香港鐵路普遍使用來焊接長軌的方法主要是熱劑壓接法 (Thermit welding) 和閃電對頭焊接法 (Flash Butt Welding)。熱劑壓接法是用特制的鋁粉 , 混合氧化鐵粉Fe2O3 , 利用置換反應 (Displacement reaction) 的原理焊接(即一種活潑性較高的金屬把一種較低活潑性金屬從它的化合物中抽取出來, 較活潑的金屬則變?yōu)榛衔?。而閃電對頭焊接法則利用鋼軌的電阻來加熱鋼軌 , 令鋼軌接口溶化使其接合。
熱劑壓接法的焊接程序 :
1. 把鋁粉與氧化鐵粉混含
2. 將之點燃 , 在熱力達到攝氏1000度時便會產生鐵溶液Fe(l)
3. 再將鐵溶液由砂模注入預先加熱的鋼軌接頭處 , 如下圖 :
4. 待鋼軌溶化后便將之接合
5. 鋼軌冷卻后將砂模除去 , 再把軌面磨平便成 , 如下圖 :
化學式 :
2Al(s) + Fe2O3(s) ----> Al2O3(s) + 2Fe(l)
注意 : 在化學反應后所產生的氧化鋁會浮上表面所以不會混入鐵溶液內。
熱劑壓接法所焊接的鋼軌 , 雖然接頭強度僅達母材強度的85% , 但其優(yōu)點為設備簡單 , 可在工地TRANBBS施工, 適合用于窄小的地方。
注 : 以上兩張圖片均摘錄自九廣輕鐵服務承諾1999小冊子內。
閃電對頭焊接法的焊接程序 :
1. 把即將焊接的鋼軌接合表面清潔干凈
2. 把兩條鋼軌對齊 , 然后通上大電流(需用低電壓)
3. 把兩條鋼軌輕輕一碰 , 鋼軌電阻所產生的高熱會使接口溶合
4. 待鋼軌冷卻后 , 把表面磨平便成
閃電對頭焊接法的焊接強度大 , 達母材的99% , 但是所需的設備比較大型 , 所以需在廠房內施工。
閃電對頭焊接的設備
因為路軌鋪設現場的空間一般也很少 , 所以焊接工序會盡量在廠房內進行。東鐵使用熱劑壓接法在廠房把每條長25m的鋼軌先焊接成100m的長度, 再運往工地現場用同一方法與其余的鋼軌連接起來 ;而地鐵則使用閃電對頭焊接法于廠房里把每條長18m的鋼軌焊接成72m長,然后運往工地使用熱劑壓接法將之連接成長軌。
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