井下窄轨无缝焊接技术探析

宋宝国

摘 要：本文主要分析了井下窄轨无缝焊接技术的具体操作方法，以及技术优缺点，以求能够更好的发挥该技术的作用，促进生产技术水平的提升，提高产煤质量。

关键词：井下窄轨；无缝焊接技术

近些年来，矿井窄轨铁路是矿井轨道运输的主要方式，而轨道接头焊接则是检验轨道质量的根本性因素，但其也是轨道焊接中最为薄弱的环节。传统的轨道接头连接方式多是鱼尾板连接，由于存在接头，运煤列车通过时容易发生冲击和振动，引发各种安全事故，缩短轨道及运输车辆使用寿命。因此，对井下窄轨无缝焊接技术进行分析就显得极为有必要了，其是推动煤事业发展的关键所在。下面，笔者将对其进行具体论述。

1 井下窄轨无缝焊接准备工作

1.1 电焊机的选择

当前市场上的电机种类可谓是多种多样，而在进行井下窄轨无缝焊接时，斜巷绞车道使用交流弧焊机，有架线主要运输大巷则使用直流弧焊机进行焊接。

1.2 电焊条的选择

不同窄轨在选择电焊条时，也有一定差异。通常15-24kg/m轻轨可以根据含碳量将其分为两类，即普通轻钢和硬轻钢。结合元素含量进行分析，这两种钢都属于普通的碳素钢，碳含量最高不超过0.06%，含硫量则不超过0.065%，含磷量不超过0.085%。为了更好的保证轻轨接头焊缝的抗拉、抗弯强度，防止接头的脆硬性，选择焊条的含碳、硫、磷地域钢轨含量的最为合适，因此应用最多的焊条多数是T42-2低碳钢焊条及45号中碳钢T50-6焊条。焊条在使用之前，需要放入250℃-400℃的干燥室烘焙1-2小时。

除了要做好以上两项准备工作之外，焊接之前还需要将钢轨接头调直调平，针对异型钢轨则需要保证工作边缘平顺，轨底和轨道腰部的轨缝在可控范围之类，这样做的主要目标就是为了减小焊接误差。

2 焊接工艺

2.1 钢轨接头处理

焊接之前，首先要处理好钢轨接头，以便后期相关工作能够顺利的进行。第一步要对接头进行除锈，焊接时部分接头由于放置时间过长而生锈，如果不及时的对其进行除锈，可能会缩短轨道使用寿命，因此需要除掉接头上的铁锈、油污及其他各种杂物。

其次，要在接缝下面的托一块厚度为3-10㎜的铁托板，这样做的主要目的就是为了防止焊液下渗。最后，需要使用专用夹具固定好钢轨接头，防止其出现偏移。

2.2 切坡口与预留间隙

焊接时切坡口的主要作用在于使热源也就是电弧或者是火焰能够深入到焊接物的根部，这样能够有效保证焊缝的透度；同时，其还能降低加热范围，保证加热的针对性，减少电弧或者是火焰，对其他无需加热地区的影响。此外，通过该操作还能减少焊件的变形，为后期焊接做好准备。而预留间隙的主要作用则是保证焊缝的透度，避免接头被烧穿，出现不美观或者是影响焊接效果的焊瘤，避免焊接部位被烧穿，或者是出现没有完全焊透等现象的出现。

在实际焊接期间，由于受到井下环境的制约，焊接时所有的坡口多数是气割，上坡口的宽度在20毫米左右最为合适，坡口度数在55-65°之间，坡口之所以上宽下窄主要原因就是留有反弯曲余量，这样焊接物冷却之后，钢轨表面能够呈现出水平状态。

2.3 焊接轨底

应用窄轨无缝焊接技术的时候，首先要将铁托板焊在接头端面轨底下面，然后采用多层焊接法，使用180-200安电流，结合实际焊接需要，逐渐往上堆焊，一边焊接一边将因为焊接而产生的熔渣吹出熔池，防治焊接期间出现夹渣气孔等现象。同时焊接过程中要注意将焊接物两端的母材熔化，保证焊液与母液完全融为一体。焊接结束之后，马上进行盖面，盖面时则需要注意温度不能过低，这样可能会导致盖面不严实，但是温度也不能过高，否则可能会对损坏盖面，通常温度在250℃-300℃。

2.4 焊后热处理

焊后热处理的主要作用就在于其能够有效的消除焊件的焊接应力，其主要包含有温度应力、组织应力和凝缩应力等。处理工艺主要是在钢轨焊接之后，使用气焊加热焊缝，然后使用石棉灰包住焊缝，等待其自然冷却，一般需要等待一个小时左右。

3 井下窄轨无缝焊接技术优势分析

3.1 接头夹板连接轨道线路的优缺点

该技术应用的优点在于，施工时间比较短，连接速度快、施工时灵活方便，容易拆装。适用于井下临时性铺轨和运输。但是该技术的缺点也十分的明显，即接头容易松动，后期施工维修量比较大，机车通过轨道时引起的振动大、运行时并不是十分的平稳，机车在轨道上容易出现爬行的现象。长时间使用由于扣件松动，机车行驶期间容易产生火花，这样也容易造成轨道回流不畅通，使得轨道的电流增大，对于高沼气、高瓦斯的矿井来说，存在有明显的安全隐患。

3.2 无缝焊接线路的优缺点

无缝焊接线路主要具备以下几个方面的优点，首先是焊接的接头比较平整，不存在松动迹象，车辆通过的時候，没有明显的振动冲击，这样不仅能够有效减轻对车辆各零部件的损耗，降低对轨道的破坏。而且其有效的提高了车辆以及轨道的使用寿命。其次，使用该技术焊接的轨道连续性和整体性强，不容易被外界因素所损坏，因此日常维修的工作量也大幅度降低。当然，该技术的应用也存在有一定的缺点，即施工工艺复杂，技术水平要求相对来说比较高，焊接期间费时、费力。

参考文献：

[1]仙伟东.机器人焊接技术在液压支架结构件制造中的应用[J].冶金与材料，2018（04）.