于 勉，韓妮樂

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軟釬焊在地鐵回流系統(tǒng)中的應(yīng)用研究

于 勉，韓妮樂

軟釬焊具有焊接溫度低、施工工藝簡單、便于安裝、焊接點電氣/機械性能良好等特點，非常適用于地鐵鋼軌回流系統(tǒng)。本文對軟釬焊線排的機械、電氣特性進行研究，并對其在地鐵中的應(yīng)用前景進行了分析。

回流電纜；軟釬焊；地鐵

0 引言

地鐵回流系統(tǒng)中，傳統(tǒng)的回流電纜連接方式主要有放熱焊接、脹釘式連接、銅排放熱焊接和銅排栓接，由于這些連接方式存在機械、電氣特性缺陷或安裝工藝復雜、施工質(zhì)量不高等缺點，北京、深圳地鐵曾發(fā)生10余起由于回流電纜與鋼軌焊接部位脫焊、燒傷導致鋼軌重傷、斷軌的事故[1]。

線排軟釬焊是近年來新出現(xiàn)的一種回流電纜連接方式，銅排與鋼軌間采用軟釬焊連接，并用脹釘加固，回流電纜再與銅排連接。軟釬焊與其他焊接方式的區(qū)別在于母材不熔化，僅釬料熔化。該方式具有焊接溫度低、施工工藝簡單、便于安裝、焊接點電氣/機械性能良好等特點。本文將對軟釬焊在地鐵回流系統(tǒng)中的應(yīng)用進行技術(shù)分析。

1 線排軟釬焊性能試驗

為保證線排軟釬焊滿足國家標準和在地鐵回流系統(tǒng)中的應(yīng)用要求，從振動、大電流溫升、機械疲勞3個方面進行試驗驗證。

1.1 鋼軌振動試驗及大電流溫升測試

對安裝了軟釬焊回流線排的鋼軌進行振動疲勞試驗（圖1）。模擬地鐵行車對鋼軌造成的振動，按3 min行車間隔，每天停運6 h計算，每天鋼軌過車約360次，每年約13萬次。試驗中，鋼軌經(jīng)過200萬次振動疲勞試驗后，測試牽引回流線排與鋼軌間電阻（3次測量平均值）為8.68mW，小于標準要求30mW，滿足地鐵回流系統(tǒng)的電氣性能[2]。

地鐵額定最大回流為3 000 A，試驗中線排加電流4 000 A，持續(xù)5 h，在線排上選取8個測溫點，測出最大溫升為線排中部24.2℃，未見明顯發(fā)熱。

圖1 軟釬焊回流線排振動和溫升試驗

1.2 機械疲勞和落錘試驗

采用PMW-500電液式脈動疲勞試驗系統(tǒng)，試驗載荷335/68 kN，支距1.4 m，頻率5.0 Hz，循環(huán)200萬次，線排未脫落；采用鋼軌落錘試驗機，錘重1 000 kg，支距1 m，落錘高度3.1 m，錘擊2次，線排未脫落，其焊接強度滿足鋼軌焊接要求[2]。

2 線排軟釬焊在地鐵回流系統(tǒng)的安裝試驗

回流箱附近的回流軌處一般安裝8～16根回流線[3]，僅安裝一塊回流線排，回流線排需進行一次軟釬焊（圖2）。

圖2 線排軟釬焊的安裝試驗

軟釬焊的焊接溫度只有240 ℃，在實際安裝時鋼軌溫升小，不會產(chǎn)生馬氏體而損傷鋼軌。另外，鋼軌預(yù)熱和保溫要求低，不受寒冷天氣影響，不易出現(xiàn)虛焊。安裝后，焊接點電氣、機械性能良好。

安裝試驗中，軟釬焊表現(xiàn)出以下特點：（1）軟釬焊可使用噴燈等普通熱源進行釬焊，操作簡單；（2）加熱溫度低，不損傷鋼軌，焊接面的膨脹、強度變化和變形都較小；（3）軟釬焊后對保溫無要求，可進行多點同時焊接，提高了焊接效率；（4）釬料膨脹變形小，不會由于溫度影響使鋼軌收縮導致焊接部位脫落；（5）焊接點不易銹蝕，接觸電阻性能穩(wěn)定。具體技術(shù)參數(shù)如表1所示。

表1 地鐵回流系統(tǒng)線排軟釬焊技術(shù)參數(shù)

3 線排軟釬焊在地鐵中的應(yīng)用分析

3.1 地鐵回流軌中的應(yīng)用

目前，采用軟釬焊技術(shù)的線排已在北京地鐵等5家國內(nèi)地鐵公司投入使用總計1 500余塊，使用時間超過2年，其運行性能穩(wěn)定，尚未發(fā)生任何故障。尤其是在哈爾濱零下20 ℃氣溫條件下仍能正常安裝使用，解決了北方寒冷天氣下的施工問題。

3.2 后期維護

鋼軌與線排經(jīng)軟釬焊連接后，電纜線通過接線端子、防松螺栓再與銅排連接，安裝后可滿足大電流通過的需求。由于電纜線與線排連接是通過防松螺栓連接，可有效防止因行車震動導致的銅排松動，在后期維護過程中，僅需進行定期巡檢即可。

4 結(jié)語

線排軟釬焊可有效消除目前地鐵線路中存在的回流線脫落故障，便捷地完成回流軌更換施工。建議地鐵運營線路在重傷鋼軌更換施工中采用軟釬焊方式進行線排焊接，積累運營經(jīng)驗后，在新線建設(shè)中可推廣采用。

[1] 趙驚華，余樂，孫延煥. 供電均回流電纜在鋼軌上的連接方式[J]．都市快軌交通，2013，26（2）：116-118.

[2] 國家鐵路局. TB/T 1632.1-2014鋼軌焊接第1部分：通用技術(shù)要求[S]. 北京：中國鐵道出版社，2014.

[3] 中華人民共和國建設(shè)部. GB 50157-2003 地鐵設(shè)計規(guī)范[S]. 北京：中國計劃出版社，2003.

Soft braze can be used in connection，because of low welding temperature, simple construction process, convenient installation and welding of electrical and mechanical properties such as good. This paper researched on electrical characteristics of the soldering line machine, and analyzes its application prospect in the subway.

Return cable ; soft braze ; subway

U231.8

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1007-936X(2018)02-0068-02

2017-07-26

10.19587/j.cnki.1007-936x.2018.02.018

于 勉.西安市地下鐵道有限責任公司，工程師，研究方向為城市軌道交通供電系統(tǒng)管理；韓妮樂.西安市地下鐵道有限責任公司，工程師。