钢轨焊接是无缝线路建设工程中的关键环节。随着高速重载铁路的快速发展，对钢轨材料的强度、耐磨性等提出了更高要求。由于钢轨强度级别提高，截面越来越大，材料的可焊性越来越差。控制焊接过程与工艺参数，实现最佳焊接温度场和顶锻变形，使焊头金属获得优异性能，对于保证线路工程质量，减少或消除列车运行安全隐患具有重要意义。 本文利用有限元分析软件ANSYS，对钢轨气压焊温度场进行了模拟计算；借助Gleeble-2000热模拟试验机对钢轨焊接挤压变形过程进行了模拟实验。在此基础上，开发专用焊接工艺参数采集系统，检测数字化钢轨气压焊机焊接过程工艺参数，研究了压力控制方式对钢轨焊接质量的影响，提出了钢轨焊接适用的恒位移控制与变速顶锻控制的质量控制新技术和新方法。 结果表明：本文建立的三维温度场模型，能够反映钢轨气压焊温度场动态变化规律，可用于加热器火孔定量调整与优化，以及焊接工艺参数选择；钢轨气压焊顶锻量的计算应含钢轨在加热阶段产生的轴向变化量，当顶锻量为35mm～40mm时，接头质量优异；在原有焊轨装备的控制系统中，采用恒位移控制和变速顶锻工艺的柔性控制新技术，可减少或消除焊接缺陷。