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[行业新闻] 地铁电缆与钢轨快速铜热焊接方法的分析探讨
P:2006-12-20 11:43:38
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近几年,城市轨道交通发展风起云涌,好戏连台,目前国内４０多座百万人口以上的特大城市中，已经有３０多座城市开展了城市快速轨道的建设或建设前期工作，约有１４个大城市上报城市轨道交通网规划方案，拟规划建设５５条线路，长约１５００公里。资料显示，“十五”计划期间，中国地铁建设投资预计高达２０００亿元；“十一五”期间预计各城市在轨道交通建设方面还将投资２０００多亿元。
轨道交通的快速发展，为电线电缆行业带来难得机遇，研究和探讨电缆与钢轨焊接，很有必要。
在地铁系统中，钢轨不仅要直接承担车辆的荷重，还要作为牵引供电系统的回流轨，也是信号系统中谐振轨道电路的载体。目前，北京、上海、广州、天津和武汉的地铁中，供电系统回流线电缆和信号系统轨连接电缆与钢轨连接主要采用快速铜热焊接方法，而国外已经逐步采用栓接方法。
快速铜热焊接法是铝热焊的一种，其反映机理为3Cu2O+2Al=6Cu+Al2O3。焊接工具有电缆套筒、点火器、模具（与夹具一体）和焊剂。
用快速铜热焊接法并选用A国和B国产两种焊药分别焊接2个和3个电缆与钢轨（50kg/m的U71Mn）的接头，其中B国焊药规定焊接前对钢轨加热到120℃，焊后用保温罩保温。对焊接接头进行了显微组织观察、显微硬度和疲劳试验分析。
分别选取采用A国和B国焊药的焊接接头各一个，将接头部位沿中部横向切开。观察切口，发现切口铜部位延熔合线出现较多气孔，并伴有为熔合缺陷。这是由于铜及其合金的导热系数、线膨胀系数和收缩率大，焊后冷却速度快，使之易出现气孔和未熔合缺陷。
根据铁路钢轨焊补的经验，建议对施焊前对钢轨一定长度预热到400℃以上，焊后进行保温；同时建议对地铁轨道应选在环境温度20℃左右时施工，以防温差等原因，导致钢轨内应力的产生。
快速铜热焊接法在进行电缆与钢轨焊接时，由于工艺原因，在钢轨侧热影响区出现高硬度马氏体组织，导致钢轨局部区域脆化，造成地铁运行中容易出现钢轨损伤。对其工艺的改进方法较复杂，需要一定的人力和物力。现今，铁路秦沈客运专线的电缆与钢轨连接采用栓接方法。目前，北京地铁正在进行该种方法的研究。栓接方法是未来地铁电缆与钢轨连接的发展方向。
轨道交通的快速发展，为电线电缆行业带来难得机遇，研究和探讨电缆与钢轨焊接，很有必要。
在地铁系统中，钢轨不仅要直接承担车辆的荷重，还要作为牵引供电系统的回流轨，也是信号系统中谐振轨道电路的载体。目前，北京、上海、广州、天津和武汉的地铁中，供电系统回流线电缆和信号系统轨连接电缆与钢轨连接主要采用快速铜热焊接方法，而国外已经逐步采用栓接方法。
快速铜热焊接法是铝热焊的一种，其反映机理为3Cu2O+2Al=6Cu+Al2O3。焊接工具有电缆套筒、点火器、模具（与夹具一体）和焊剂。
用快速铜热焊接法并选用A国和B国产两种焊药分别焊接2个和3个电缆与钢轨（50kg/m的U71Mn）的接头，其中B国焊药规定焊接前对钢轨加热到120℃，焊后用保温罩保温。对焊接接头进行了显微组织观察、显微硬度和疲劳试验分析。
分别选取采用A国和B国焊药的焊接接头各一个，将接头部位沿中部横向切开。观察切口，发现切口铜部位延熔合线出现较多气孔，并伴有为熔合缺陷。这是由于铜及其合金的导热系数、线膨胀系数和收缩率大，焊后冷却速度快，使之易出现气孔和未熔合缺陷。
根据铁路钢轨焊补的经验，建议对施焊前对钢轨一定长度预热到400℃以上，焊后进行保温；同时建议对地铁轨道应选在环境温度20℃左右时施工，以防温差等原因，导致钢轨内应力的产生。
快速铜热焊接法在进行电缆与钢轨焊接时，由于工艺原因，在钢轨侧热影响区出现高硬度马氏体组织，导致钢轨局部区域脆化，造成地铁运行中容易出现钢轨损伤。对其工艺的改进方法较复杂，需要一定的人力和物力。现今，铁路秦沈客运专线的电缆与钢轨连接采用栓接方法。目前，北京地铁正在进行该种方法的研究。栓接方法是未来地铁电缆与钢轨连接的发展方向。
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