一噸落錘砸出最高“中國標准” 長軌焊接提升高鐵運行效率

對許多人而言，“坐火車”的過往記憶，是由一塊塊象征的碎片構成：綠皮車、臟亂、緩慢、晚點……當然，還有那每隔幾秒就會響起的?當聲。

聲音的出現，在於軌道之間的接頭——車輪每軋過接頭便會發出一聲“?當”。這種坐火車的另類體驗，背后意味著普通火車“跑不快”。

如今，中國先進的焊軌技術，讓“?當”聲成為歷史。高鐵時代下，根根軌道間不再有縫隙，車輛在時速300公裡之下行駛得非常平順，人們再也聽不到那令人昏昏欲睡的聲音。

隻容0.3毫米的誤差

4月18日，京沈高鐵全線焊軌工程在中鐵三局施工段拉開維幕。在施工現場，軌道上一輛焊軌車伸出的長臂正對著一個焊接點，操作室內各類精密電子儀表密布，技術員正在進行各項參數調試。

“參數調試很關鍵。”中鐵三局線橋公司京沈陽項目總工徐銳說，因為鋼軌是高碳鋼，鋼材成分復雜，同一種鋼材，因生產時間不同，其成分也不同，因此焊接難度大。“要想把鋼軌接點焊的天衣無縫，兩段鋼材的成分就必須找精准。”徐銳說。

也就是說，隻有將兩段鋼軌的成分搞精准，再用焊接方式把接點變成相同成分，才能保証這個接點天衣無縫。

按高鐵標准，焊接軌縫的誤差必須控制在0.1毫米至0.3毫米之間。“其目的就是鋪設無縫線路。消除鋼軌之間的接縫，使軌道更平順。”中國焊接科學的奠基者、中科院院士潘際鑾說，這是前沿技術，也是成熟技術。

90歲的潘際鑾院士，對自己從事一生的焊接專業充滿驕傲和自豪：“核電站和高鐵，無論哪個離開焊接都不行。”

鋼軌焊接技術集成了機械電子、自動控制、計算機、液壓、焊接、冶金、熱處理、無損檢測等多學科技術於一身，鋼軌焊接又不完全等同於上述技術，又有其自身的特點。

“為保証高鐵鋼軌焊接質量，中國在技術、工程等各方面都進行了前所未有的研究和實踐，並取得了重要的成就。”潘際鑾院士認為。

目前鋼軌之間的焊接，90%以上採用閃光對焊方法，即一種沒有填充金屬的焊接方法。“就是以閃光焊接方法加熱鋼軌端部，加熱到一定程度后，給兩根鋼軌的接觸面施加擠壓力，將兩根鋼軌焊接在一起。”徐銳說。

自成體系的優越創新

焊接就是讓接點“天衣無縫”的一門技術，即通過採用先進的設備、工藝、工法，實現鋼軌焊接接頭性能優良，強韌性好，軌面硬度均勻，焊接缺陷得到可靠控制，焊接接頭有很高的平順性。

再來看京沈高鐵焊軌現場。4月18日，經過焊前檢查、除鏽、焊接、粗打磨、熱處理、精矯直、精磨、外觀檢測、探傷工序加工、生產檢驗等20多道工序后，兩根試驗鋼軌被放試驗軌道台上。焊軌車長臂對准這兩根待焊鋼軌的端面，通過強大的電流后，隻見焊花四濺，幾分鐘后，軌縫消彌得無影無蹤。

用眼看，完全沒有“拼接痕跡”，由電子平尺驗收，鋼軌焊接處的平順度為0.17毫米。又經過一噸重鋼錘連續擊打兩次，無任何變化。

落錘是中國特有的檢驗方法之一，主要用於檢驗焊接缺陷，現場也用落錘試驗方法輔助制定焊接工藝參數。“錘頭重量1噸是標准規定的，除了錘頭重量以外，還有落錘高度、錘頭圓弧半徑以及砧座基礎等很多要求。”徐銳說。

當然，除落錘以外，還有其他檢驗方法，檢驗其他的指標。目前世界上中日歐美等國家，依據各國國情都有各自的焊軌標准。

“我國鋼軌焊接標准自成體系，符合中國特點和目標。”潘際鑾院士認為，相比其他國家不對鋼軌焊接接頭熱處理，因此不應用超聲波探傷技術，中國則有條件應用超聲波探傷技術，對軌焊接接頭進行檢驗，更容易發現焊接缺陷。在這方面中國鋼軌焊接技術是顯著優於國外的。

4000個接點一次合格

四月，正在建設的“四縱四橫”徐蘭高鐵重要組成部分，即寶蘭高鐵聯調聯試正在緊張進行，其平順度十分穩定。

此前，建設單位對焊軌工程初步驗收，由中鐵三局線橋公司擔負施工的全線800公裡焊軌工程，4000多個焊軌點在接受探傷檢測時一次合格。

記錄顯示，這是我國高鐵施工以來一次檢驗合格最長裡程。

創造這一奇跡的是我國惟一一個焊軌專業國家隊，中鐵三局焊軌班組。憑借中國高鐵裡程不斷延伸，這個團隊完成了高鐵部分5500公裡的焊軌工程，佔國內高鐵的四分之一﹔完成焊軌接頭116000個，實現焊頭質量優良率100%，先后有13項焊軌工程被評為“全國優秀焊接工程”。

“我們在焊接工程上取得這麼好的成績，是因為我國有大量高鐵建設實踐機會。”中鐵三局寶蘭焊軌項目經理馮繼軍說。

除現場移動焊接外，軌道焊接還有工廠靜態焊。“工廠靜態焊接將100米鋼軌焊成500米，現場移動焊接負責連接500米。”中鐵三局焊軌分公司經理邸向軍說。

截至目前，中國高鐵運營裡程已達22000公裡，佔世界60%以上。

正在建設的京沈高鐵是我國高鐵施工水平的升級版，全線各項施工均採用最新技術，焊軌標准亦更高。在位於昌平的北京鐵路局沙河焊軌基地成品軌場，沙河基地制定的檢測標准高於國家相關部門規定的內控標准。“普通鋼軌500個焊頭一查，但京沈軌道則要每焊接300個焊頭做1次試驗，檢驗焊接的質量。”焊軌基地黨總支書記李志強說。

在京沈高鐵移動焊接施工現場，標准也有提高。“這就是重達1噸的鐵錘，從5.2米高空落下，連續兩次試驗接頭不斷才算合格。”邸向軍說。而普通軌隻需錘一次。（記者 矯陽）