浅谈铝热焊焊接常见的缺陷、成因及其质量控制

杨凯健

摘要：在鐵路线路的维修中，铝热焊得到了广泛的使用，而对于铁路部门，焊缝的质量是非常重要的。本文从铝热焊接的概述谈起，分析了铝热焊接的缺陷和形成原因，提出了如何有效控制铝热焊接的质量。望可以改良焊接技术，提高焊接质量。

关键词：铝热焊;焊接缺陷;质量控制;施工工艺

随着我国铁路工业的快速发展，在铁路运输过程中人们对线路的铺设要求不断提高，而钢轨焊接工艺可以保证线路有较高的质量，在此方面应该得到重视。而钢轨焊接工艺中铝热焊最为优良，已经在钢轨焊接中得到了广泛的应用，但此工艺仍存在有部分不足之处，影响正常的工作进程。

一、铝热焊焊接概述

铝热焊是将铝粉、铁合金和氧化铁粉按一定比例制成的工艺，用高温火柴点火、产生激烈的化学反应，得到高温刚性水，将其注入预热模中，使钢轨端熔化，冷却后连接两轨。二次焊主要用于在线维修和施工，具有设备简单、效率高、操作简单等优点，已广泛应用于我国各类基础设备中。它是地铁维修的基础单元。Laitek QPCJ铝热焊用于焊接严重损伤。焊缝进行修补。

二、铝热焊缺陷和形成原因

铝热焊常见的缺陷包括：夹渣、热裂、未焊合等。形成原有：

气孔：铝热焊组织中最常见的缺陷是气孔，是凝固过程中释放的气体形成的。它的表面光滑，形状呈圆形。部位可以分为两种：内气孔和皮下气孔。内部气孔的整个部分会出现在焊缝中，尺寸往往很大。其皮下气孔往往产生在轨底和两边侧面上，且紧靠表皮。形成原因往往是焊剂受潮和成分与分配的不合规定。焊剂的镇静时间太早;且透气性能不好;在预热时的温度过于低，或是浇筑前的时间超过30秒，致使钢水在凝固后让气体不容易排除，极易在轨道的两个底角形成气孔;封箱过于潮湿。

（一）夹渣

在熔渣进入焊缝的过程中会形成熔渣，在铝热反应过程中，矿渣没有及时进入矿腔，而是粘在了钢轨山中凝固。形成的原因：在安装砂膜后，密封不及时覆盖，使杂质进入;凝固速度过快，在没有浮出时就形成了熔渣，焊缝的断面清洁工作不彻底;镇静时间不满足完成反应所需的时间，因此在浇注过程中反应在空腔中继续进行时形成熔渣。

（二）热裂

焊头凝固时，如果凝固点低于固定温度范围，强度相对较低，则会产生收缩应力，承受的外力温度高于钢的强度公差范围，则会出现裂缝和断裂。高温区形成的断裂称为热裂纹。表面有氧化往往会在焊缝和热影响区域内产生。热开裂会影响焊头的质量，形成破裂的轨道。形成原因：焊接中焊缝如果被拉或移动，而产生拉应力时;在焊头没有达到受力允许的情况下，就过早的拆箱;尤其是温度比较低时，焊缝收缩加快，收缩应力增大。在焊头没有完全冷却的情况下，遭到外力的敲击。

（三）未焊合

在铝热焊接之后，在待焊接的两个导轨的截面上仍然没有熔化区域，这被称为未焊合，未焊缺陷通常发生在钢轨头部，也发生在轨底，对焊接接头的质量有很大影响，会造成钢轨断裂。未焊合是指铝热焊完成时，两轨段有未完全熔化的区域。其缺陷一般会对轨头、轨底和其质量有所影响而导致断轨情况发生。形成的主要原因是：预热时温度达不到，需要铝热钢熔炼轨端的热量。预先留下的轨缝太小，不足以熔化轨端就冷却下来。

三、控制钢轨焊接质量

施工和行车是否安全，取决于钢轨焊接的质量的好坏。所以，可以从以下两点来控制钢轨焊接质量：

（一）准备好施工前的工作

焊剂的选择：使用与钢轨类型配套的焊剂;焊剂使用期限不能过期，一般的不能超过3年的保质期;焊剂不能受潮。 设备和工艺：使用法国产的焊剂，以及预热装置。

（二）焊接现场的准备工作

在焊接工作开始之前要对现场进行全面的检查，查看现场是否存在安全隐患，如现场空气湿滑、作业范围内的易燃易爆材料等;此外，还要连接预热喷枪、气压计、氧气等设备。不能让气瓶和焊接处的距离太近。为确保工地现场铝热焊接质量，施工时必须严格按照工艺流程进行操作，控制好每一个步骤。

（三）加强施工人员专业技能

定期对施工人员进行专业技能培训，按照技术规格和严格的施工流程进行培训。

（四）做好现场调查

在作业之前，相关负责人要对施工现场情况进行调查，对施工人员做好安全防护措施和技术交底以及人员分工。

（五）打磨方法

粗磨和精磨都可以算作是打磨，无论是粗磨还是精磨，其打磨顺序都应该同样。焊缝中应留有1mm的高空位，等到冷打磨时去除;精磨的速度不能过于快，不能打低，保持其表面脆性，留下0.25mm高空余。

四、结束语

目前无缝线路有了飞速的发展，其中就包括了钢轨焊接，而运营线路对钢轨焊接的质量有了比较高的要求。本文从铝热焊接的概述谈起，讨论了铝热焊接的缺陷和形成原因，并提出了如何有效控制铝热焊接的质量。

参考文献：

[1]王磊. 铝热焊焊接常见的缺陷、成因及其质量控制？？[J]. 中小企业管理与科技， 2016（36）：163-164，共2页.

[2]邓文清. 铝热焊焊接常见的缺陷、成因及其质量控制[J]. 工程技术（全文版）：00266-00267.

（作者单位：苏州市轨道交通集团有限公司运营分公司）