随着国民经济的快速增长,许多大型钢结构都要求采用大厚度钢板连接,同时国内外高速铁路的铺设与日俱增,使钢轨的现场无缝焊接成为高铁建设中的一项重要工作,受到运输等条件的制约,钢轨不能在工厂进行过长生产,而当前现场的钢轨接头主要靠鱼尾板连接,这样会使得焊接接头质量及可靠性变差,而且存在焊接成本高、金属消耗大、效率低、对施工人员的技术要求高等问题,这就迫切需要开发适合新型无缝钢轨焊接技术以满足高质量、高效率、高精度和高效益的要求。本文以焊剂带约束熔化极电孤超窄间隙焊接方法为工艺背景,研制出焊剂带约束电弧超窄间隙焊接装置。该装置引入焊剂带约束电弧的焊接方法,有效地抑制了电弧的攀升,得到了良好的焊接接头与焊接质量。本装置主要由机械结构部分与控制部分组成。机械设计部分采用了简单方便、移动性强的夹钳、平行导轨、竖直导轨等,解决了在现场焊接钢轨等焊接过程中装置不便移动、可操作性弱、效率低、对施工人员技术要求高等问题,提高了焊接效率及焊接质量。装置控制部分主要以单片机为控制核心,集显示、检测、调速、焊接启停等功能为一体的超窄间隙焊接控制系统,满足对焊接速度的随时调节,增大人机交流程度,克服焊接开始结束时虚焊漏焊等缺点,提高间隙对接质量,实现焊接滑块准确停止,有利于自动焊接设备在实际工程中的应用。本文设计了合理的现场焊接试验方案,以钢轨作为母材进行现场的超窄间隙无缝对接试验,根据实验结果分析装置的合理性、可靠性、实用性,并对焊接工艺进一步探索研究。试验结果表明,焊接过程中焊接电机与送丝电机启停间的延时时间保持在0.5-1.0s之间,反变形角度保持在2.15-2.3°。