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摘 要：在研究铁路钢轨铝热焊缺陷时发现，铝热反映中气体移除会随着海波高度的提高而增加，是焊头内部气孔率增大。焊缝外观的缺陷与内部的微裂是接头短期使用断裂的主要原因，钢轨接头是铁道线路最薄弱环节，在钢轨焊接预热过程中气体压力增大，很容易造成缺陷。在相应问题方面设立预防措施。
关键词：铁路钢轨；铝热焊；缺陷；成因分析
在铁路钢轨的连接方面，铝热焊的优点非常广泛。铝热焊具有设备简便、使用方便快捷、焊接过程钢轨没有缩短，接头平直度高，学习方便等有点，应用非常广泛。有优点就有缺点，缺点就是受自然条件影响强烈，同时也受限制，需要焊接人员具有高超的操作水平、工作态度、施工工具材料等影响。在实际操作中难免出现操作失误，为了满足焊接质量，预防和克服焊接缺陷是十分重要的。
一、常见的焊接缺陷形成的原因
在铝热焊的操作工程中，常见的焊接缺陷有缩孔、疏松、焊头、气孔、夹碴、未熔合等等。缺陷原因各部相同，具体问题进行具体分析。
二、焊头方面
在铁路钢轨铝热焊缺陷方面可能会出现的问题有很多，具体问题具体分析。在焊头方面，具体原因有五种。1.焊头上拱，外观超标或高低接头。其主要云因是对轨时预留上拱度过大，焊后不按时复位，焊头两侧钢轨受力不对称，所以新旧轨会出现高低接头的问题。2.焊头未焊透，钢轨预热温度低或预热后温度降低过量，轨道端处理不彻底，焊剂失效。3.焊头烧过，待焊钢轨越热温度不均匀，出现融化现象。4.焊头裂缝，在高温时，焊头受到了外力作用，拆除砂模打口柱以及推瘤时间过早，焊头降温速度过快引起焊头裂缝。5.焊头出现气孔，夹杂物、砂模、坩埚受潮，焊剂存在质量问题。这些都是在焊头方面长出现的问题，从而引起铝热焊造成铁路缺陷。
三、缩孔和收缩方面
缩孔：在浇筑过程中，在温度最高、最后凝固的部位，由于以及收缩得不到外来钢水的补缩，从而形成集中的孔穴成为缩孔。形成的主要原因是因为气体保护不到位导致空气乘虚而入，熔池冷却后H2等气体不能及时溢出，从而造成缩孔。
疏松：疏松内表面是不光滑的，一般易发生在焊缝中心处的轨腰及轨底中央三角区。形成的主要原因有四种，1.预热的加载时间过长。2.局部造成高温，有过热现象。特别是轨腰部分有局部过热现象，轨腰是十分重要的位置。3.预热枪或砂模装偏，导致位置偏离不居中，形成一侧有过热现象，受热不均匀，局部过热影响效果。4.轨缝过大，收缩困难
四、气孔方面
气孔：气孔表面是光的，一般呈圆形。气孔方面出现问题大致有六种。1.待焊钢轨端面面清洁不彻底，有水渍或油污，造成气孔，形成堵塞。2.焊剂受潮，受水分影响，产生气泡。3.砂模受潮，产生气泡，影响使用效果。4.封箱泥过多、过湿。5.预热温度过低，达不到需求温度。6.预热结束到浇注前的操作时间太长，使预热后温度降低较多。
五、热裂方面
热裂：其表面常带有氧化蓝色。热裂方面出现的问题大致有五种。1.焊接过程中焊缝有移动，受拉或存在较大的拉应力，在拉力的作用下产生热裂现象。2.过早拆箱，发生氧化，使焊头提前受力。3.提早推瘤，使焊头提前受力。4.焊头在冷却过程中，未完全凝固时受到外力的锤击，在温度和外力的作用下发生裂变。5.焊头在冷却过程中，未完全凝固时钢轨收缩，温度没有回到适应状态，从而发生变化。
六、夹碴、夹砂方面
夹碴：夹碴是铝热焊造组织中常见的缺陷之一。夹碴是由于熔碴进入焊缝而造成的，夹碴体积不规则，一般呈暗灰色。夹碴方面形成的原因。1.待焊钢轨端面清理不彻底，有金属氧化渣，氧化皮等，夹杂杂物。2.轨缝过大或产生跑箱，钢水量不够，是熔渣不能完全排除。3.镇静时间不够，反映未完成就浇筑，熔渣未充分與钢液分离。
夹砂：夹砂是由砂型砂粒进入焊缝金属造成的。夹砂方面形成的原因。1.砂型研磨后未将产生的浮砂彻底清除。2.有杂质进入型腔中。3.砂型一次没有扣准，在移动中砂型挤坏掉入型腔内。
七、未焊合
未焊合：待焊的两个钢轨端面上有未熔化的区域。未焊合方面形成的问题。1.待焊钢轨端面清理不彻底，有氧化皮等异物。2.预热温度过低，铝热钢液不足以熔化轨端。3.轨缝太小，焊缝内铝热钢液的热量较小，未能充分熔化轨端。
八、预防措施
在预防和解决方面，需要进行具体问题具体分析，根据实际情况去解决问题。
（1）在预缩孔和收缩方面防措施方面，1.预热时间适当，不得将轨端烧花。2.预热器火焰长度适中，在12～15mm之间。3.预热器安放在轨缝正中间。4.轨缝适中，在23～27mm之间。（2）气孔预防措施大致有五种1.彻底清洁待焊接钢轨的两个端面。2.严格放置焊接材料受潮。3.封箱泥不得太湿，涂抹不宜过多。（3）热裂预防解决措施有四种。1.在整个焊接过程中严禁踩踏，敲击，桥东待焊接轨。2.按照工艺要求的实践进行拆箱和推瘤作业。3.焊头温度高于300℃时，严禁拆除对轨设备。4.钢轨随气温收缩较大时，采用钢轨拉伸器保持轨缝大小。（4）夹碴方面预防措施。1.彻底清洁待焊钢轨的两个端面。2.轨缝适中，24～28mm之间。3.坩埚使用前仔细检查是否有破损，放置坩埚时一定要将浇筑口放置在砂型上方中央。（5）夹砂方面预防措施。1.砂型研磨后彻底清理腔内的浮砂。2.在进行作业时，严禁将衣物落到型腔内。3.砂型合箱后如有错位，必须重新打开砂型，清理型腔内部。（6）未焊合方面预防措施、1.彻底清洁待焊钢轨的两个端面。2.钢轨预热温度需达到800～900℃。3.轨缝适中，在24～28之间。（7）焊头方面预防措施1.保证焊接材料的质量。2.注重焊接工艺，保证最佳的预热结果。3.具体情况根据实际问题进行操作。预防措施能帮助我们在施工时避免出现问题，需要我们更加重视的去看待。
九、总结
铁路钢轨铝热焊缺陷成因方面问题非常多，很多方面都可能会造成缺陷和带来影响。铝热焊的优点也是非常广泛的，但是也有缺点，可以进行预防和解决，具体问题进行具体分析，根据缺陷进行修改。在问题的解决上，除了技术方面的预防，操作人员也在需要加强培训，提高操作水平，减少错误达到以免出现错误，总结施工经验，进行具体问题具体分析，使项目达到完美，从而保证工程的质量。
参考文献
[1]张银花，周清跃，陈朝阳，刘丰收.高速铁路钢轨的研究与应用[J].中国铁路. 2010（07）
[2]冯旭.高速铁路钢轨修理技术分析[J].电子世界，2019（04）
[3]卢祖文.高速铁路钢轨材质选择[J].中国铁路，2004（10）
关键词：铁路钢轨；铝热焊；缺陷；成因分析
在铁路钢轨的连接方面，铝热焊的优点非常广泛。铝热焊具有设备简便、使用方便快捷、焊接过程钢轨没有缩短，接头平直度高，学习方便等有点，应用非常广泛。有优点就有缺点，缺点就是受自然条件影响强烈，同时也受限制，需要焊接人员具有高超的操作水平、工作态度、施工工具材料等影响。在实际操作中难免出现操作失误，为了满足焊接质量，预防和克服焊接缺陷是十分重要的。
一、常见的焊接缺陷形成的原因
在铝热焊的操作工程中，常见的焊接缺陷有缩孔、疏松、焊头、气孔、夹碴、未熔合等等。缺陷原因各部相同，具体问题进行具体分析。
二、焊头方面
在铁路钢轨铝热焊缺陷方面可能会出现的问题有很多，具体问题具体分析。在焊头方面，具体原因有五种。1.焊头上拱，外观超标或高低接头。其主要云因是对轨时预留上拱度过大，焊后不按时复位，焊头两侧钢轨受力不对称，所以新旧轨会出现高低接头的问题。2.焊头未焊透，钢轨预热温度低或预热后温度降低过量，轨道端处理不彻底，焊剂失效。3.焊头烧过，待焊钢轨越热温度不均匀，出现融化现象。4.焊头裂缝，在高温时，焊头受到了外力作用，拆除砂模打口柱以及推瘤时间过早，焊头降温速度过快引起焊头裂缝。5.焊头出现气孔，夹杂物、砂模、坩埚受潮，焊剂存在质量问题。这些都是在焊头方面长出现的问题，从而引起铝热焊造成铁路缺陷。
三、缩孔和收缩方面
缩孔：在浇筑过程中，在温度最高、最后凝固的部位，由于以及收缩得不到外来钢水的补缩，从而形成集中的孔穴成为缩孔。形成的主要原因是因为气体保护不到位导致空气乘虚而入，熔池冷却后H2等气体不能及时溢出，从而造成缩孔。
疏松：疏松内表面是不光滑的，一般易发生在焊缝中心处的轨腰及轨底中央三角区。形成的主要原因有四种，1.预热的加载时间过长。2.局部造成高温，有过热现象。特别是轨腰部分有局部过热现象，轨腰是十分重要的位置。3.预热枪或砂模装偏，导致位置偏离不居中，形成一侧有过热现象，受热不均匀，局部过热影响效果。4.轨缝过大，收缩困难
四、气孔方面
气孔：气孔表面是光的，一般呈圆形。气孔方面出现问题大致有六种。1.待焊钢轨端面面清洁不彻底，有水渍或油污，造成气孔，形成堵塞。2.焊剂受潮，受水分影响，产生气泡。3.砂模受潮，产生气泡，影响使用效果。4.封箱泥过多、过湿。5.预热温度过低，达不到需求温度。6.预热结束到浇注前的操作时间太长，使预热后温度降低较多。
五、热裂方面
热裂：其表面常带有氧化蓝色。热裂方面出现的问题大致有五种。1.焊接过程中焊缝有移动，受拉或存在较大的拉应力，在拉力的作用下产生热裂现象。2.过早拆箱，发生氧化，使焊头提前受力。3.提早推瘤，使焊头提前受力。4.焊头在冷却过程中，未完全凝固时受到外力的锤击，在温度和外力的作用下发生裂变。5.焊头在冷却过程中，未完全凝固时钢轨收缩，温度没有回到适应状态，从而发生变化。
六、夹碴、夹砂方面
夹碴：夹碴是铝热焊造组织中常见的缺陷之一。夹碴是由于熔碴进入焊缝而造成的，夹碴体积不规则，一般呈暗灰色。夹碴方面形成的原因。1.待焊钢轨端面清理不彻底，有金属氧化渣，氧化皮等，夹杂杂物。2.轨缝过大或产生跑箱，钢水量不够，是熔渣不能完全排除。3.镇静时间不够，反映未完成就浇筑，熔渣未充分與钢液分离。
夹砂：夹砂是由砂型砂粒进入焊缝金属造成的。夹砂方面形成的原因。1.砂型研磨后未将产生的浮砂彻底清除。2.有杂质进入型腔中。3.砂型一次没有扣准，在移动中砂型挤坏掉入型腔内。
七、未焊合
未焊合：待焊的两个钢轨端面上有未熔化的区域。未焊合方面形成的问题。1.待焊钢轨端面清理不彻底，有氧化皮等异物。2.预热温度过低，铝热钢液不足以熔化轨端。3.轨缝太小，焊缝内铝热钢液的热量较小，未能充分熔化轨端。
八、预防措施
在预防和解决方面，需要进行具体问题具体分析，根据实际情况去解决问题。
（1）在预缩孔和收缩方面防措施方面，1.预热时间适当，不得将轨端烧花。2.预热器火焰长度适中，在12～15mm之间。3.预热器安放在轨缝正中间。4.轨缝适中，在23～27mm之间。（2）气孔预防措施大致有五种1.彻底清洁待焊接钢轨的两个端面。2.严格放置焊接材料受潮。3.封箱泥不得太湿，涂抹不宜过多。（3）热裂预防解决措施有四种。1.在整个焊接过程中严禁踩踏，敲击，桥东待焊接轨。2.按照工艺要求的实践进行拆箱和推瘤作业。3.焊头温度高于300℃时，严禁拆除对轨设备。4.钢轨随气温收缩较大时，采用钢轨拉伸器保持轨缝大小。（4）夹碴方面预防措施。1.彻底清洁待焊钢轨的两个端面。2.轨缝适中，24～28mm之间。3.坩埚使用前仔细检查是否有破损，放置坩埚时一定要将浇筑口放置在砂型上方中央。（5）夹砂方面预防措施。1.砂型研磨后彻底清理腔内的浮砂。2.在进行作业时，严禁将衣物落到型腔内。3.砂型合箱后如有错位，必须重新打开砂型，清理型腔内部。（6）未焊合方面预防措施、1.彻底清洁待焊钢轨的两个端面。2.钢轨预热温度需达到800～900℃。3.轨缝适中，在24～28之间。（7）焊头方面预防措施1.保证焊接材料的质量。2.注重焊接工艺，保证最佳的预热结果。3.具体情况根据实际问题进行操作。预防措施能帮助我们在施工时避免出现问题，需要我们更加重视的去看待。
九、总结
铁路钢轨铝热焊缺陷成因方面问题非常多，很多方面都可能会造成缺陷和带来影响。铝热焊的优点也是非常广泛的，但是也有缺点，可以进行预防和解决，具体问题进行具体分析，根据缺陷进行修改。在问题的解决上，除了技术方面的预防，操作人员也在需要加强培训，提高操作水平，减少错误达到以免出现错误，总结施工经验，进行具体问题具体分析，使项目达到完美，从而保证工程的质量。
参考文献
[1]张银花，周清跃，陈朝阳，刘丰收.高速铁路钢轨的研究与应用[J].中国铁路. 2010（07）
[2]冯旭.高速铁路钢轨修理技术分析[J].电子世界，2019（04）
[3]卢祖文.高速铁路钢轨材质选择[J].中国铁路，2004（10）