自主化钢轨闪光焊接技术及装备

中国铁道科学研究院集团有限公司

   

    项目数年来持续开展钢轨闪光焊接技术攻关，引领我国钢轨闪光焊接技术及装备自主化创新发展，实现了用中国装备、中国技术、中国标准焊接中国钢轨，架起遍布神州的铁路网，推动中国高铁技术走向世界。

    一、主要科技创新

    在钢轨固定式闪光焊接方面，立足中国特色钢轨焊接质量管理体系和技术标准，研制GHG-800型直流固定式钢轨闪光焊机；打破了我国铁路钢轨焊接关键核心装备长期依赖进口的局面，填补了国内在该领域的技术空白；首次构建融合连续、脉动和预热焊接工艺的多机制焊接工艺平台；构建符合中国钢轨特性的固定式闪光焊接工艺体系。该型装备已在济南铁路局、上海铁路局开展应用，焊接质量优异。

    在钢轨移动式闪光焊接方面，首创移动式钢轨闪光焊接和感应热处理一体机，大幅提高现场焊轨作业效率，开创了我国钢轨现场焊接作业新模式；走出了我国钢轨现场闪光焊接装备自主化、体系化创新的道路；创立了应用场景驱动的装备开发与工艺研发新模式；建立了适应于我国高速铁路快速发展的现场钢轨焊接装备与工艺技术体系。首创小型固定式钢轨闪光焊机和感应热处理机，并集成安装在铁路平车上，建立“可移动式小型焊轨基地”，在卸轨的同时将500m长钢轨焊连成1000m以上的单元轨节，形成一体化焊轨列车。将离散的作业工序集成于一套大型的装备实现，通过装备的功能集成实现钢轨焊接的工序集成，构建了一体化换轨作业的新模式。

    在钢轨成套焊接生产线方面。首次提出成套焊轨生产线装备预组装集成技术和“一机双线”，解决了海外铁路项目面临的焊轨基地建设周期长、成本高和设备重复再用不便等难题；研发成套焊轨生产线一体化智能控制技术，实现了生产线设备状态及全工艺流程数据的采集、分析、预警以及溯源等功能，为临时性焊轨基地建设提供了系统的解决方案，填补了该领域的国际空白。该成果实现了基于中国标准的高质量、低成本、短周期、智能化基地焊轨技术集成，成功应用于雅万高铁、中老铁路建设，为我国高铁技术的国际化作出重要贡献。集成式焊轨生产线全部装备采用中国技术、采用中国工艺、执行中国标准，是我国钢轨焊接技术整体国际化的创新范例。

    二、项目评价

    项目团队聚焦关键瓶颈问题，面向我国铁路长钢轨焊接全流程、多场景应用需求，走出了一条钢轨闪光焊接技术和装备自主化发展的成功之路，为保障我国铁路安全发展、推动铁路科技自立自强作出重要贡献。项目成果创新性突出，经济效益显著，填补多项技术空白，总体达到国际先进水平。

    三、项目成果及效益

    项目获发明专利19项、实用新型专利35项、外观设计专利4项、软件著作权3项，发表论文36篇。

    项目自主研发了大型直流固定式钢轨闪光焊机、移动式钢轨闪光焊接和热处理一体机、一体化焊轨列车用闪光焊机、集成型焊轨生产线及管理系统等系列化铁路钢轨焊接装备，建立了完备的钢轨闪光焊接技术体系，实现了使用完全自主化的国产钢轨闪光焊接装备生产铁路用长钢轨、铺设无缝线路，成果在大秦铁路、京沪高铁、京广高铁等重要铁路线路维护，以及雅万高铁、中老铁路等海外铁路项目建设中发挥了重要作用，为完善和发展我国现代化钢轨焊接技术体系奠定坚实基础，为增强我国铁路科技核心竞争力和创新水平作出重要贡献。