焊机的钢轨脉动闪光焊记录曲线。

曲线中记录焊接全过程的送进力（KN）、焊接二次电流（KA）、位移（mm）以及时间量（S）。

曲线中还标出有主要区域参数的计算值。

图5 钢轨脉动闪光焊记录曲线图6是另一种集装箱式+移动式钢轨拉伸器的焊轨作业车。

它的特点是：一台焊机可以配套两架拉轨器焊接线路上左右股钢轨，节省时间。

但是，移动式钢轨拉伸器与焊机在焊接全过程中不容易做到同步运动。

图6 带有移动式钢轨拉伸器的焊轨车图7 移动式钢轨拉伸器图8是拉轨和焊轨一体式（保压推凸）的集装箱移动焊轨车。

焊机是K922型，轨端对位时应考虑推凸油缸的行程、推凸能否到位。

图8（a）焊轨车图8（b） K922焊机二、移动闪光焊与基地闪光焊的差别（对比）比对结果：移动闪光焊的工况比基地闪光焊工况要差一些，因此对焊接施工管理人员的业务素质要求也应更高一些；对操作人员的责任心和技术要求也应更强一些；对焊轨施工的各项规范制定也应更细一些。

工地25米钢轨现场闪光焊接施工工艺工法QB/ZTYJGYGF-GD-0805-2011新运工程有限公司杨宏伟1 前言1.1工艺工法概况随着我国城市轨道交通的快速发展，城市轨道交通无缝线路钢轨焊接数量越来越多。

城轨施工具有地处闹市、不具备设置较大焊轨基地的特点，因此采用待焊轨直铺法铺设无缝线路，即先用25m待焊轨组装成轨排进行无砟道床施工，然后在工地直接将25m待焊轨用移动式闪光焊作业车焊接成长钢轨，并采用“连入法”进行应力放散形成无缝线路的施工工艺具有现实意义。

2005年、2006年集团公司施工了广州地铁三号线、北京地铁五号线地铁轨道工程现场25m钢轨焊接工程，经过对现场移动式闪光焊接施工技术研究、总结和提高，形成本工法。

1.2 工艺原理移动式钢轨闪光焊接是将悬吊式焊机头和发电机组装入集装箱内，焊机头由吊机系统起吊，利用轨道车将装有两个集装箱的平板车推进在线路上进行工地焊接的方法。

焊接时，由发电机组供电，焊机进行25m钢轨焊接。

2 工法特点2.1焊轨作业车配有柴油发电机组，可在线路或基地进行钢轨焊接作业。

2.2自动化程度高、焊接质量稳定。

2.3无需建基地焊轨生产线，减少了长轨运输和长轨放送等工序，节约了成本。

3 适用范围本工艺工法适用于城市轨道交通25m钢轨工地焊接施工。

4 主要技术标准《钢轨焊接》TB/T 1632-2005《地下铁道工程施工及验收规范》GB50299-1999《铁路轨道工程施工质量验收标准》TB10413-20035 施工方法25m钢轨在整体道床施工时已铺设就位，工地钢轨焊接主要是人工拆卸待焊轨的扣配件，用支撑滚筒垫起，经焊前除锈、对位后，现场用移动式闪光焊作业车直接将25m 待焊轨焊接成长钢轨，焊头经粗磨、正火、调直、精磨等工序，形成无缝线路。

6 工艺流程及操作要点6.1 工艺流程钢轨移动式闪光焊接施工工艺流程见图1。

6.2 操作要点6.2.1 施工准备所有人员开工前必须通过安全、技术培训考核，特殊工种需持证上岗。

无缝线路钢轨焊接方法原理及特点
无缝线路钢轨焊接的方法主要包括电弧焊接和摩擦焊接两种。

电弧焊
接是通过电弧加热，使钢轨两端的金属熔化并相互结合，形成无缝连接；
而摩擦焊接则是通过钢轨与钢轨之间的相对摩擦，产生局部高温，使接头
金属软化融合。

无缝线路钢轨焊接的原理是利用热量使钢轨的金属达到熔化点，并通
过一定的压力使两根钢轨连接在一起。

电弧焊接是通过电流产生的弧光加热，将钢轨两端的金属熔化，并通过外加的机械压力使其形成无缝连接。

摩擦焊接则是通过钢轨与钢轨之间的相对摩擦产生的热量，使接头两端的
金属软化并通过外加的机械压力使其形成无缝连接。

1.高强度：焊接后的无缝线路钢轨连接紧密，强度高于普通的螺栓连接，能够满足高速铁路的使用要求。

2.舒适性好：无缝线路焊接后的钢轨接头平整，减少了行车时的颠簸
和噪音，提高了列车乘坐的舒适性。

3.经济节约：无缝线路钢轨焊接能够减少钢轨接头的维护和更换频率，降低了维护成本，延长了钢轨的使用寿命。

4.缺陷少：焊接接头没有螺栓连接的缺点，无松动、脱位等现象，减
少了事故隐患，提高了铁路的安全性。

5.施工快速：无缝线路钢轨焊接的工艺简单，施工效率高，能够提高
铁路线路的建设速度和质量。

6.美观整洁：无缝线路钢轨焊接后的接头平整流畅，与铁轨一体，美
观整洁。

综上所述，无缝线路钢轨焊接是一种高强度、舒适性好、经济节约、缺陷少、施工快速、美观整洁的钢轨连接方式。

在铁路建设中得到了广泛应用，并不断发展和改进，提高了铁路的安全性、舒适性和运营效率。

闪光焊原理第一节绪论一、焊接的定义焊接是指通过适当的物理化学过程使两个分离的固态物体产生原子（分子）间结合力而连接成一体的连接方法。

被连接的两个物体（构件、零件）可以是各种同类或不同类的金属、非金属（玻璃、塑料等），也可以是一种金属与一种非金属。

金属连接在现代工业中具有很重要的实际意义，因此，狭义上讲，焊接通常就是指金属的焊接。

二、金属焊接的物理本质和分类焊接过程的本质就是通过适当的物理化学过程消除两待焊物体待焊表面的氧化模及其他污染物，并使两个分离的固态金属产生原子（或分子）间产生结合力。

目前找到了许多可行的物理化学方法完成金属焊接，就基本途径而言，可以分为如下几类：(一) 熔化焊接加热被连接的构件使表面局部熔化，然后冷却结晶成一体的方法称为熔化焊接。

为了实现熔化焊接，关键是要有一个温度足够高、能量集中的加热热源。

熔化焊分类按照热源形式不同主要分为：气焊（以氧、乙炔或其他可燃气体燃烧火焰为热源）；热剂焊（如铝热剂放热反应热为热源）；电阻点、缝焊（以焊件本身通电时的电阻热为热源）；电子束焊（以高速运动的电子束流为热源）；激光焊（以单色光子束流为热源）等若干种。

焊接过程中，局部熔化的高温焊缝金属，因与空气接触很容易造成成分、性能发生不良改变，一般都必须采取有效的隔离空气的保护措施。

若按照电极特征分为熔化电极和非熔化电极焊接两大类。

（二）压力焊接焊接过程中，必须对焊件施加压力（加热或不加热），以完成焊接的过程。

主要通过利用摩擦、扩散和加压等物理作用，克服两个连接表面的间隙，除去（挤走）氧化膜及其他污染物，从而在固态条件下实现金属的焊接。

固相焊接时，通常都必须加压，因此，通常这类加压的焊接方法称为压力焊接。

为了使固相焊接容易实现，固相焊接大都在加压的同时伴随有加热措施，由于加热温度通常小于材料的熔点，因此，除真空扩散焊外，对固相焊接的保护措施并不常见。

压力焊接按照加热方法不同可分为：冷压焊（不采用加热措施的压焊）、摩擦焊、超声波焊、爆炸焊、锻焊、扩散焊、电阻对焊、闪光对焊等。

焊接闪光的原理焊接闪光的原理主要涉及到物理光学和热学的原理。

当焊接电弧发光时，电弧会产生极高的温度和能量，导致金属工件和焊接电极周围空气局部被加热到极高温度，从而发生燃烧和光辐射。

首先，焊接电弧产生的光辐射是由电离气体和电弧等离子产生的。

焊接电弧产生时，气体被加热至高温，气体中的原子和分子发生电离，形成电子、离子和自由基等粒子，从而产生了极高温度下的等离子体。

这些等离子体具有大量的自由电子，当它们反复碰撞时，可以释放出大量能量，形成荧光和光辐射。

这些荧光和光辐射就是焊接闪光的来源。

其次，焊接电弧产生的光辐射是由激发态原子和离子向基态过渡时产生的。

焊接电弧中的高温等离子体将电子激发到高能级，形成激发态原子和离子。

当这些激发态原子和离子回复到基态时，会放出能量并产生光辐射。

这些从激发态到基态的过渡所产生的光辐射，构成了焊接闪光。

此外，金属熔化和喷溅也会导致焊接闪光的产生。

在焊接过程中，金属工件被加热到熔化温度，形成熔池。

当焊接弧穿过熔池时，会产生剧烈的物理和化学反应，使熔池表面产生大量的金属喷溅。

这些金属喷溅在瞬间形成的微小液滴通过惯性飞溅到周围环境中，然后迅速冷却凝固。

这些喷溅液滴在瞬间形成和冷却的过程中会产生强烈的光辐射，形成焊接闪光现象。

最后，焊接闪光的强度和颜色也与金属的成分和温度有关。

不同的金属在高温下具有不同的电子层结构和能级跃迁方式，因此会产生不同颜色的光辐射。

例如，钢铁熔池的颜色通常为白色，而铝熔池的颜色通常为亮蓝色。

此外，金属的熔化温度也会影响闪光的强度，一般来说，熔点较低的金属在焊接时会产生更明亮的闪光。

综上所述，焊接闪光的原理涉及到物理光学和热学的原理。

焊接电弧产生的光辐射是由电离气体和电弧等离子产生的，还涉及到金属的熔化和喷溅。

焊接闪光的强度和颜色与金属的成分和温度有关。

通过深入理解焊接闪光的原理，可以更好地控制和应对焊接过程中的光辐射问题，确保焊接操作的安全性和质量。

钢轨接头移动式闪光焊接施工工法: At present, the rapid development of our country's high-speed railway, and high-speed operation of the train track quality put forward higher request. Flash welding technology, quality, and control of the construction of seamless route is one of the key issues. So this article on rail welding joint mobile flash construction methods is discussed.s: railway; Rail; Mobile; Flash butt welding; construction前言随着时代的发展，列车运行的速度越来越高。

高速运行的铁路列车对轨道的质量提出了更高的要求。

为保证列车运行的高度稳定和平顺、以及旅客行车的舒适性，需对线路钢轨接头加以更高质量的控制。

在高速轨道线路建设中，钢轨的焊接是其重要组成部分之一，钢轨的焊接由场地焊接和现场焊接两部分构成。

我国采用的焊接方法较多：接触焊、铝热焊、气压焊、移动式闪光焊等。

而铁道部新的等工程建设条文,对钢轨焊接方法修订为:钢轨焊接应采用闪光焊.无缝线路接头的闪光焊接是我公司根据合武铁路钢轨接头焊接的经验总结。

在施工过程中取得了一定的经验，形成了一套较为完整的技术，我们将其整理形成本工法．下面介绍符合于我国国情的移动式钢轨闪光焊工法。

一、工法特点闪光焊接热源来自工件内部，热量集中，加热时间短，无需要填充金属，冶金过程简单，热影响区窄，易获得较好的接头，设备自动化程度高，生产率高，外观质量好。

适用于客运专线已铺设线路钢轨单元焊及锁定焊接。