当前铁路处在一个高速发展的时代，铁路的速度、运力、里程在高速提升，随之而来的就是对运行线路越来越高的要求，其关键还是在于无缝铁路的普及，而钢轨无缝化目前主要采取焊接的方式，常见的钢轨焊接方法主要可分为四种：接触焊、气压焊、铝热焊及窄间隙电弧焊接。对于以上几种焊接方式，接下来从焊接原理、方法以及各自特点进行比较。
一、焊接原理
1、接触焊。也称为电阻焊或闪光接触焊，是通过将两轨对接，经过电加热、溶化、挤压、塑性变形再结晶的高温加压过程，使两轨联接。
2、气压焊。分为熔化气压焊和塑性气压焊两种，绝大多数采用塑性气压焊。这种方法是将钢轨两清洁端面紧密贴合，用气体火焰加热，待贴面及附近被加热至塑性状态，金属原子具有足够的“活化能”，并穿过界面互相急剧扩散时，即对贴合面加以顶锻，以达到原子间的金属链连接，完成重新再结晶，使两根钢轨焊接在一起。
3、铝热焊。是一种以化学反应热为热源的焊接方法。该方法利用铝和钢屑的机械混合物，用特制火柴点燃，使其瞬间温度达到1200~1300℃，混合物急剧反应，铁水下沉，氧化铝以渣的形态浮于溶化金属上面。反应结束后，让溶化物经过漏斗浇入预制好的砂模内与预热温度达900℃以上的钢轨端部整个断面融合，完成两轨间的内部焊接。
4、窄间隙电弧焊接。所谓电弧焊，简单地说，就是使用焊条在电弧作用下的焊接方法，就像大家通常见到的人工使用焊条的焊接方法一样。电弧焊利用电弧的热量熔化金属；电弧焊条的金属部分，熔化后可以和焊接材料熔合；电弧焊条的焊剂可以帮助清除氧化物，并顺利完成焊接任务。
二、焊接方法及优缺点
1、接触焊。这种焊接方法主要用在各个焊轨厂，因为厂内焊接可以保证钢轨的焊接质量。在厂内焊接时通常将100m长的定尺轨放在特定的机具里，然后根据电流的热效应原理进行加热，当钢轨加热到塑性状态时，然后以极快的速度给予挤压。优点是用这种方法焊接的钢轨其强度和母材相当，而且表面光滑，易于打磨成型。缺点是这种方法有一定的局限性，只能在厂内进行钢轨的焊接。
2、气压焊。这种焊接方法主要是利用乙炔气体和氧气反应产生热量进行钢轨的焊接，和闪光焊一样，当钢轨加热到塑性状态时，在预施的压力作用下，将两股钢轨挤压在一起，从而把钢轨焊接起来。这种方法一般适用于室外工地，由于受外界环境的干扰，焊接质量远不如闪光接触焊，通常在万不得已的时候不会采用这种焊接方法。优点就是方便，适合室外作业。
3、铝热焊。同气压焊这种焊接方法也适用于室外工地，其焊接原理是利用铁铝的氧化还原反应，在氧化过程中会放出大量的热，生成的铁水将两股钢轨焊接在一起。铝热焊适用于道岔、有线应力放散、断轨抢修和日常换轨等工作。
4、窄间隙电弧焊接。是一种采用窄缝焊接接头来实现的焊接方法。原理是通过控制焊条与工件之间的间隙和角度，使电弧焊在较窄接缝中传播，从而避免了对工件的过度加热和变形。相较于普通焊接，窄间隙焊接具有窄缝较小、焊接位置简单、注入量少等特点。适用于大型铁路工程，可以快速、高效地完成钢轨的连接。这种方法适用于对焊接质量要求较高的场合。
三、焊接方式比较
不同的焊接方式在焊前准备、焊缝预留以及操作方式上都是不同的。
1、接触焊需要对钢轨轨腰距离端面80CM范围内进行除锈，以保障焊机电极导电良好。将焊机落到钢轨上，焊缝预留3-5MM，夹紧焊机，启动焊机程序，焊接过程自动进行，计算机采集整个焊接过程各项参数并全过程监控。另外焊接程序还有预判焊接结果的功能，能及时发现焊接过程是否良好。
2、气压焊焊接前要对钢轨端面进行清洁，不能有任何杂质、水滴等，通过用氧气，乙炔的燃烧产生的热量对其加热，当加热到足够温度后，快速加压顶锻，保压推瘤。
3、铝热焊焊接前要把钢轨对平顺，预留27-33MM的焊缝，安装上砂模、砂箱，采用丙烷、氧气对钢轨焊缝进行加热，当加热到足够的温度后，快速放上铝热焊焊剂，待反应完全，流到焊缝里的金属凝固之后，除去砂型，并快速用推瘤刀进行推瘤，加热前砂箱一定要密封好，不能有泄露，同时焊缝预留量也不要超多标准范围，否则会使焊缝强度低或者出现焊剂不足的情况。
4、窄间隙电弧焊接。①对于焊接厚钢板，需要在接口处开出斜槽，以便熔化焊缝，并让熔化的焊条金属材料堆砌后完成焊接任务。可是对于钢轨，不能开槽，也不能从侧面焊接，只能采用对接方式；于是需要清理端面，端面之间留有缝隙，还要在侧面装配耐火模具；让焊条插入缝隙，采用一种‘堆焊’的方式焊接钢轨。②焊条和焊接剂的成分要和钢轨成分相适应，焊条要烘干，焊缝约20mm，焊条要插入焊缝内焊接。③预热。预热过程采用了气焊焊炬进行预热，经验是预热到300-350℃，可利用红外测温枪确保预热达到指定的温度。④焊后热处理。焊接工作完成后，局部热应力很大，需要用气焊焊炬加热到600-650℃，还要利用石棉毡进行保温，以防止焊后急泠导致裂纹出现。⑤对焊缝探伤和精细打磨。
四、总结
钢轨焊接方式多种多样，每一种焊接方式都在不断地完善中，随着铁路的高速发展，焊接方式也必将迎来崭新的时代。
