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激光清洗，拯救傳統(tǒng)鋼軌清洗的新生力量！

2017-7-24

來(lái)源:未知

點(diǎn)擊數(shù): 18295 作者:未知

我國(guó)鐵路發(fā)展現(xiàn)狀

2015年底我國(guó)運(yùn)營(yíng)鐵路總長(zhǎng)達(dá)12.1萬(wàn)公里，居世界第二。其中高鐵里程超1.9萬(wàn)公里，居世界第一。中國(guó)高鐵運(yùn)行速度160~320 km/h，要求全部使用無(wú)縫線路（道岔、隧道、橋梁、站臺(tái)等特殊路段除外）；無(wú)縫鐵路能節(jié)省15%以上的維修費(fèi)用，延長(zhǎng)25%的鋼軌使用壽命。

無(wú)縫鋼軌已成為整個(gè)鐵路網(wǎng)絡(luò)的主要鋪軌類型，我國(guó)鐵路線路的無(wú)縫化達(dá)70%以上！

鋼軌表面銹蝕組成：紙質(zhì)標(biāo)簽、氧化皮、銹、漆、油脂、灰塵組成的多組分混合物

無(wú)縫鋼軌生產(chǎn)關(guān)鍵工序?yàn)殇撥壓附?，而鋼軌的清洗技術(shù)對(duì)焊接的影響至關(guān)重要。

傳統(tǒng)的砂輪打磨清洗存在多種問(wèn)題

1、深度打磨，保證清潔度，卻破壞鋼軌表面弧面形貌。鋼軌間及鋼軌與輪轂間存在不均勻過(guò)渡區(qū)及縫隙，列車抖動(dòng)嚴(yán)重，高速運(yùn)行列車產(chǎn)生微顫，降低了乘客的舒適性。

2、減小打磨量，保證弧面形貌，卻導(dǎo)致銹蝕殘留嚴(yán)重。焊接電流大范圍急劇變化（不穩(wěn)度±（200~1600A ））。焊接電流大幅變化，使焊縫產(chǎn)生晶粒粗大、灰斑等難以探測(cè)的缺陷，埋下了嚴(yán)重的安全隱患。

3、目前打磨清洗銹蝕殘留20%~30%，導(dǎo)致焊接失敗率達(dá)10%；修復(fù)工序極為繁瑣，成本達(dá)3萬(wàn)元/焊頭，制約了無(wú)縫鐵路鋪軌生產(chǎn)進(jìn)程。

4、消耗大量砂輪耗材，已對(duì)環(huán)境造成了粉塵污染，對(duì)工人健康產(chǎn)生了嚴(yán)重的危害。

5、鐵路維護(hù)修理工作繁重，激光清洗技術(shù)將替代人工打磨清洗推動(dòng)我國(guó)高效自動(dòng)化鐵路在線修復(fù)工作進(jìn)程。

我國(guó)高速鐵路領(lǐng)域亟需一種更為先進(jìn)的清洗技術(shù)，以解決目前鋼軌焊接所面臨的廢品率高、安全性和舒適性低的現(xiàn)狀，提高無(wú)縫鐵路鋪軌生產(chǎn)質(zhì)量及速率。

激光清洗—自適應(yīng)、選擇性的高效、綠色清洗技術(shù)

1、清洗光源可自適應(yīng)鋼軌弧面形貌，最大程度減少基材破壞

2、激光清洗可實(shí)現(xiàn)污染物選擇性清除，提高清潔度，保護(hù)基材

3、無(wú)耗材綠色清洗技術(shù)，消除粉塵污染，大幅降低清洗成本

4、清洗光源可利用光纖柔性傳輸，與機(jī)器人集成工作

激光清洗技術(shù)可保證鋼軌弧面形貌不受破壞的基礎(chǔ)上，大幅提高清洗質(zhì)量，提升焊接成品率，消除安全隱患，并解決打磨清洗粉塵污染嚴(yán)重的問(wèn)題。

激光清洗+毛化，大幅度提高鋼軌焊接強(qiáng)度及可靠性。

鋼軌激光清洗研究

激光清洗		砂輪打磨清洗
銹蝕清除率	基材損傷深度	銹蝕清除率	基材損傷深度
70%	＜0.01 mm	70%	0.02mm
80%	＜0.01 mm	80%	0.05mm
90%	＜0.01 mm	90%	0.17mm（報(bào)廢）
99%	＜0.01 mm	99%	0.2mm（報(bào)廢）

激光清洗：銹蝕清除率大于99%，基材損傷＜0.01mm

打磨清洗：銹蝕清除率≈70%~80%，基材損傷＞0.05mm

最大限度保護(hù)鋼軌輪廓形貌基礎(chǔ)上，大幅度提高銹蝕清除率。

本技術(shù)已獲鄭州鐵路局立項(xiàng)批準(zhǔn)，將在鄭州路段試測(cè)及生產(chǎn)，對(duì)該技術(shù)給與了充分的肯定。

關(guān)鍵技術(shù)水平

采用自主研發(fā)的高峰值功率全固態(tài)激光器進(jìn)行激光清洗裝備的研制及工藝的研究

激光器參數(shù)指標(biāo)
名稱	指標(biāo)
輸出波長(zhǎng)	1064nm
平均功率	500-1000W
光束質(zhì)量(BPP)	*< 10mmmrad**
脈沖寬度	~100ns
重復(fù)頻率	10~30kHz
峰值功率	160~500kW
功率不穩(wěn)定度	< ±5%
輸出方式	400~1000μm光纖

國(guó)內(nèi)首臺(tái)國(guó)產(chǎn)化激光清洗裝備

整機(jī)尺寸1103×256×124（mm），耗電量4kW/h，售價(jià)是國(guó)外同產(chǎn)品的1/4，處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先地位。

鋼軌清洗現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)

可實(shí)現(xiàn)移動(dòng)式鋼軌清洗及固定式鋼板清洗

隨著我國(guó)高速鐵路的快速發(fā)展，在鋼軌清洗方面存在著巨大需求及問(wèn)題。研發(fā)國(guó)產(chǎn)高效、綠色激光鋼軌清洗裝備以及研究相關(guān)清洗工藝、解決我國(guó)高速軌道生產(chǎn)企業(yè)在鋼軌清洗中存在的多個(gè)關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，對(duì)推動(dòng)我國(guó)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的科研發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步，將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。