无缝钢轨是怎样焊成的？（科普新知）

　　武汉焊轨基地。

　　焊缝探伤。

　　检查焊缝错变量。

　　次少杰马天佑李波

　　在中国铁路武汉局集团有限公司武汉工务大修段武汉焊轨基地，每根钢轨都要在此经历一场“变身记”。从钢厂运来的百米钢轨，在这里经过焊接、粗铣、正火、精铣、探伤等17道精密工序的千锤百炼，最终“蜕变”成500米长的无缝钢轨。

　　

　　焊接无缝钢轨，看似简单的过程，实则是一场关于精度、强度和安全的极致追求。

　　今年以来，武汉工务大修段武汉焊轨基地相继完成沿江高铁武宜段、襄荆高铁等线路建设超600公里的无缝钢轨焊接任务，年焊接能力从1500公里提升至1800公里，智能装备与数字系统的深度融合，正推动生产效率和产品质量同步跃升。

　　焊接精度达“毫米级”

　　像每个人的身份证一样，钢轨也拥有独一无二的“身份条形码”。这个印在钢轨端部的二维码，记录着它的“前世今生”。在焊接前，工作人员通过扫描条形码，完成信息录入，给钢轨办理“入职登记”，随后使用专用检测工具，对钢轨的轮廓形状、表面质量进行仔细检查，确保待焊的钢轨各项指标都达标。

　　焊接前，钢轨端部必须彻底清洁。自动除锈机对轨顶、轨底及端面进行精细处理，除锈深度必须控制在0.2毫米以内，约为两张普通打印纸的厚度。太浅会影响焊接质量，太深又会损伤钢轨本体。

　　焊接是整个流程中最关键的环节。在固定式闪光焊机前，需要将两根钢轨的端部精准对齐，上下左右的误差都不能超过0.2毫米。焊轨工区工长徐腾飞解释说，无缝钢轨既要承受列车高速过弯时的巨大离心力，又要应对冬夏温差带来的数百吨温度应力，任何一个焊接点的微小瑕疵，都可能在长期运营中被无限放大。端部对齐后，上万安培的电流通过接缝，轨端瞬间升温至1000摄氏度以上，再通过巨大的压力将熔化的金属紧密挤压。整个焊接过程虽然只需约2分钟，却要经历预热、烧化、顶锻等7个阶段的精密控制。

　　人机协同提升效率15.4%

　　焊接完成后，钢轨接头处会留下凸出的焊筋，需要进一步加工。在精磨区，全自动打磨机器人会对焊头进行精细处理。机械臂在激光引导下精准移动，砂轮与焊筋接触时迸发出一串串金色火花。“我们要实现焊筋零余量，让焊头与原始钢轨在几何外形上完全一致。”现场技术人员于润泽介绍。智能打磨系统通过激光三维扫描自动识别焊缝轮廓，实时调整打磨路径，确保既不过度打磨又不留死角。过去，这项工作全靠人工手持砂轮机完成，劳动强度大、工作环境差、质量也难以精准控制。如今，“数控铣床+全自动打磨机器人”的应用下，人机协同作业可提升效率15.4%。

　　连闯三关才能“出道”

　　焊接好的钢轨还要经过一系列严格检测。在探伤工位，探伤工涂爱兵手持超声波探头，在焊头表面反复扫查，眼睛紧盯着屏幕上的波形变化。“在我们这里，执行的是‘有波就判废’的苛刻标准。”涂爱兵说。超声波探伤能够发现肉眼看不见的内部缺陷，他们采用自动探伤与人工复检相结合方式，确保每一个焊头内部零伤损、零隐患。通过探伤检测的焊头，还要经历更严苛的落锤试验。一吨重的铁锤从5.2米高处落下，精准砸向焊接接头。“这项试验模拟的是列车通过时最极端的受力情况。”质量工程师黎伟介绍，焊头必须连续经受三次强力冲击而不断裂，才能拿到“出厂资格证”。

　　在精整工区，质检人员使用电子平直尺对焊头进行最后的质量检查。在这里，每个焊头都要闯过外观检测、专业探伤、成品台核验“三道关口”。“我们构建了从岗位自检互检到工区复检，再到车间抽检的三级卡控制度，为焊头100%合格提供了制度保障。”该焊轨基地焊轨车间主任张瀚方说。

　　如今，一批批新下线的钢轨正陆续运往全国高铁建设的施工现场。自2008年投产以来，该焊轨基地累计焊接钢轨超过8万条，为纵横交错的铁路网提供“超级跑道”。