趙忠千

中鐵昆明局集團(tuán)公司滇南鐵路建設(shè)指揮部 云南 昆明 650000

1 工程概況

新建玉溪至磨憨鐵路站前工程YMZQ-13、14標(biāo)，線路起訖里程DK265+085～DK311+055，正線長(zhǎng)度45970km，標(biāo)段內(nèi)包含隧道17座，共36102延長(zhǎng)米，隧道工程占比為78.5 %。

2 電磁焊接原理及特點(diǎn)

2.1 電磁焊接原理

電磁焊接工作原理為通過線路板產(chǎn)生磁場(chǎng)，磁場(chǎng)產(chǎn)生能量，焊槍頭的磁芯對(duì)磁能量再進(jìn)行聚磁反射，增強(qiáng)磁場(chǎng)，能量傳遞至墊片上的鐵網(wǎng)片轉(zhuǎn)換成熱能，熱能再傳遞到防水板和墊片，發(fā)揮熔合作用，從而使防水板與墊片均勻牢固粘結(jié)。

2.2 電磁焊接工藝特點(diǎn)

電磁焊接工藝淘汰了防水板超聲波焊接工藝，做到了無傷焊接及高強(qiáng)度焊接，保障了防水板焊接的質(zhì)量和提升了焊接效率。電磁焊接的特點(diǎn)主要有四點(diǎn)：

（1）操作簡(jiǎn)單易控制，焊接速度快、效率高。

（2）焊接面積大，焊接強(qiáng)度高，更牢固。

（3）材料適用性廣，對(duì)一切可熔性防水材料均可焊接。

（4）不傷材料，焊接過程堪稱無傷焊接。

3 電磁焊施工工藝及操作要點(diǎn)

3.1 工藝流程

施工準(zhǔn)備→基面檢查及處理→無紡布鋪設(shè)→防水板鋪設(shè)及電磁焊接固定→質(zhì)量檢驗(yàn)。

3.2 施工工藝及操作要點(diǎn)

①施工準(zhǔn)備。電磁焊機(jī)設(shè)備進(jìn)場(chǎng)，對(duì)施作人員進(jìn)行電磁焊機(jī)的使用方法及注意事項(xiàng)進(jìn)行培訓(xùn)交底。準(zhǔn)備嵌有細(xì)鐵絲網(wǎng)的專用深色熱熔墊圈，符合規(guī)格的土工布及防水板。

②基面檢查及處理。復(fù)合防水層掛設(shè)前利用全站儀或斷面掃描儀對(duì)初期支護(hù)噴射混凝土表面進(jìn)行掃描，判別初支面是否侵限，切除露出初支面的錨桿頭和鋼筋頭等凸出尖銳物，人工鑿除混凝土鼓包，對(duì)凹坑復(fù)噴混凝土或用細(xì)石混凝土抹平，確保初支噴射混凝土表面平整度，檢查合格后鋪設(shè)無紡布。

③無紡布鋪設(shè)。利用射釘將熱熔墊圈、無紡布平整順直的固定在初支面上。無紡布密貼初支面，確保無隆起或褶皺。固定墊圈盡量選擇初支面較為平整之處，射釘打在墊圈凹圓內(nèi)，釘頭不得高出墊圈面，便于防水板與熱熔墊圈的焊接施工。

④調(diào)試電磁焊接機(jī)。輸入電壓為220V，開機(jī)啟動(dòng)系統(tǒng)自檢，“芯片電源”指示燈亮后開始工作?，F(xiàn)場(chǎng)取小塊材料進(jìn)行試焊，首次焊接好后注意認(rèn)真觀察焊接質(zhì)量是否合格，根據(jù)焊接效果調(diào)節(jié)斷流時(shí)間及電流大小，若過火或焊透，調(diào)小斷流時(shí)間及電流大小以改善效果，若焊接強(qiáng)度不足造成虛焊，則加大電流或增加時(shí)間，調(diào)節(jié)幅度每次以半檔為宜，直到最佳施焊效果。

⑤防水板鋪設(shè)及電磁焊接。電磁焊接機(jī)調(diào)試好后，保持最佳斷流時(shí)間及電流大小，一手持焊接機(jī)，垂直防水板緊壓焊點(diǎn)位置，按下開關(guān)，待電流自動(dòng)斷開后移走焊槍至下一焊點(diǎn)，另一手持潮抹布覆蓋已施焊點(diǎn)以降溫，減少焊接強(qiáng)度上升所需時(shí)間，重復(fù)動(dòng)作施焊下一焊點(diǎn)。焊接過程中若出現(xiàn)焊接不牢固或焊面不均勻現(xiàn)象，焊槍旋轉(zhuǎn)90°再次施焊。

4 防水板電磁焊接與超聲波焊接工效及成本分析

4.1 施工工效對(duì)比

（1）焊接時(shí)間比較

①采用超聲波焊接機(jī)焊接防水板，一個(gè)熱熔墊片上一般需要施焊4～6個(gè)點(diǎn)，按4個(gè)點(diǎn)計(jì)算，正常超聲波焊接每個(gè)點(diǎn)融合時(shí)間為2～4秒，壓合1～2秒，從上一點(diǎn)完成至下一點(diǎn)融合前需1～2秒。我們按最短時(shí)間計(jì)算，融合2秒，壓合1秒，兩焊點(diǎn)動(dòng)作間隔1秒，也就是說完成一個(gè)焊點(diǎn)最少需要4秒，一個(gè)墊片4個(gè)點(diǎn)最少用時(shí)16秒。

②使用電磁焊接機(jī)焊接一個(gè)墊片僅需一次即可完成，融合時(shí)間為2秒，壓合時(shí)間為2秒，共用時(shí)僅需4秒，比超聲波焊接節(jié)省12秒鐘。

（2）焊接牢固性比較

①采用超聲波焊接機(jī)焊接，焊槍嘴直徑一般為8毫米，一個(gè)焊點(diǎn)焊接面積約50.2 6平方毫米，一個(gè)墊片4個(gè)焊點(diǎn)總共焊接面積約201平方毫米。

②使用電磁焊接，焊接面為墊片整個(gè)圓環(huán)面，有效焊接面外圓直徑60毫米，內(nèi)圓直徑20毫米，融合焊接圓環(huán)面積約2513平方毫米，是超聲波焊接面積的12.5 倍。

（3）材料傷損程度比較

①用超聲波焊接，會(huì)使得焊接材料在焊點(diǎn)位置至少燙傷四分之三厚度，僅剩焊點(diǎn)底部四分之一厚度與墊片融合粘結(jié)。且一但偏焊即出現(xiàn)防水板焊穿現(xiàn)象，大大降低了防水板的焊接強(qiáng)度和焊接質(zhì)量。

②電磁焊接焊槍與整個(gè)墊片是面接觸，粘合面融合焊接，焊接機(jī)自動(dòng)斷流，不受人為因素影響，對(duì)防水板基本無損傷，故有無傷焊接之稱。

（4）可焊性比較

①超聲波焊接受限于其固有的震動(dòng)特性，因此其焊接材料必須具備一定的共振特性才能焊接。對(duì)于PVC等不具備共振特性的材料，超聲波焊接不再適用。目前使用的防水板，為提高其性能，生產(chǎn)過程中會(huì)加入一些特殊材料，形成轉(zhuǎn)性塑料，這種材料超聲波焊接同樣不適用。

②凡是可熔性塑料，電磁焊接均可焊接，不受材料特性的影響，適用范圍更廣。

4.2 施工成本對(duì)比

超聲波焊接機(jī)和電磁焊接機(jī)單機(jī)價(jià)格均為1.5 萬左右，單臺(tái)設(shè)備成本差別甚微，但就單純焊1000個(gè)墊片來計(jì)算，所需工時(shí)相差甚大。用超聲波焊接機(jī)焊接需工時(shí)為4.4 4小時(shí)，而采用電磁焊接僅需1.11小時(shí)，可見電磁焊接人工成本僅為超聲波焊接的四分之一。雖然電磁焊接需用專用的熱熔墊片，比普通熱熔墊片略貴，但電磁焊接不存在返焊或補(bǔ)傷成本，相比之下可忽略不計(jì)。電磁焊接在提高施工進(jìn)度，保障工程質(zhì)量上優(yōu)勢(shì)十分明顯，從而大大降低了施工成本。

5 結(jié)語

鐵路隧道防水板施工過程中采用電磁焊接技術(shù)，具有進(jìn)度快、強(qiáng)度高、操作簡(jiǎn)單、不傷材料、可焊性好等顯著優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)解決了以往超聲波焊接工藝極易出現(xiàn)焊接不牢、易焊穿、操作難度大等普遍存在的質(zhì)量問題，保障了隧道防水板施工質(zhì)量。電磁焊接開啟了隧道防水板高質(zhì)量施工的歷史新篇章，是一種值得大力推廣的新技術(shù)。