香港地铁钢轨的焊接方法

香港铁路普遍使用来焊接长轨的方法主要是热剂压接法 (Thermit welding) 和闪电对头焊接法 (Flash Butt Welding)。热剂压接法是用特制的铝粉 , 混合氧化铁粉Fe2O3 , 利用置换反应 (Displacement reaction) 的原理焊接(即一种活泼性较高的金属把一种较低活泼性金属从它的化合物中抽取出来 , 较活泼的金属则变为化合物)。而闪电对头焊接法则利用钢轨的电阻来加热钢轨 , 令钢轨接口溶化使其接合。

    热剂压接法的焊接程序 :

    1. 把铝粉与氧化铁粉混含

    2. 将之点燃 , 在热力达到摄氏1000度时便会产生铁溶液Fe(l)

    3. 再将铁溶液由砂模注入预先加热的钢轨接头处 , 如下图 :

    

    4. 待钢轨溶化后便将之接合

    5. 钢轨冷却后将砂模除去 , 再把轨面磨平便成 , 如下图 :

    

    化学式 :

    2Al(s) + Fe2O3(s) ----> Al2O3(s) + 2Fe(l)

    注意 : 在化学反应后所产生的氧化铝会浮上表面所以不会混入铁溶液内。

    热剂压接法所焊接的钢轨 , 虽然接头强度仅达母材强度的85% , 但其优点为设备简单 , 可在工地TRANBBS施工 , 适合用于窄小的地方。

    注 : 以上两张图片均摘录自九广轻铁服务承诺1999小册子内。

    闪电对头焊接法的焊接程序 :

    1. 把即将焊接的钢轨接合表面清洁干净

    2. 把两条钢轨对齐 , 然后通上大电流(需用低电压)

    3. 把两条钢轨轻轻一碰 , 钢轨电阻所产生的高热会使接口溶合

    4. 待钢轨冷却后 , 把表面磨平便成

    闪电对头焊接法的焊接强度大 , 达母材的99% , 但是所需的设备比较大型 , 所以需在厂房内施工。

    

    闪电对头焊接的设备

    由厂房到工地 :

    因为路轨铺设现场的空间一般也很少 , 所以焊接工序会尽量在厂房内进行。东铁使用热剂压接法在厂房把每条长25m的钢轨先焊接成100m的长度 , 再运往工地现场用同一方法与其余的钢轨连接起来 ; 而地铁则使用闪电对头焊接法于厂房里把每条长18m的钢轨焊接成72m长 , 然后运往工地使用热剂压接法将之连接成长轨。