钢轨焊接现场又添闪光新产品

钢轨焊接现场又添闪光新产品

项目组成员正在对设备进行检测。

钢轨焊接现场又添闪光新产品

LR1200钢轨闪光焊机在广州地铁四号线施工现场作业。

项目名称:LR1200钢轨闪光焊机

就在世界惊讶于沪宁高铁列车开出时速350公里的高速时,您是否知道,有一位幕后英雄为了高速列车的安全运行一直奋战在高铁建设的最前沿。它用先进的焊接设备,把一段段钢轨牢牢焊接在一起,建成一条承载着中国速度的高速铁路。它就是由南车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司 (以下简称戚墅堰所)研制的LR1200钢轨闪光焊机。

曾经闪亮的K900焊轨机

钢轨焊缝是造成列车运行中有噪音的一个主要因素。钢轨焊接质量的好坏直接关系到噪音的大小,甚至列车行车安全。

线路上铺设的无缝钢轨,必须经历两个焊接过程。先是厂焊,作业人员在工厂内将无数根25米长的钢轨焊成一根长钢轨,然后将这些长钢轨运送到铺设现场,再用焊轨机对其进行焊接。由于厂焊的环境、设备、效率、技术都优于现场焊,因此厂焊钢轨的长度自然越长越好。但是,厂焊长度一般只能达到250米、500米,因此现场焊接还是必不可少。正因为如此,现场焊接质量的好坏,直接影响到整条线路的质量,甚至关乎行车安全。

1999年,铁道部从国外引进了6台K900焊轨机,准备进行消化、吸收和国产化工作。戚墅堰所承担了铁道部科技研究开发计划 “现场接触焊轨车研制”科技攻关项目,旨在以引进的焊轨机为原型,研制开发能够满足跨区间无缝线路需要的现场焊轨装备。

戚墅堰所人凭着一股韧劲,摸着石头过河,闯过了一道又一道科技难关。经过两年的紧张研发,项目组攻克了动力、液压、制动、电气等各系统技术难关,于2001年成功试制出第一台K900焊轨车,填补了国内空白。K900焊轨车体积小、重量轻,能够焊接250米长的钢轨,尤其适合地铁钢轨的焊接作业。

近年来,伴随铁路飞速发展,对钢轨的焊接质量提出了更高要求,而这也对焊轨车的性能提出了新的要求。

“K900焊轨车只能焊接长度为250米及以下的钢轨,比较适用于地铁。而目前的铁路线对钢轨焊接的平顺性、刚度均匀性的要求非常高,K900焊轨车已经不能满足形势的需要。”戚墅堰所技术人员回忆当时的情景这样说道。

为适应铁路发展新形势,戚墅堰所成立了项目组,专心研制新型焊轨机。

应运而生的钢轨闪光焊机

在开展科技攻关的同时,项目组深入焊轨作业现场进行调研,并进行反复试验。功夫不负有心人,项目组成功解决了焊轨车液压技术、推瘤技术、整车集成技术等诸多难题,成功研制出了一种操作简便、工作效率高、焊接质量更加可靠的新型焊轨车——LR1200钢轨闪光焊机。

与K900焊轨机相比,这种新型焊轨机的最大优势在于它具有锁定焊接和保压推瘤的功能,焊接钢轨长度达到500米及以上。

什么是锁定焊接和保压推瘤?项目组人员进行了形象的解释。K900焊轨机只能往一个方向进行焊接,而LR1200钢轨闪光焊机可以让两台设备从两头往中间焊。由于这种新型焊轨车夹紧力足够大,可以将单端固定的两根钢轨拉伸到焊接间距范围内进行焊接,这就是锁定焊接。

K900焊轨机的两个油缸就好像两只手,作业完后需要腾出一只 “手”推进推瘤刀去处理焊缝,这容易造成焊缝两边的钢轨挤压力消失。由于此时焊缝温度依然较高,这种情况容易影响钢轨焊接质量。而LR1200钢轨闪光焊机就不会碰到这个问题,由于它比K900焊轨机多了一只 “手”,因此在推瘤过程中焊缝两侧钢轨始终处于恒定挤压力中,保证了钢轨焊接的质量。

在随后的研发过程中,经项目组成员共同努力,经首台LR1200钢轨闪光焊机焊接的钢轨顺利通过了静弯试验、冲击载荷试验、疲劳试验、超声波探伤试验及落槌试验。尤其是在落槌试验环节,经过严格的落锤试验后,15根焊后钢轨全部保持不断,完全符合了铁道部制定的行业标准。

经过4年的努力,到2008年,LR1200钢轨闪光焊机顺利通过了江苏省科技厅组织的产业化验收及铁道部和上海铁路局组织的科技成果鉴定。

“这是第一台实现了100%国产化的焊轨车产品,拥有自主知识产权。”项目组成员自豪地说。

焊轨一线显神威

LR1200钢轨闪光焊机研发成功后,被迅速推向市场,先后应用于广州地铁、京津城际铁路、胶济铁路客运专线、武广高速铁路、哈大高速铁路等项目中,受到用户一致好评。尤其是在京津城际铁路施工现场,LR1200钢轨闪光焊机更是让外方专家折服。

当时,某工程局在焊接现场采用了进口的焊轨机和戚墅堰所生产的LR1200钢轨闪光焊机同时作业。最后,经进口焊轨机焊接的钢轨一直通不过落锤试验,5根钢轨中总会有一根折断。而经LR1200钢轨闪光焊机焊接的15根钢轨一次性通过了落锤试验。在一旁观看的外方专家折服了。

2009年12月,在武广高铁开通前夕,某工程局焊轨总负责人作为LR1200钢轨闪光焊机的用户方到戚墅堰所进行回访。这位总负责人告诉项目组成员: “800多公里的单线焊接长度,2722个焊头,焊接合格率远远高于其他工程局采用的进口焊轨机。”言语中流露出对LR1200钢轨闪光焊机的信赖和钟爱。

由于LR1200钢轨闪光焊机的价格仅为国外同类产品的60%,同时它的能耗仅为进口设备的2/3,因此随着LR1200钢轨闪光焊机的生产技术日益成熟,它的竞争力也越来越强。

到2010年11月,戚墅堰所累计生产现场接触焊轨车和机头工作装置共计98台,实现销售收入3.8亿元。同时,戚墅堰所还申请专利15项,获得发明专利3项,获得专利授权13项。另外,该所的一项外观设计专利还获得2010年第十二届中国专利奖外观设计优秀奖。

为了配合项目开展,戚墅堰所还新建厂房1800平方米,新建了4条生产线,新增研发设备6套,新增产业化设备8台套,自行研制专有设备5台套。目前,戚墅堰所已建成了具备年生产50台现场接触焊轨车能力的大型装备生产研发基地。如今,戚墅堰所的技术水平和产业规模均达到了国内领先水平。

目前,戚墅堰所生产的LR1200钢轨闪光焊机已经占领了国内市场的主导地位。由于这种焊机满足了在现场直接焊接长度为500米及以上的长钢轨的需求,因此大大提高了钢轨铺设的效率,为我国高速铁路建设提供了强有力的支持。

常州市科技进步奖、江苏省科技进步奖、中国铁道学会科学技术奖,近年来,LR1200钢轨闪光焊机收获了众多荣誉。这些荣誉是对戚墅堰所既往成绩的一种肯定,更是一种激励。在科技创新的道路上,戚墅堰所从未停止过执著追求的脚步。目前,戚墅堰所正在开发新一代钢轨闪光焊机,为进军更加广阔的市场做技术储备。

文、图由南车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司提供

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