地鐵電纜與鋼軌快速銅熱焊接方法的分析探討 - 無圖版
chenyl --- 2006-12-20 11:43:38
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近幾年,城市軌道交通發(fā)展風起云涌,好戲連臺,目前國內(nèi)４０多座百萬人口以上的特大城市中，已經(jīng)有３０多座城市開展了城市快速軌道的建設(shè)或建設(shè)前期工作，約有１４個大城市上報城市軌道交通網(wǎng)規(guī)劃方案，擬規(guī)劃建設(shè)５５條線路，長約１５００公里。資料顯示，“十五”計劃期間，中國地鐵建設(shè)投資預(yù)計高達２０００億元；“十一五”期間預(yù)計各城市在軌道交通建設(shè)方面還將投資２０００多億元。
軌道交通的快速發(fā)展，為電線電纜行業(yè)帶來難得機遇，研究和探討電纜與鋼軌焊接，很有必要。
在地鐵系統(tǒng)中，鋼軌不僅要直接承擔車輛的荷重，還要作為牽引供電系統(tǒng)的回流軌，也是信號系統(tǒng)中諧振軌道電路的載體。目前，北京、上海、廣州、天津和武漢的地鐵中，供電系統(tǒng)回流線電纜和信號系統(tǒng)軌連接電纜與鋼軌連接主要采用快速銅熱焊接方法，而國外已經(jīng)逐步采用栓接方法。
快速銅熱焊接法是鋁熱焊的一種，其反映機理為3Cu2O+2Al=6Cu+Al2O3。焊接工具有電纜套筒、點火器、模具（與夾具一體）和焊劑。
用快速銅熱焊接法并選用A國和B國產(chǎn)兩種焊藥分別焊接2個和3個電纜與鋼軌（50kg/m的U71Mn）的接頭，其中B國焊藥規(guī)定焊接前對鋼軌加熱到120℃，焊后用保溫罩保溫。對焊接接頭進行了顯微組織觀察、顯微硬度和疲勞試驗分析。
分別選取采用A國和B國焊藥的焊接接頭各一個，將接頭部位沿中部橫向切開。觀察切口，發(fā)現(xiàn)切口銅部位延熔合線出現(xiàn)較多氣孔，并伴有為熔合缺陷。這是由于銅及其合金的導(dǎo)熱系數(shù)、線膨脹系數(shù)和收縮率大，焊后冷卻速度快，使之易出現(xiàn)氣孔和未熔合缺陷。
根據(jù)鐵路鋼軌焊補的經(jīng)驗，建議對施焊前對鋼軌一定長度預(yù)熱到400℃以上，焊后進行保溫；同時建議對地鐵軌道應(yīng)選在環(huán)境溫度20℃左右時施工，以防溫差等原因，導(dǎo)致鋼軌內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生。
快速銅熱焊接法在進行電纜與鋼軌焊接時，由于工藝原因，在鋼軌側(cè)熱影響區(qū)出現(xiàn)高硬度馬氏體組織，導(dǎo)致鋼軌局部區(qū)域脆化，造成地鐵運行中容易出現(xiàn)鋼軌損傷。對其工藝的改進方法較復(fù)雜，需要一定的人力和物力�，F(xiàn)今，鐵路秦沈客運專線的電纜與鋼軌連接采用栓接方法。目前，北京地鐵正在進行該種方法的研究。栓接方法是未來地鐵電纜與鋼軌連接的發(fā)展方向。
onewindy --- 2011-03-10 21:04:05
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學習了，多謝。
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