优化钢轨焊接和数据链的应用探讨

马 军 郭 标 邹 静 中国铁路上海局集团有限公司上海工务大修段

1 钢轨出厂信息量及提供现状

目前，钢轨出厂信息的提供由四种方式组合而成。第一种是出厂前在钢轨端部粘贴的条形码或二维码，信息量只有炉号、钢轨时速。第二种是钢轨轨身携带的相关标识，主要有钢厂、轨种、轨型、交货状态、生产日期。第三种是出厂合格证，提供钢轨碳、硅、锰等化学成分含量。第四种是代理商发货通知单，提供用户信息、轨种、轨型、长度、发货日期等信息。四种信息的提供到焊轨基地的时间差异较大，其中，第一、第二种跟随钢轨到达焊轨基地。第三种经常看不到（钢厂提供给代理商，代理商提供给用户）。第四种由于代理商的责任心问题，迟于钢轨达到时间一周以上的比较常见。比如：郑蒲港民用轨在钢轨到达基地近一个月后，才收到发货通知单。

2 信息不统一发布对钢轨焊接和运用带来的影响

一是体现在焊接参数适应性界定和优化方面。钢轨钢在冶炼过程中，不同炉号钢轨之间的化学成分会存在差异（在标准运行范围内），比如含碳量，U71Mn 标准范围为0.65%-0.76%，含锰量为0.7%-1.2%，而这两种成分又是影响焊接参数的关键成分，尤其是含碳量的变化，会直接导致焊缝物理性能和断口发生变化。大家都知道，某个厂家轨种进行参数调试时，有可能使用的就是同一个炉号的钢轨，这也就是在钢轨焊接生产过程中，换一批炉号钢轨焊接时，焊缝质量会出现变化的一大原因。焊轨基地由于不能及时获取焊接钢轨化学成分，虽然通过参数优化获得了改善。焊轨基地无法通过化学成分和不同炉号钢轨焊接参数调整来建立参数大数据采集分析，不利于提升参数设计水平。每更换一个炉号钢轨，有可能都得优化，给焊轨基地正常生产和质量保障造成了一定影响。

二是体现在钢轨母材厂内检测数据缺失及应用方面。目前，钢轨母材出厂前检测数据提供给焊轨基地或用户的只有化学成分、轨种、轨型、交货状态等。钢轨出厂前母材平直度、扭曲度、轨高、轨宽、端面斜度、硬度等检测数据无（厂内是否检测无法界定）。一方面，钢轨母材厂内检测数据缺失不利于焊轨基地对一些偏差较大（标准范围内）母材钢轨焊前检查的针对性。另一方面，不利于钢轨母材厂内检测数据与焊轨基地检测数据之间的对比，形成不同检测手段产生的数据的大数据分析，不能更好的指导生产。同时，焊前检查相关数据与后期焊前配轨、焊接后错牙数据、精加工数据难以形成数据链，以便大数据分析，并指导各数据链形成环节的生产。

3 二维码数据集成

一是钢厂百米轨二维码相关信息的集成并预留扩展信息入口。钢轨在出厂前将钢轨基本信息（如钢厂、炉号、轨种、轨型、时速、交货状态、用户等）和采集信息（如化学成分、硬度、出厂平直度检测数据、扭曲度、轨高、轨宽、端面斜度等）集成至出厂二维码中，并牢固粘贴至各出厂钢轨上，同时在二维码中预留扩展信息入口。二是二维码数据与焊轨基地焊接综合管理系统连接。将钢轨焊前检查、焊接、焊后粗磨、正火、精矫直、精铣、成品检测、探伤等相关数据通过预留的扩展信息入口将相关检测数据填写至焊轨基地焊接综合管理系统。同时将出厂合格证、生产检验、型式检验等信息与以上录入信息，通过系统集成数据形成新的二维码数据并预留扩展信息入口。

4 实现钢轨全寿命管理

一是新形成的二维码数据集钢厂百米检测数据、焊轨基地整个生产流程及检验数据为一体，并预留了扩展信息入口，将其整个随钢轨移交给用户，用户通过扩展接口可添加铺设里程、养护情况（如探伤情况、轨距等），并随养护的次数进行添加信息，实时增加二维码信息及形成新的二维码。

二是下道的钢轨如想实现再用，可通过扫描最终下道的二维码信息监测到钢轨从生产至下道的全过程，对下道钢轨的分拣、加工、再上道提供依据，同时下道钢轨的整个生产过程相关检测信息亦可通过二维码扩展功能进行集成，并最终交付给用户，实现钢轨相关信息的循环管理，实现钢轨全寿命管理。

5 数据链应用

一是钢轨进入焊轨基地焊前检查岗位后，通过扫描既有二维码数据，除常规检测外，可根据既有数据对数据偏差大的相关炉号钢轨进行有针对性的加强检测。二是质量技术员可根据钢厂检测数据与焊轨基地检测数据进行分析对比，对比不同工况及检测手段的不同带来的数据偏差并形成相关分析。

二是质量技术员可根据钢轨焊前检查、焊接、焊后粗磨、正火、精矫直、精铣、成品检测、探伤等相关数据形成大数据，分析各工况、岗位相关数据形成的相关性，结合设备情况分析一些出现的突出问题或难以解决的问题，指导把控钢轨焊接质量。

三是工艺技术员可通过钢厂提供的二维码信息及时掌握钢轨的化学成分信息，通过优化不同钢轨化学成分或不同化学成分变化的钢轨焊接工艺，通过焊接生产检验或型式检验制定不同的工艺参数或卡控标准，实现大数据工艺参数，提升参数对钢轨母材的适应性，做到精细化管理焊接工艺参数。同时可以对突发的焊接工艺或质量的不良，初步排除焊接工艺的问题，指导焊接设备方面出现的问题。

四是焊轨基地提供的长钢轨提供给用户后，通过二维码集成的信息，用户可以简单直观的看到钢厂出厂及焊接的整个环节的相关数据，对指导现场的钢轨管理、运用和维修保养有重要的意义。同时对处理一些钢轨上道后的如探伤、钢轨平直度问题相关追溯提供相关依据。

五是对钢轨下道后钢轨的分拣、加工、再上道提供依据。

6 信息安全

钢轨制造信息集成及在钢轨焊接和数据链完善可以实现钢轨的全寿命管理。其各个环节需设置相关权限及设置密码，其中相关过程的数据的修正只有归属部门具有修改权限，相关过程的数据只有被授权人可以查看，非相关人员禁止查看。