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煤矿无缝轨道线路的焊接与维护
义络煤业公司张红军张铁伟
摘要本文阐述了煤矿窄轨铁道运输中无缝轨道线路焊接的可行性、依据和焊接工艺以及无缝轨道线路的维护，意在为煤矿窄轨铁道运输提供有效的安全保障。
关键词煤矿无缝焊接焊接工艺轨道运输维护

煤矿轨道运输是现代化矿井的主要运输方式，窄轨铁道是煤矿运输的主要组成部分和基础。在轨道运输中，钢轨接头是铁道的薄弱环节，由于接头的存在使钢轨的连续性受到破坏，列车通过接头时发生冲击和振动，造成行车不稳、钢轨和连接零件的损伤、磨损加剧、断头增多。因此，采用无缝焊接铺轨新结构能提高钢轨、轨枕、机车、车辆的寿命，即减少列车运行阻力和维修费用，又减少架线式电机车的杂散电流，降低电耗提高运输效率。
一、无缝轨道焊接的可行性和必要性
1.1煤矿井下常年温度变化不大，钢轨热胀冷缩变形很小，采用无缝焊接新结构是可行的。
1.2井下主要大巷运输量大，列车往返运行频繁，钢轨接头不断受振动冲击、维修量大，采用无缝焊接新结构能提高铺轨质量，减少轨道维修量。
1.3架线电机车运输大巷采用无缝焊接新结构能减少回馈电阻降低电耗，提高机车运输效率，同时又能消除或减少杂散电流，有利安全运输。
二、无缝轨道焊接的理论依据
不受限制可以自由伸缩的钢轨温度变化时的伸缩量：
△L=a·L·△t
△L------钢轨伸缩量；mm
a-------钢轨的线膨胀系数；0.0118mm|m℃
L--------钢轨长度；m
△t--------轨温变化度数；℃
无缝轨道线路的铺设是将轨缝焊接起来并将其固定，使它不能自由伸缩。当轨温变化时，钢轨无法伸缩，于是在钢轨内产生应力，这种应力称为温度力。无缝线路钢轨锁定后，钢轨所承受温度力的大小与其长度无关。只要轨温相同、断面积一样，长钢轨和短钢轨所承受温度力的大小是一样的。如果把两根不同长度的钢轨两端锁定后，使他们的伸缩量受到限制，这时伸缩量转变为内应力均匀分布在全长上，单位长度的伸缩量和内应力大小是一样的，即温度力相同。它不会因钢轨长度增加而使温度力增大，这是无缝轨道线路铺设的主要理论依据。
三、无缝轨道焊接
3.1焊接前的准备
3.1.1消除轨端的铁锈、油污和杂物。
3.1.2将钢轨两端调直调平。
3.1.3选择电焊机。对有架线电机车电源的地方用直流电焊机，其它地方使用交流电焊机。
3.1.4焊条型号选用。根据煤矿窄轨材质，一般选用钛、钙混合型422低碳钢焊条或45＃中碳钢506焊条。
3.1.5焊条直径选用。一般选用直径3----4mm。
3.1.6焊接电流选择。按下式选择：
I=(35----55)d
I-----焊接电流；A
d------焊条直径mm
3.1.7轨头焊接处应开“V”型坡口。目的是留有反弯曲余量，使钢轨接头冷却后呈水平状态。
3.2焊接的工艺要求
3.2.1预热
预热是焊接高碳钢的主要措施。当焊件刚度及厚度较大时，预热有利于降低热影响区的硬度，有效地减小甚至消除焊接应力，防止产生焊件变形和裂纹，以改善焊接接头的塑性。井下焊接用气焊预热，在焊缝两侧的预热范围应为150---200mm，预热温度在300℃为宜。
3.2.2在轨缝下面垫一块厚度3--10mm铁托板，以防焊接时焊液下滴。
3.2.3调整好焊缝间隙2---4mm后，用夹具固定钢轨接头。
3.2.4焊接轨底。采取多层堆焊，堆焊第一层尽量用小电流180A慢焊，并不断轻敲焊接表面以改善应力。
3.2.5焊接轨腰。用立焊法从下往上一次焊到轨顶，须在温度未降到200℃前进行盖面。
3.2.6焊接轨顶。焊缝短而焊件厚，焊后收缩率较大。用多层焊接法往复施焊，焊波方向相反，当焊到距轨顶3—4mm处再焊另一侧，最后将轨面封齐。焊缝需高出轨面1—2mm利用余热回火以增加钢轨焊缝的韧性。
3.3修磨。用手提砂轮或板锉修整焊缝，修磨后上、下、左、右高度偏差均不超过0.3mm.。
四、无缝轨道的维护
4.1轨道须经几个月运行，基础基本稳定后，才能焊接无缝轨道。
4.2道床经常保持丰满、密实、排水良好。
4.3路基有泥、下沉及其它影响线路稳定的病害及时整治、
4.4失效轨枕应及时更换，轨枕间距符合规定要求。
4.5线路方向经常保持良好状态，及时全面检查并矫直钢轨硬弯。
4.6道砟要捣固，不够要填补，消灭三角坑、暗坑、空吊板。
4.7焊接接头轨顶面凸凹不平必须打磨、焊补。
4.8制定和执行合理的焊接工艺。
五、结语
通过在义络煤业公司+200运输大巷的实践证明，矿井采用无缝轨道线路后，车辆运行平稳；车速和运输效率大大提高；轨道维修量和维修费用降低；机车事故发生率和事故造成的损失也随之减少；经济效益显著提高。

作者简介张红军男，1970年出生，河南杞县人。本科学历，现任义络煤业公司机电科副科长。

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