范猛

（中鐵二十三局集團(tuán)第二工程有限公司鋪軌架梁分公司，黑龍江 齊齊哈爾 161000）

閃光焊利用的原理是兩端鋼軌之間接觸，然后，通過電流產(chǎn)生的熱量使金屬融化，使雜質(zhì)飛濺，形成閃光，完成焊接。在閃光焊的過程中，因為工藝的參數(shù)比較復(fù)雜，并且隨著不同階段的進(jìn)行，參數(shù)在峰值與平值之間會產(chǎn)生不斷的變化，因此在焊接的過程中，需要考慮多方面的因素。會有很多引起焊接質(zhì)量的問題產(chǎn)生。焊接軌腰出現(xiàn)橫向裂紋是一種比較典型的問題。這些裂紋不僅降低鋼軌質(zhì)量影響使用壽命，還會形成安全隱患。因此，解決焊接軌腰橫向裂紋這一問題十分重要。

1 閃光焊裂紋原因簡述

1.1 裂縫情況概析

閃光焊在我國的軌道焊接中占有90%的比例，這主要是因為閃光焊是一項操作簡便，并且生產(chǎn)效率極高的焊接技術(shù)。在焊接的過程中，確保鋼軌焊接的無縫是首要目標(biāo)，但是，由于鋼軌焊接的位置和工藝比較復(fù)雜多樣，因此在進(jìn)行焊接的過程中，仍然會出現(xiàn)一些裂紋。這些裂紋可以按照斷口的形狀和微觀形貌，以及金相組織來進(jìn)行分析，找出其斷裂的原因，從而進(jìn)行解決。

1.2 裂縫位置的分析

在鋼軌裂縫最低的地方，我們把它稱作軌腰焊縫中部，如圖1。該處的裂縫長度通常在185毫米左右，這種裂縫的產(chǎn)生與焊瘤具有一定的關(guān)系，通常來說，裂縫較大，其焊瘤程度也較高。裂縫越大的位置，在焊接的過程中，則會受到更多鐵水的灌注，進(jìn)而金屬產(chǎn)生溶解，在冷卻后則會形成更大的焊瘤。

圖1 鋼軌裂縫位置

1.3 斷口的分析

為了確保對鋼軌裂紋部位的分析，采用切割實驗。如圖2，將鋼軌裂紋部位用人工技術(shù)來進(jìn)行縱向切割后會發(fā)現(xiàn)，會發(fā)現(xiàn)兩側(cè)的焊瘤高度不同，造成焊瘤處所承受的力不同。通常在整個裂紋的斷口處會出現(xiàn)環(huán)狀擴(kuò)散，這說明在裂紋起源的地方已經(jīng)出現(xiàn)疲勞斷裂形式。而在焊縫中心兩側(cè)的裂紋，則呈現(xiàn)樹形的擴(kuò)散模式。當(dāng)然，在離焊縫中心更近的地方，則呈現(xiàn)河流狀擴(kuò)散的方式。裂紋起源點的微觀狀態(tài)通常與灰色斑點并存。而且在灰色斑點區(qū)域中，可以清楚地看到裂紋可見裂紋起源于焊瘤的拐角點。軌腰斷裂面的中部位置，也存在一定的裂紋，這些裂紋呈現(xiàn)河流擴(kuò)展的方式，因此，存在一定的斷裂特性。

圖2 斷口的分析

1.4 金相顯微分析

對焊接裂縫的熱影響區(qū)進(jìn)行組織分析可以發(fā)現(xiàn)，如圖3，在裂紋區(qū)域存在珠光體和網(wǎng)狀鐵素體的結(jié)構(gòu)，除此之外，還能發(fā)現(xiàn)馬氏體和貝氏體組織，這些組織通常為非異常組織，而且也屬于我國對鋼軌焊接技術(shù)條件要求中的合理組織。

圖3 金相組織分析

2 裂紋產(chǎn)生的原因分析

2.1 焊接工作人員的因素

焊接工作是一項精度要求非常高的工作，尤其在焊接的過程中，對于焊瘤的殘留度必須保證在一定的范圍內(nèi)。但是，部分焊接工作人員，在工作的過程中，因為操作熟練度的問題和操作專業(yè)度的問題，往往無法保證焊瘤的殘留度，進(jìn)行焊接的過程中，焊縫兩側(cè)的焊瘤有可能存在一定的雜質(zhì)的殘留，當(dāng)殘留度較高時，一側(cè)的焊瘤則會有較長的拖延。鋼軌母材軌腰的位置很容易夾雜其他的硫化物，但是，硫化物的熔點又不高，容易形成結(jié)晶。這也就導(dǎo)致接頭強(qiáng)度出現(xiàn)一定的弱化，一旦在焊瘤轉(zhuǎn)折處，很容易導(dǎo)致裂紋的形成。

2.2 高寒地區(qū)的加護(hù)措施不當(dāng)

閃光焊的工作需求比較復(fù)雜，尤其對于高寒地區(qū)的作業(yè)而言，在焊接的過程中，必須配備必要的加護(hù)措施。因本單位實際作業(yè)地點集中在東北地區(qū)，氣溫相對較低，尤其在冬季，如果要進(jìn)行焊接工作，就必須考慮周圍惡劣的自然環(huán)境，進(jìn)行一定的加護(hù)或預(yù)熱工作。防止由于溫度降低過快導(dǎo)致鋼軌焊頭位置內(nèi)部結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，容易出現(xiàn)裂縫。

2.3 焊接后的打磨工作進(jìn)行不佳

通常在焊接完成后，其焊瘤的高度很難精確的控制在規(guī)定的范圍內(nèi)，這就需要在焊接工作完成后進(jìn)行一定的打磨。但是打磨的過程由于工作人員的操作失誤也存在一定的誤差，造成高低接頭或者錯邊的情況發(fā)生，使焊頭兩側(cè)所承受的力不同，就會引發(fā)斷裂。

2.4 裂紋探測工作不到位

在焊接的過程中，積極地進(jìn)行裂紋探測，能夠有效避免橫向裂紋的發(fā)展與深化。但是，許多焊接工程在進(jìn)行的過程中，并沒有進(jìn)行良好的裂紋探測工作，這就很容易導(dǎo)致在焊接的過程中，雖然只是出現(xiàn)了微小的裂紋，但是，在沒有被探測出的情況下，裂紋會深入發(fā)展，繼而形成巨大的橫向裂紋。

2.5 焊接技術(shù)需要不斷提升

我國的焊接技術(shù)在近年來獲得了較快的發(fā)展，但是，與西方發(fā)達(dá)國家相比，焊接技術(shù)仍然存在一定的進(jìn)步空間。之所以會出現(xiàn)橫向裂紋的另一個重要因素，就是閃光焊的技術(shù)并不足夠成熟。因此，焊接工程單位應(yīng)該積極引進(jìn)先進(jìn)的焊接技術(shù)，同時，對于裂紋的消除技術(shù)也應(yīng)該進(jìn)一步演進(jìn)，除此之外，要不斷吸納優(yōu)秀的焊接工作人才。這樣才能不斷提升我國的焊接技術(shù)水準(zhǔn)，減少橫向裂紋的產(chǎn)生。

3 減少軌腰橫向裂紋產(chǎn)生的策略方法

為了減少軌腰橫向裂紋的產(chǎn)生，首先，要不斷優(yōu)化焊接流程和焊接質(zhì)量。良好的焊接制度和焊接流程才能確保焊瘤的殘留度在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，從而減少橫向裂紋的產(chǎn)生。其次，要加強(qiáng)對焊接工作人員的培訓(xùn)，注重提升焊接人員的技術(shù)水平和焊接技能。像東北地區(qū)這樣，自然環(huán)境惡劣，氣候寒冷的焊接工程，加護(hù)以及預(yù)熱工作更應(yīng)該仔細(xì)謹(jǐn)慎的進(jìn)行。而在焊接后的打磨過程中，要著重對應(yīng)力集中的位置點進(jìn)行打磨。這樣才能保證在焊接過程中產(chǎn)生的焊瘤高度在一定的范圍內(nèi)，預(yù)防橫向裂紋的產(chǎn)生。最后，及時必要的裂紋探測工作也能很好地避免橫向裂紋的產(chǎn)生。這是因為，在探測的過程中，如果發(fā)現(xiàn)微裂紋的出現(xiàn)，則可進(jìn)行一定的補(bǔ)救工作，而避免裂紋的進(jìn)一步擴(kuò)大。

4 結(jié)語

閃光焊所產(chǎn)生的裂紋，會影響鋼軌的質(zhì)量，如處理不及時，造成鋼軌斷裂，還有可能對車輛以及人員造成一定的安全威脅。除此之外，如果鋼軌出現(xiàn)橫向裂紋，證明焊接質(zhì)量未達(dá)標(biāo)。焊接工程企業(yè)的工程信譽度會受到影響。長此以往，還會影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。因此，分析橫向裂紋的產(chǎn)生原因，提出解決方案，更有利于企業(yè)的長久發(fā)展。為了確保焊接質(zhì)量的提升，應(yīng)該不斷對焊接過程中的每個因素進(jìn)行控制。減少焊接過程中橫向裂紋的產(chǎn)生，以便于提升焊軌機(jī)的工作效率和工作質(zhì)量。