王国章

（施密特钢轨技术（昆山）有限公司，江苏 苏州 215300）

1 铝热焊简介及其在钢轨焊接中的应用

1895年，德国汉斯·高德斯密特教授（Dr.Hans Goldschmidt）应用氧化－还原反应的原理发明了铝热焊技术；1914年，铝热焊（Thermit Welding）首次用于柏林有轨电车焊接。从此以后，铝热焊在全球的铁路系统钢轨焊接作业中成为主要的焊接方法之一。1966年，中国开始从德国Halle（Saale）工厂引进施密特铝热焊焊接技术。

铝热焊，利用铝粉与金属氧化铁的氧化－还原反应生成大量热的同时，还原出铁来熔化钢轨，经过6s～18s的镇静过程（主要表现为钢水下沉、氧化铝等焊渣上浮），与母材钢轨一起形成接头的一种特种焊焊接工艺。其主要的铝热反应方程式如下：

2Al+Fe2O3→2Fe+Al2O3+850KJ

据测算，在铝热焊接过程中，钢液的温度可达2500℃～3500℃；通过加入适当的冷金属添加剂，可以使钢液温度降至2000℃～2100℃左右。这样，既能够充分提高钢的生成率，也能够更好的控制焊缝及热影响区的冶金反应及金属结晶和组织相变，从而能够获得理想的珠光体加少量的铁素体的金相组织，达到中国国家铁路局对钢轨铝热焊焊接接头的全面质量要求。

2 SkV-Elite铝热焊工艺过程及焊接材料介绍

2002年，德国高德·斯密特集团在总结了过去一个世纪以来铝热焊经验的基础之上，优化了三注孔的SkV-F铝热焊工艺，从而推出了一款新的、短时间预热的SkV-Elite铝热焊工艺方法，其完整的工艺流程图如下。

图1 SkV-Elite铝热焊工艺过程

一次性使用的铝热焊主要焊接材料包括：①砂型，②分流塞，③一次性坩埚，④铝热焊剂，⑤点火器具（通常使用高温火柴），⑥封箱砂等。……