 有细心的小伙伴发现，如今乘坐高铁列车，原来车轮通过钢轨接头时产生的“咯噔噔......咯噔噔......”的声音听不到了。这是因为高铁列车都是在无缝线路上运行，钢轨无缝自然也就没有了声音。那无缝钢轨又是怎样焊成的呢？今天一起来学学吧。 钢轨的出厂长度 钢轨是铁路、地铁等交通运输行业必备的重要组件，也是一种重要的钢铁制品。钢轨出厂长度是指制造钢轨时切断的长度，通常有一定的规范标准，但也可以根据需求进行定制。 钢轨的标准长度通常为12.5米或25米，出厂长度以这两种标准为主。这是因为铁路的轨距一般为1.435米，按照标准长度可以很方便地进行拼接和架设。  冷知识：为什么标准轨长度是12.5米或者25米？ 实际上，钢轨标准长度设计为12.5或者25米，是经过科学计算而得来的。钢轨由一种铁与其他一些原子如碳，金，铬，镍等的混合合金而成的，需要经过铸造、锻造、热处理、机械加工等工艺。工程设计人员根据某些热胀冷缩学以及力学理论计算出当铁轨在12.5米长左右时既能防止温升较高时轨道扭曲变形，又能满足工程应用的各种参数要求，例如：12.5米的钢轨，其强度要求、刚度要求、抗弯抗扭性能都比较适应工程应用。为了在工程上便于具体实施可行，方便制造，故工程师们选取12.5米作为单根轨道的标准长度。25米是12.5的两倍，也符合这种力学要求。 除了标准长度的钢轨外，也可以根据实际铁路需求进行定制。制造厂可以根据钢轨具体的需求进行切割并加工，生产出满足客户需求的钢轨。相对于标准长度的钢轨，定制长度的钢轨虽然可以满足特定需求，但是其也有一定的局限性。一方面，因为钢轨定制长度不是标准长度，所以在拼接和架设时可能需要一些额外的特殊工艺和零部件。另一方面，定制长度的钢轨可能在其他需要标准长度的工程中无法使用，不能通用。 因此，目前钢轨生产出来的长度基本还是标准长度，而几百公里距离的轨道想要做到完全没有缝隙，是根本不可能的事情，至少现有技术达不到。  实际上，大部分钢轨都是标准长度预制件，然后拼装在一起。而拼装的方式通常是使用焊接，这样的技术模式下，就算有再高超的技艺，也不可能达成无缝的程度。所以，这里的无缝指的是焊缝宽度小于1毫米。这个缝隙，想要用肉眼看清楚确实有一定的困难，因此大众也留下了高铁采用无缝钢轨的传统印象。 百米钢轨的制造 100米或500米的高速钢轨目前广泛使用于高速铁路、地铁等轨道交通系统中。这种钢轨具有高强度、高耐磨、高硬度等优良性能，生产过程非常复杂，需要经过多道工序，其中轧制生产工艺是最核心的环节之一。  在钢轨的轧制生产工艺中，钢材预处理是第一步。主要包括原材料的选型、加热处理和预轧制等环节。首先，需要对原材料进行筛选、分选和化学成分分析等，以保证钢材的质量符合生产要求。随后，将原材料送入加热炉进行加热处理，使其达到适宜的加工温度。最后，通过预轧制的方式将钢坯变形，以便后面的精轧工艺。  轧制工艺包括精轧、尺寸控制、轨面处理等多个环节。精轧目的是让钢轨的几何尺寸和物理性能满足标准要求。在精轧前的快轧中，为了控制轧件结构的化学成分、均匀性和尺寸精度等各项指标，需要对钢坯的温度、形状、区域温差、形变速率等各种轧制参数进行调整。随后，在脱下横轴出口端，钢轨进入缓冷区域进行缓冷处理。最后，对钢轨进行切割、打标等工艺处理。 钢轨怎么焊接 具体来说，无缝钢轨的制作流程是先将100米长的钢轨母料焊接成500米长的钢轨，然后将长钢轨运抵施工现场进行再焊接。 例如，北京局集团公司北京工电大修段沙河焊轨基地是北京局集团公司唯一一家500米长钢轨焊接基地，他们使用一些自动化、机械化手段进行钢轨焊接。  这台名为GAAS80/580的新型闪光焊机是焊接500米长钢轨最重要的设备，它就像“八卦炉”一样，短短3分钟，钢轨接头处的温度就能迅速升至1200℃，2根100米长的母材钢轨瞬间被焊接为一体。只需要经过4次焊接一根500米长的钢轨就新鲜出“炉”了。  精准温控方面，工人师傅身穿工作服，戴好护目镜、降噪耳罩，一把“枪”对准钢轨，这身“行头”有点像射击比赛的运动员。  工人师傅手持的是远距离高温精准测温枪，500米长钢轨焊接完成后还要进行“正火”，要用测温枪来监测焊头的温度。温度持续保持在1000℃左右才能确保焊接质量。  所谓“正火”，是一种改善钢材韧性的热处理方式、长钢轨需要极其精细的“正火”工艺。这台自动智能正火装置具有故障报警、自适应学习、远程监控等功能，能够智能化完成“正火”工序，在提高效率的同时，让长钢轨的结构更加稳定。 焊接接头要经过粗磨、热处理、水冷却、精调几个作业过程。再经过高精度地打磨，还要通过最后的检测才算合格。焊接后的接头外观质量也有明确的标准，那就是钢轨平直度。 冷知识：什么是钢轨平直度？ 钢轨平直度就是钢轨与平面相符合程度的衡量指标。平直度越好，列车行驶就越平稳，旅客乘坐的舒适度也就越高。在东门焊轨基地，钢轨顶面平直度要求在0.1-0.3毫米之间，堪比头发丝直径的一半。 有朋友会问了：完成焊接的500米长钢轨，如何挪动和码放呢？   答案就是——百米组吊。几十台龙门吊同步作业，可以平稳地将长钢轨上下左右平移，有了这个“神器”，工人师傅们就能轻松将长钢轨码放整齐、装车运送。 500米长的钢轨运到施工现场后，安装在轨枕上，此时仍然有缝隙存在。这个时候现场焊接“大黄蜂”闪亮登场，  “大黄蜂”学名自行式闪光焊轨车，它具有钢轨焊接、拉轨对正等功能。在火花璀璨中，两条500米长的钢轨无缝焊接，整个过程全部自动控制，有了这个“神器”的助攻，钢轨终于变得“无限”长长长长长长长......  至此，旅客就可以体验到铁路线路无缝化的平稳和舒适了。如今，硬币、钢笔、手机、矿泉水瓶在高铁车厢内屹立不倒已不是啥新鲜事儿了，这离不开我国钢轨技术的发展。同时，每年铁路部门都会派遣和组织常态化或者抽查式的检查模式，确保轨道运营的安全。在这个过程中，检查人员会对热胀冷缩等内容进行筛查，发现问题第一时间去维修，保质保量的发挥作用。（延伸阅读：什么是铁路钢轨应力放散） 现如今我国的高铁的速度已经是全球领先水平，但仍有上升的空间，而提速背后所仰仗的就是轨道的可靠。在轨道有所保证下，高铁才能跑的更快更稳。 (部分内容来源：北京铁路、哈尔滨铁路、游龙科普、铁道知识局) |
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