低温环境下钢轨铝热焊焊接质量的控制
1.导言钢轨铝热焊焊接方法是利用局部加热待焊钢轨到适当的温度,通过铝热反应生成的与钢轨同化学成分的液态金属,浇铸到与钢轨外型尺寸一致的铸形空腔内,共同冷却结晶,将2段钢轨焊成整体。铝热焊焊接方法因具有质量稳定、安全可靠、设备简单、快速方便、受人为因素干扰少等优点,在跨区间或全区间无缝线路铺设和锁定作业时,得到了广泛的应用。目前,在运营线上进行的铝热焊焊接钢轨均采用时间控制为主、温度控制为辅的定时预热工艺。在作业条件满足工艺规定的环境条件(通常是常温条件)前提下执行该工艺,钢轨铝热焊焊接质量是有保证的。但在刮风或下雨、下雪,温度低于15℃的低温环境下,由于钢轨轨温低于设计锁定轨温,采取钢轨拉伸锁定焊接的方法,需进行相应的工序控制与参数调整,以提高铝热焊焊接质量。2.钢轨铝热焊焊接工艺要点2.1轨道的准备工作(1)轨枕距离轨端不得小于100mm,否则应方枕,并扒开轨枕盒内道碴,深度100mm。(2)锁定距轨端15m范围的线路,如果在...&
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本文针对大量的钢轨焊接问题,指出了研究焊接问题的重要性,旨在改善焊接技术,提高焊接的质量。首先对近年来长春工务段钢轨伤损情况进行了详细的调查与统计,并将现场出现的焊接缺陷依据缺陷部位分为内部质量缺陷和外部质量缺陷两种。在通过对出现的种种缺陷分类之后,本文对缺陷的概念、产生原因以及形态这三个方面进行详细介绍。在进行分析之后发现,低温环境是长春工务段钢轨出现大量伤损的主要原因。接下来在阐述了钢轨铝热焊的原理之后,分析了低温对钢轨铝热焊焊头的力学性能指标、金相组织以及铝热焊焊接工艺的影响,了解了低温对铝热焊产生质量缺陷的影响机理。并进一步发现低温环境主要是通过提高焊缝金属冷却速度来降低铝热焊焊头质量的。因此,本文提出了铝热焊保温施焊方法以及温度补偿方法。为了检验其实际的可行性,通过试验进行分析。试验表明,二者对提高低温焊接质量均效果显著。但保温施焊方法实施所需时间较长,往往受到“天窗”时间的限制,并且存在安全隐患,在现场不易实现。而温...&
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钢轨铝热焊焊接方法是利用局部加热待焊钢轨到适当的温度 ,通过铝热反应生成的与钢轨同化学成分的液态金属 ,浇铸到与钢轨外形尺寸一致的铸型空腔中 ,共同冷却结晶 ,将 2段钢轨焊成整体。目前 ,在运营线上进行的铝热焊焊接钢轨均采用时间控制为主、温度控制为辅的定时预热工艺。在作业条件满足工艺规定的环境条件 (通常是常温条件 )前提下执行该工艺 ,钢轨铝热焊焊接质量是有保证的。低温环境下采用钢轨拉伸锁定无缝线路时仍采用定时预热工艺焊接钢轨 ,由于两者环境条件相差过大 ,就需进行相应的工序控制与参数调整 ,以提高铝热焊焊接质量。1　无缝线路应力放散前工序控制无缝线路应力放散实质是重新设定无缝线路锁定轨温 ,满足最高轨温时不胀轨跑道 ,最低轨温时不拉断钢轨 ,为此 ,要求轨条锁定轨温准确均匀 ,符合设计值。低温时 ,通过机械拉伸长轨条以达到设计锁定轨温 ,并采用成熟的现场钢轨焊接技术保证恢复到原轨条结构形式。目前 ,采用在轨条拉伸锁定状态下...&
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近年来,随着铁路现代化建设的突飞猛进,特别是无缝线路以及高速重载运输技术的发展,钢轨焊接技术在我国铁路建设中正扮演着越来越重要的角色,在日常生产中,优化和细化钢轨焊接工艺,抓好钢轨焊接质量控制,对铁路运输安全和旅客乘车舒适程度有着至关重要的作用。本文就钢轨铝热焊焊接工艺及质量控制进行探讨。1钢轨焊接概述和发展钢轨焊接是无缝线路的一个关键环节,也是铁路工务系统最重要、最基础的组成部分。无缝线路由于大大减少了钢轨焊接接头,因而比普通线路具有明显的优越性。我国自1957年铺设无缝线路以来,不仅在理论研究、设计、施工、养护维修和管理等方面都取得了很大的成就,而且突破了长大桥梁、小半径曲线、长大坡道和寒冷地区等四大禁区,使无缝线路有了突破性进展。随着铁路现代化建设的飞速发展,提高钢轨焊接质量已越来越引起各级领导和专家的关注和重视。铝热焊技术在我国经历了长期的发展过程,近年由铁科院研究成功的大剂量3片模定时预热焊法等新材料、新工艺,在质量上...&
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1概述随着我国铁路事业的不断发展,列车速度与轴重不断增加,从而对线路的要求越来越高,作为适应这种形势的无缝线路的铺设也越来越普遍。无缝线路是将钢轨焊接为一定长度的长铺轨铺设而成的线路。目前国内钢轨焊接的方法有直接焊接、铝热焊、气压焊与手工电弧焊四种。铝热焊因设备简单、投资少、操作简便、设备移动迅速、安全可靠、受人为影响和外界因素干扰小等诸多优点而被广泛应用。结合公司在神池至朔州铁路无缝线路长轨焊接来探讨铝热焊的施工技术。2铝热焊的原理、任务及特点2.1铝热焊的原理铝在足够高的温度下,与氧有很强的化学亲和力,可从铁的氧化物中夺取氧,将铁还原出来,同时放出大量的热,铝热反应产生的高温液态金属填充焊接接头的同时,也将熔化待焊母材表面,冷却凝固后完成焊接过程。铝热焊剂主要由氧化铁、铝粉、铁粉、合金组成。氧化铁与铝粉是铝热焊剂的基本成分。在进行化学反应放出焊接所用热的同时,产生焊缝所用钢水,反应所生成的三氧化二铝因为比重小于钢水,浮在表面...&
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包钢轨梁厂作为我国生产钢轨三大基地之一,主要产品有钢轨、工字钢、槽钢、乙字钢等。为了适应铁路高速化发展趋势,于2004年投资建设100 m长尺钢轨生产线,该项目现已投入生产。100 m长尺钢轨生产线以生产重轨为主项,兼顾生产H型钢、槽钢、工字钢、方钢等产品。生产的重轨品质具备“高强韧性、高纯净度、高平直度、高精度”的特点,满足铁科技[号规定的“我国铁路时速200 km客运专线铁路以及350 km/h客运专线铁路建设用钢轨产品”的需求。1 100 m长尺钢轨生产500 m焊接钢轨的优势100 m长尺钢轨与传统长度的钢轨(一般是25 m)相比,在生产和使用中具有多方面的优势:可以消除钢轨端部矫直和探伤的盲区;可以提高钢轨的性能质量、成材率和端部平直度;可以减少钢轨焊接接头的数量,从而减少焊接经费和改善铁路运营的平稳性、安全性。利用100 m长尺钢轨焊接的无缝线路与25 m钢轨焊接的无缝线路相比,焊接接头的数量减少约五...&
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钢轨接触焊中钢轨烧伤的防治高居静（北京铁路大修工程总公司）［提要］本文就钢轨接触焊中钢轨烧伤问题从焊接工艺、金属学两方面进行探讨．指出了“烧伤”产生的原因及其对钢轨造成的损害，指出了防治的途径。［关键词］接触焊，钢轨，烧伤，防治接触焊（又称闪光焊）是一种广泛应用的压力焊接方法，也是世界各国焊接长钢轨的主要方法。我国１９６Ｑ年仿照苏联ＭＣＦＰ—５００型钢轨接触焊机，制造出第一台ＭＲ—５００型钢轨接触焊机，开始了钢轨接触焊试验和生产。从１９８０年起，随着对外科技交流的扩大，先后从瑞士、俄罗斯引进了性能较先进的ＧＡａＳ—８０型、Ｋ—３５５型、Ｋ—１９０型钢轨接触焊机，使我国的长钢轨焊接技术登上了一个新台阶。６０、７０年代，钢轨接触焊生产中使用ＭＲ—５００型焊机。由于该焊机电极钳口与钢轨的接触面积大，夹紧压力高，电极钳口烧伤钢轨的问题并不突出。８０年代，应用瑞士ＧＡａＳ—８０型钢轨接触焊机焊接长轨，电极钳口烧伤钢轨的问题就显得突出了。Ｇ...&
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高速钢轨产品驻厂质量监督管理
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6061铝管该工艺为批量化生产焊接界面形状复杂的镁/铝异种金属件提供了一种新的途径。
铝板温度的测量直接在铝板温度的测量表面测温实测不准的，主要与材料和表面结构有关。要想测相对准确需要在表面涂一层材料，或表面粘一层粗糙的，低反射率的材料，如可以粘一层纸胶带。便携式红外测温仪测铝型材不好… 铝板温度的测量
铝合金焊接的一个重大难点是它表面的一层天然氧化膜，它会阻碍镁合金和铝合金的互相扩散，很难获得良好的冶金结合。
38kg钢轨质量 首先对固态铝合金6061铝管进行表面处理以除去表面氧化膜，并同时置换一层Zn包覆层，然后将镁合金（AZ91D）的熔体复合到铝合金衬底上。
介绍了金属管高频焊接工艺及金属铝管高频感应焊接时焊接V形区各参数对焊接质量的影响。比较了采用真空管焊机和固态高频焊机进行感应焊时焊接区域各组件之间的相互关系,指出了两种焊机各自所使用的调整方法,以便提高焊接效率、获得良好的焊缝质量,同时给出了适用的V形角范围及焊接挤压辊的选用原则。#后,对铝管的高频感应焊接提出了10条建议。
然后采用液/固复合工艺（即用液态镁合金包铸固态铝合金内衬的工艺）来研制镁合金/铝合金(AZ91D/6061Al)复合双金属材料，重点研究了固体铝合金(内衬)的表面处理、AZ91D/6061Al液/固复合工艺及其对AZ91D/6061Al双金属界面组织和性能的影响。6061铝管的表面处理工艺与添加锡对镁合金变质处理工艺对镁/铝液-固复合界面产生的影响。
扣件的来源、数量、使用次数、使用因外,本身产品质量问题已引起部位和质量检验等情况。未经检测、各方高度关注。大部分6061铝管、扣件2统一标识未按检测结果进行颜色统一标识的厂生产工艺落后、技术水平低,产2.1铁锈…
主要研究内容及结果如下：1.铝合金表面预处理。铝合金表面有一层致密的氧化层,机械去除后很快又会重新形成氧化层,严重阻碍了其与镁合金的复合。本文分别采用浸锡工艺、锌酸盐工艺、电镀锌工艺,在去除铝合金表面氧化层的同时,使铝合金表面包覆一层镀层,防止铝合金的二次氧化。
与结构一端的固定，常用的办法是用射钉#（亦称石屎#）将吊杆或镀锌铁丝固定。可以选用尾部带孔或不带孔的两种射钉规格。如果用角钢一类材料做吊杆，则龙骨也大部分采用普通型钢，应用冲击钻固定胀管螺栓，然后吊杆焊在螺栓上。吊杆与龙骨的固定.可以采用焊接或钻孔用螺栓固定。
6061铝管通过铝合金表面处理后的外观观察和简单测试,表明预处理可以有效去除6061铝合金表面的氧化层,并且有效改善复合的润湿性。以适应不一样的建筑个性。铝包木铝板是将木质铝板与铝合金铝板合二为一
2.镁合金变质处理。添加适量Sn可以细化镁合金晶粒,提高镁合金性能。本文采用6061铝合金浸锡处理和镁合金添加锡变质处理两种方式引入锡,分别研究锡的添加对复合界面过渡层组织与性能的影响。无缝铝管焊缝连续性变 得越来越好；高频
实验结果表明,Sn的加入有细化过渡层组织的作用,弥散分布的Mg2Sn可以有效改善界面过渡层组织与性能。
3.界面过渡层组织与性能。由复合试样显微组织观察、线扫描、能谱分析和EPMA点定量检测结果可知,Sn阻碍了Mg的扩散,使其不能顺利形成晶核,使得晶粒的生长受到抑制。弥散在树枝状支晶的间隙与共晶组织晶界处的块状Mg2Sn相对改善过渡层组织与性能有着积极的影响。随着Sn含量的增加,试样界面的剪切强度呈先升后降趋势,当Sn加入量为1%时获得#大的剪切强度。熔池中的铝会浮在钢上面
38kg钢轨质量 ‘以铝节铜’是国际性的总趋势，但按各国的国情、科学技术的进步有所不同，走走停停甚至出现反复，总的趋向是渐进式的向前发展，前景大体上是明朗的。在6月末
到底是用铜的电线电缆还是铝的电线电缆，应由终端用户的设计和使用者根据综合经济技术效果决定。”中国工程院院士总工程师8月25日在#参事室和中国有色金属工业协会联合举办的“促进铝应用高层#”上表示。焊后再进行热处理
电工铝导体的应用仍为主角
我国电缆行业年用铜量超过500万#，占国内铜消耗60%。为满足这种需求，每年要花大量外汇进口铜材，约占铜消耗量3/5。我国铝矿资源较丰富，在地壳中的储量约为8%。铝导电率为铜的61%，机械强度偏低、易氧化、易蠕变，使推广应用受到限制。并拥有该公司6.7%的投票权。中#司表示购买其股份是出于投资目的
不过，铝合金导体电缆，解决了“以铝代铜”的技术问题。
导体“以铝节铜”的原则是该用铜的线缆产品就用铜，对可用铜或铝作导体的产品，需经科学实验，实际试用成功的产品，才得以推广应用，反对盲目推行，致使产品质量下降，生产大起大落。制品的中部和边部会受到辊片一定的压力
38kg钢轨质量 国内铝和铝合金的应用量很少，且电压等级一般都在35千伏以下，尤其低压电缆占多。应用前景广阔，为扩大应用留有相当大的空间。
目前，电工铝合金导体的应用将会增加，这点已和电力部门取得共识。“架空导线的研究开发，其基础和核心是对新材料的创新和应用，而不是在于成品导线的设计和绞制。”黄崇祺分析认为。
据了解，我国#根230千伏YJLLWO31×1800平方毫米的高压大截面铝导体光电复合交联电缆已顺利制造完成。经#电线电缆质量监督检验中心检测合格，电缆和附件符合IEC标准各项检验要求。焊管在我国的应用已越来越少
天津鲁强钢铁销售有限公司主营材质有：6063(t5、t6#普遍的合金铝管材质应用#为广泛) 6061(t4、t5、t6超硬铝管) 2024(LY12 2A12多为无缝铝管) 3A21(防锈硬铝) 6005(大口径厚壁铝管) 超硬#铝管) 83海洋、湖泊用防锈铝管) 00纯铝管 多为铸铝管)等。天津鲁强钢铁销售有限公司长期现货供应合金铝管 无缝铝管 厚壁铝管 铝方管等各种材质铝管产品。所售产品均执行#标准，适用于工程、煤矿、纺织、电力、锅炉、机械、军工、#、汽车工业、造船业等各个领域。高速铁路钢轨技术发展历程回顾
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高速铁路钢轨技术发展历程回顾
0 引言 钢轨是轨道结构的重要部件，承担着引导车轮、传递载荷的作用。性能优良、质量稳定的长定尺钢轨是建设世界一流高速铁路，实现高速列车安全、平稳、舒适和高速运行的重要保证。我国已开通运营2万多公里高速铁路，全部采用国内自主研发生产的具有完全自主知识产权的国产百米定尺钢轨。钢轨使用情况良好，完全满足高速铁路建设和运营的需要。 高速铁路用百米定尺钢轨的研制成功，对我国高速铁路的建设和运营及冶金行业的发展起到了极其重要的作用：（1）高速铁路采用百米定尺钢轨与采用25m定尺钢轨相比，减少3/4焊头，不仅提高了钢轨安全使用性能和高速铁路运行品质，还提高了无缝线路钢轨焊接生产效率，为大规模建设高速铁路创造了有利条件，满足了大规模、快速度、高质量建设世界一流高速铁路的需要。（2）使国内钢轨生产厂家的生产设备和钢轨实物质量处于世界一流水平，钢轨总产量达到世界第一，有力推动了冶金企业的技术进步，并提高了其国际地位。（3）大幅节约建设资金。与进口相比，使用国产钢轨可节约近一半费用。以建设4万km高速铁路需要近千万吨百米定尺钢轨计，可节约资金500多亿元人民币。另外，高速铁路钢轨还可以出口，为我国冶金企业扩大国外市场和高速铁路技术走出国门贡献力量。 1 钢轨发展历程主要节点 1.1 标准起草和制定 为了满足高速铁路对钢轨的要求，实现钢轨的自主研发和生产，首先要制定出既具有国际先进水平，又符合国内实际，可操作性强的高速铁路钢轨标准。 1998年，为修建秦沈客运专线，中国铁道科学研究院（简称铁科院）首次起草制定了《时速300km高速铁路60kg/m钢轨暂行技术条件》和《时速200km客运专线60kg/m钢轨暂行技术条件》（铁科技基〔1999〕06号）；年，对上述2个暂行技术条件进行第一次修订，原铁道部先后颁布了《350km/h客运专线60kg/m钢轨暂行技术条件》（铁科技函〔号）和《250km/h客运专线60kg/m钢轨暂行技术条件》（铁科技函〔号）；2007年，对一些重要条文进行修订，原铁道部印发局部修订条文的通知（铁科技函〔号）；2010年，制定了TB/T《高速铁路用钢轨》，历经13年，形成了我国高速铁路钢轨行业标准[1-4]，并于2013年荣获中国标准创新贡献二等奖。 1.2 钢轨制造技术升级 2000年前后，通过对欧洲高速铁路钢轨生产和使用的技术考察[5-6]，结合原铁道部科研项目（），对秦沈客运专线进口和国产钢轨的实物性能质量进行对比[7-8]，有关方面一致认为，国内钢轨生产厂家要生产出满足高速铁路要求的钢轨，采用当时使用的模铸、孔型轧制等技术设备不行，必须对钢轨制造技术进行升级。为此，鞍山钢铁集团有限公司（简称鞍钢）在国内首家引进具有世界先进水平的钢轨万能轧机，于2003年4月完成万能法轧制钢轨的技术改造，并于2003年10月生产出我国第1支50m长定尺钢轨。随后，攀钢集团有限公司（简称攀钢）进行技术改造，并于2004年12月生产出我国第1支百米定尺钢轨。包头钢铁（集团）有限责任公司（简称包钢）和武汉钢铁（集团）公司（简称武钢）也分别于2006年和2008年完成了钢轨生产的升级改造。 我国4大钢厂经过现代化技术改造后，钢轨生产设备采用转炉、连铸、万能轧机（见图1）、平立复合矫直机、在线自动化检测等，实现钢轨生产的“精炼”“精轧”“精整”“质量自动检测”和“长尺化”，钢轨生产设备达到国际先进甚至领先水平，为生产高速铁路用性能优良、质量稳定的长定尺钢轨创造了条件。 1.3 自主研发工作推进 为推动高速铁路钢轨国产化，原铁道部有关方面先后多次召开会议部署相关工作： 图1 万能轧机轧制钢轨 （1）日及8月8日，原铁道部高速铁路办公室在北京主持召开了“时速350km高速铁路钢轨论证会”和“时速350km高速铁路钢轨技术研讨会”。会议明确我国高速铁路钢轨的轨型及定尺长度，对高速铁路用钢轨的技术条件、长定尺钢轨运输、钢厂钢轨生产技术改造及进程等问题进行交流和讨论（高速办函〔2003〕12号）。 （2）2004年10月及11月，原铁道部先后召开会议，就建设世界一流客运专线，钢轨、道岔及牵引供电等主要装备现代化工作方案和具体推进计划等工作进行专题研究，并发布了会议纪要（铁科技函〔号）。 （3）2005年1月，铁科院项目组相关人员陪同原铁道部有关方面对国内4家钢轨生产厂的技术改造进展情况进行实地考察，督促钢厂加快技术改造进程。 （4）日，原铁道部召开客运专线钢轨相关技术研讨会。会议介绍了高速铁路对钢轨的要求、高速铁路钢轨技术标准的形成及特点，分析了高速铁路钢轨国产化、工程化尚需进一步解决的若干问题及对策措施，进一步明确了高速铁路钢轨生产和供应计划（铁运函〔号）。 以上工作有力推动了高速铁路钢轨的国产化进程。 1.4 上道试铺考核 1.4.1 鞍钢50 m、百米定尺钢轨 2003年10月底，鞍钢产50m定尺钢轨在原沈阳铁路局长（春）大（连）线K283＋930—K284＋930区段进行上道试铺。项目组结合《高速铁路用50m长定尺钢轨的试制与试验（）》，对钢轨使用情况进行多次跟踪观测。结果表明，钢轨总体使用情况良好。 2007年4月，鞍钢完成了百米定尺钢轨生产的技术改造。按高速铁路钢轨暂行技术条件要求生产的百米定尺U71Mnk钢轨于2007年9月在京广下行线提速区段K799+700—K807+000铺设上道进行使用考核，项目组结合《客运专线钢轨关键技术研究（-A）》，对钢轨使用情况进行长期跟踪观测。结果表明，钢轨使用情况良好[9]。 1.4.2 攀钢百米定尺钢轨 攀钢按高速铁路钢轨暂行技术条件要求生产的U75V和U71Mnk百米定尺钢轨，分别于2005年底和2006年10月在陇海线K1162—K1173上下行提速区段铺设上道，项目组结合《客运专线钢轨关键技术研究（-A）》，对其使用情况进行长期跟踪观测，对钢轨轨头廓形、轨面加工硬化随通过总质量的变化规律、钢轨磨耗和伤损发展规律、钢轨打磨技术等进行初步研究。结果表明，钢轨总体使用情况良好[9]。 1.4.3 包钢、武钢百米定尺钢轨 包钢按高速铁路要求生产的U75V和U71Mnk钢轨，分别于2007年初和2007年底在京广线下行提速区段信阳工务段管内K830—K840及K820—K830区间铺设上道，项目组对其使用情况进行长期跟踪观测。结果表明，钢轨总体使用情况良好[9]。 武钢按高速铁路要求生产的U75V和U71Mnk百米定尺钢轨，于月在京广线上行K907—K956区间铺设上道，项目组对其使用情况进行长期跟踪观测。结果表明，钢轨总体使用情况良好[9]。 按高速铁路钢轨技术条件生产的百米定尺钢轨在既有线上道试铺取得了良好效果，增强了有关方面对自主研发和使用高速铁路钢轨的信心，为高速铁路钢轨国产化奠定了坚实基础。 1.5 性能评定及上道审查 铁科院项目组按高速铁路钢轨暂行技术条件要求，对包钢、攀钢、鞍钢和武钢技术改造后生产的U71Mnk、U75V百米定尺钢轨进行型式检验；对钢轨生产设备、工艺流程、质量控制体系进行跟踪、监督、检查；对生产合格率进行重点关注；对钢轨焊接及铺设使用进行跟踪；对百米定尺钢轨性能进行综合评定，并出具评定报告[10-14]。 日、11月9日和日，包钢、攀钢和鞍钢高速铁路用U71Mnk和U75V百米定尺钢轨先后通过了原铁道部运输局主持的上道技术审查（运基线路〔号、运基线路〔号、运基线路〔号）。 日，武钢时速160km60kg/mU71Mn百米定尺钢轨通过上道技术审查（运基线路〔号）；日，武钢时速160km60kg/mU75V百米定尺钢轨通过上道技术审查（运基线路〔号）；日，武钢高速铁路用U71Mnk和U75V百米定尺钢轨通过上道技术审查（运基线路〔2009〕21号）。 至此，国内4家钢轨生产厂先后完成了高速铁路钢轨的上道技术审查，具备了为高速铁路供轨的资格。 1.6 批检验及钢轨实物质量控制 为监督和控制高速铁路钢轨的实物质量，原铁道部实现了钢轨的批检验和驻厂监督制度。自2009年以来，铁科院项目组对每家钢厂各进行6次批检验。钢轨内部质量检验内容包括成品钢轨的化学成分、氢氧氮含量、硬度、拉伸、显微组织、脱碳层、非金属夹杂物、热酸浸低倍、硫印等；钢轨外观质量检验内容包括钢轨几何尺寸、平直度及表面质量等项目。为了保证所取样品具有代表性，钢轨内部质量检验样品一般从焊轨基地或钢厂随机取样；外观质量检验样品在焊轨基地抽取，数量一般为20支百米定尺钢轨。通过钢轨批检验，稳定和提高了钢轨的性能质量，使高速铁路钢轨的成品合格率由生产初期的80%提高到95%以上，质量异议逐年减少。同时，钢轨批检验工作还为不断完善我国钢轨标准提供了依据[15]。 2 配套技术研究主要节点 2.1 轨型、定尺长度和钢种选用 日本高速铁路采用JIS60钢轨，欧洲高速铁路采用UIC60钢轨，我国高速铁路究竟采用什么轨型的钢轨，是欧洲广泛采用的UIC60轨型还是中国60kg/m轨型？ 日本高速铁路自20世纪60年代以来一直采用强度等级为800MPa的钢轨；欧洲高速铁路建设初期采用强度等级为700MPa的钢轨，后来采用强度等级为880MPa的钢轨（UIC900A）；我国高速铁路究竟采用什么强度等级的钢轨？是780MPa的U74、880MPa的UIC900A和U71Mn，还是980MPa的U75V钢轨，或是采用强度等级更高的热处理钢轨？ 日本、法国和德国高速铁路钢轨的定尺长度分别为50、80和120m，我国高速铁路究竟应采用何种长度的定尺钢轨？ 自我国计划修建高速铁路以来，应如何选用钢轨轨型、强度等级、定尺长度的问题就一直放在有关人员的面前。 铁科院项目组通过对国内外高速铁路钢轨技术的研究，提出我国高速铁路采用中国60kg/m钢轨轨型，在客运专线上选用强度等级为880MPa级的U71Mnk钢轨、在兼顾货运的铁路上选用强度等级为980MPa级的U75V钢轨，定尺长度采用100m的建议，并通过相关会议予以落实（技委〔2005〕12号）[16-20]。 2.2 成分及性能优化 根据国外高速铁路钢轨的使用经验，结合我国实际情况及现有钢种的性能特点，对高速铁路用钢轨材质进行优化。重点调整了U71Mnk钢轨钢中的Mn含量，提高了对钢中有害元素P、S含量的限制要求。U71Mn钢轨钢中Mn含量的调整考虑到与U71Mnk钢轨化学成分的兼容性，同时要便于热处理（研究表明，当钢轨钢中Mn含量超过1.30%时，在钢轨热处理中容易出现马氏体组织）。实践证明，经优化后的U71Mnk钢轨综合性能明显提高。2011年制定高速铁路钢轨标准时，再次调整了钢中的Mn含量，同时将U71Mnk牌号改为U71MnG牌号，U75V改为U75VG[19-20]。 2.3 百米定尺钢轨焊接 铺设无缝线路必须对钢轨实施焊接（见图2）。钢轨焊接有闪光焊、气压焊和铝热焊等焊接方式。钢轨闪光焊因质量稳定可靠，被广泛使用。为了满足百米定尺钢轨的焊接需要，原铁道部在全路新建或改建了11个焊轨基地。每个基地按照2条焊接线和2条精整线设计，生产线布局为U形或Z形，并全部增加了时效工艺。全路每年可完成2万km以上的钢轨焊接生产，焊轨基地规模和主要装备水平达到世界一流。 2.4 百米定尺钢轨运输 百米定尺钢轨的长度是25m定尺钢轨的4倍，无论是运输装载方式还是平车联挂运输方案均需进行研究。通过理论计算分析和实物钢轨运输试验，铁科院运输及经济研究所成功完成了采用8辆普通平车运输百米定尺钢轨的运输方案，并通过原铁道部科技司、运输局组织的技术审查（科技运〔2006〕95号）。随后又完成了采用普通平车运输500m焊接长钢轨的运输方案。 采用普通平车运输长定尺钢轨（见图3），提高了运输效率，对我国铁路建设高峰期每年需要运输300万t以上长定尺钢轨而言，具有十分重要的现实意义。 图2 焊接长钢轨吊装 图3 普通平板车运输百米定尺钢轨 2.5 新轨头廓形钢轨研发 针对高速铁路轮轨关系存在的问题，开展轮轨硬度、型面匹配研究[21-24]，设计了高速铁路钢轨打磨廓形[25]，通过打磨成功治理了动车组构架报警、车体晃车[26-27]。结合《高速铁路轮轨廓面及硬度匹配技术研究（-F）》，在长期跟踪研究钢轨型面随通过总质量变化规律的基础上，应用轮轨接触理论，研发了具有良好轮轨关系的新轨头廓形钢轨60N[28]。 日，原铁道部运输局组织召开60N钢轨上道试铺会议（运基线路〔号）；2011年11月，60N钢轨首次在沪昆上行K1825—K1828既有线上道试铺；2011年8月，百米定尺60NU71Mnk钢轨在京石高速铁路下行K63+368—K78+368区间进行上道试铺；年，60N钢轨在既有铁路全面推广使用，达到预期目标。 日，中国铁路总公司技术委员会办公室组织召开60N钢轨推广使用技术论证会；日，中国铁路总公司技术委员会召开会议，明确同意60N钢轨在高速铁路扩大试用（铁总技委函〔号）；2015年9月，TJ/GW142—2005《60N、75N钢轨暂行技术条件》颁布（铁总科技〔号）；2017年9月，60N、75N钢轨以修改单的方式纳入高速和普速钢轨铁道行业标准，同时纳入正在修订中的铁道行业标准《钢轨第1部分：43～75kg/m钢轨》报批稿。 自2011年60N钢轨上道试铺以来到2016年底，已分别在我国普速和高速铁路各铺设使用130万t和30万t以上，取得了良好的使用效果。60N钢轨轨头廓形与60kg/m钢轨对比见图4。 图4 60N钢轨轨头廓形与60 kg/m钢轨对比 2.6 钢轨使用规范制定 针对如何科学、合理使用钢轨，尤其是依据不同线路和运营条件合理选用钢轨，项目组借鉴国外标准、结合国内实际及多年钢轨使用所积累的经验，起草制定了《钢轨使用指导意见》，由原铁道部颁布执行（运工线路函〔号）。2017年9月，在原指导意见基础上，经修订形成中国铁路总公司企业标准QCR583—2017《钢轨使用规范》，并增加了应优先使用60N和75N钢轨、道岔应采用在线热处理钢轨、可采用原位焊复处理焊接接头重伤等新规定。 钢轨的使用规范规定了钢轨轨型、定尺长度、材质和强度等级的选用，钢轨焊接、打磨、润滑、焊补、钻孔等的原则要求。钢轨使用规范的颁布实施，对提高我国钢轨使用水平具有重要的现实意义。 3 几点启示 高速铁路用高品质百米定尺钢轨的研发与应用，是业界公认的高速铁路技术国产化做得最好的领域之一，高速铁路钢轨成套技术2009年获得国家科技进步二等奖。高速铁路钢轨能实现国内自主研发和生产并取得成功，与领导重视、上下同心，且百米定尺钢轨难以进口；与及时制定标准、进行钢轨生产升级改造、百米定尺钢轨在既有线进行充分使用考核；与及时解决重大技术问题及相应配套技术等原因有关。其中标准先行、科研先导、质量至上和科学管理是重要因素。 3.1 标准先行 制定具有世界先进水平、可操作性强的钢轨标准，是高速铁路钢轨国产化成功的关键。 在修建秦沈客运专线以前，原铁道部和冶金部分别制定和执行各自标准，钢轨行业基本处于“钢厂做什么，铁路用什么”的状态。为满足修建高速铁路的需要，必须将“钢厂做什么，铁路用什么”改变为“铁路要什么，钢厂做什么”，以实现高速铁路钢轨的自主研发和生产。 为了制定高速铁路钢轨技术条件，铁科院项目组先后研究和翻译了日本JIS、法国SNCF、德国DIN、国际铁路联盟UIC、正在起草制定的欧洲标准EN、国际标准ISO及当时正在修建高速铁路的韩国、西班牙等采用的暂行技术条件，为了开阔思路，同时也研究和翻译了美国、俄罗斯、澳大利亚等国家的钢轨标准。经过研究，认为正在起草的欧洲钢轨标准prEN13674最值得借鉴。因此，我国《时速300km高速铁路60kg/m钢轨暂行技术条件》和《时速200km客运专线60kg/m钢轨暂行技术条件》（铁科技基〔1999〕06号）就是借鉴欧洲标准草案结合我国具体实际制定的。 秦沈客运专线高速试验段的钢轨从法国进口，其他钢轨由我国生产。我国按时速200km标准要求生产的钢轨，其出厂时的成品合格率不到50%，出厂后的质量异议达到10%。可见，当时我国钢轨生产水平难以满足生产高速铁路钢轨的需要。 铁路和冶金行业经过近10年的努力，在钢轨暂行技术条件的引导下，完成了高速铁路钢轨的国产化，做到了“铁路要什么，钢厂做什么”；高速铁路钢轨的合格率也由升级改造初期的80%提高到现在的95%以上，钢轨质量达到世界先进水平。 铁科院项目组20年来一直动态跟踪研究并翻译出版国外钢轨标准[29-31]；同时针对钢轨生产和使用中发现的问题，不断完善标准。2017年，再次对钢轨标准进行修订，形成了铁道行业标准《钢轨第1部分：43～75kg/m钢轨》和《钢轨第2部分：道岔用非对称断面钢轨》报批稿。至此，我国钢轨标准完全与具有世界先进水平的欧洲标准接轨。钢轨标准技术的发展和完善，为我国高速铁路钢轨国产化发挥了重要作用。 3.2 科研先导 长期、系统开展钢轨制造和使用技术研究是成功实现高速铁路钢轨国产化的重要保障。 百米定尺钢轨是一个异型断面长大件，轧制后直接上道使用，生产环节多、工艺复杂、涉及众多专业领域，看似简单实则对生产技术要求极高。同时，钢轨使用条件苛刻，影响行车安全，是高速铁路安全的重要管控对象。 以问题为导向，以提高钢轨档次和品质为目标，国内钢厂围绕高洁净度钢轨钢冶炼技术、高尺寸精度钢轨轧制技术、高平直度钢轨复合矫直技术及先进的钢轨质量检测技术进行技术攻关，形成了整套钢轨生产和检测技术，钢轨内部和外观质量达到了世界先进水平；铁科院项目组长期从事钢轨技术研究，在高速铁路钢轨方面，围绕标准，性能评价，轮轨匹配，轨头廓形优化，打磨、焊接、探伤，伤损发展规律等开展研究，取得了一系列成果，为高速铁路国产化及不断提高钢轨使用和维修养护技术水平、保障高速铁路安全运行作出积极贡献。 3.3 质量至上 保持钢轨质量持续稳定是高速铁路钢轨国产化成功的重要保证。 钢轨质量优劣直接关系到高速铁路运营安全。为了保证钢轨质量，原铁道部对高速铁路钢轨的质量实施全程监督，主要体现在以下方面： （1）对钢厂技术改造后生产的高速铁路钢轨进行型式检验，并通过在既有线上道试铺开展综合评定，发现问题及时改进，以进一步提高钢轨质量水平； （2）对高速铁路钢轨生产实现驻厂监督制度，重点检查钢轨生产过程并按比例抽检钢轨的实物质量； （3）对钢轨实物质量实现批量抽检制度，系统、长期、全面地对钢轨性能质量进行跟踪检验，发现问题及时反馈和处理，为持续保持钢轨质量稳定发挥了重要作用。 上述制度实施至今，效果显著。 3.4 科学管理 高速铁路钢轨国产化的成功实现与原铁道部实施的科学管理是分不开的：钢轨生产方面实现严格的准入制度；钢轨质量管控方面实现批检验和驻厂监督制度；钢轨供应方面实现统一定价、集中采购、专业代理制度；对钢轨实现优质优价；最为重要的是钢轨管理始终坚持以质量第一为目标，避免受到市场化负面因素的冲击。 我国已经成为钢轨技术大国，但要成为钢轨技术强国，还任重道远：我国钢轨生产能力和钢轨实际产量均处于世界第一，但钢轨的国际影响力还需进一步夯实和提高；目前钢轨出口主要用于不发达国家或发达国家的重载铁路线路上，高速铁路用钢轨出口还不多；高速铁路成套技术出口，包括钢轨技术，目前还在路上；高速铁路钢轨的养护维修经验还需进一步积累。随着高速铁路的发展，钢轨技术还需继续深化研究，不断取得新的成果。 参考文献 [1] 周清跃，周镇国，张银花，等．客运专线钢轨技术标准的制定[J]．中国铁路，2006(3)：29-31． [2] 周清跃，张银花，朱梅．国内外钢轨标准制修订回顾[J]．铁道技术监督，2012(8)：1-5． [3] 周清跃，张银花，朱梅．铁道行业标准《高速铁路用钢轨》制定情况介绍[J]．铁道技术监督，2013(1)：2-6. 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