Ein weiterer Technologiesprung ist die Fähigkeit des APT 1500 R, Verspannungsschweißungen ohne zusätzliches Ziehgerät durchzuführen.
Verantwortlich dafür sind mehrere konstruktive Besonderheiten, hier die drei wichtigsten: Der maximale Ziehweg beträgt 250 mm. Damit können unter verschiedensten Bedingungen Verspannungsschweißungen durchgeführt werden. Zudem die Zugkraft: Sie ist mit 1.500 kN großzügig dimensioniert. Und zuletzt der Abschervorgang: Grundsätzlich müssen beim Verspannungsschweißen die Schienen so lange fixiert bleiben, bis die Schweißung durch ausreichende Abkühlung den eingebrachten Zugkräften in der Schiene standhält.
Abgeschert werden muss jedoch unmittelbar nach dem Stauchschlag. Klemmbacken und Abscherwerkzeug sind daher so angeordnet, dass ein Abscheren unmittelbar nach dem Stauchschlag möglich ist, ohne dabei die Klemmbacken öffnen zu müssen.
Damit wird eine wesentliche Forderung der Norm erfüllt, wonach die Schweißung während des Abscherens unter Druck stehen muss.
Bei Verspannungsschweißungen unter der definierten Neutraltemperatur muss die Schiene in Längsrichtung gedehnt werden, um die temperaturbedingte Längenänderung zu kompensieren. Das gleichmäßige Dehnen der Schienen erfordert Vorbereitungsarbeit. Schienenbefestigungen müssen über eine definierte Länge gelöst werden.
Die vom Schweißwerk gelieferten Langschienen werden direkt auf der Baustelle miteinander verschweißt. Dabei lässt man in regelmäßigen Abständen, zum Beispiel alle 720 m Schweißungen aus. Diese werden dann zuletzt als Verspannungsschweißungen ausgeführt, wodurch das lückenlos verschweißte Gleis entsteht. Bei ihrer Durchführung muss das temperaturabhängige Verhalten der Schienen berücksichtigt werden.
In einem endlos verschweißten Gleis entstehen bei tiefen Temperaturen Zugspannungen, da sich das Schienenmaterial aufgrund seiner physikalischen Eigenschaften zusammenziehen wird. Bei hohen Temperaturen bilden sich Druckspannungen, da die Schiene an ihrer Ausdehnung gehindert wird. Bei einer bestimmten Temperatur liegt das Gleis jedoch spannungsfrei. Das ist die sogenannte Neutraltemperatur, welche länderabhängig für die Schiene (entsprechend den klimatischen Bedingungen) definiert wird.
Die Verspannungsschweißungen werden unterhalb der Neutraltemperatur durchgeführt. Für den Schweißvorgang müssen aber jene Kräfteverhältnisse in den Schienen hergestellt werden, die bei Neutraltemperatur herrschen. Das geschieht durch Vorbereitung einer Lücke zwischen den Schienenenden, deren Größe sich nach der temperaturbedingten Längendifferenz zwischen Neutraltemperatur und momentaner Schienentemperatur richtet. Diese Lücke wird vor dem Schweißvorgang durch Dehnen der Schienen geschlossen, wodurch sich die Kräfte in den Schienen den momentanen Temperaturbedingungen anpassen.
Verspannungsschweißungen werden auch beim Tausch einzelner Schienenstücke (z. B. Reparatur von Schienenbrüchen) nötig.
Der Schweißroboter verfügt über eine integrierte berührungslose Temperaturmessung, damit hochlegierte Schienen nach dem Verschweißen mittels einer gezielten Zeit-Temperatur-Umwandlungskurve abgekühlt werden können (gezielte Nachwärmimpulse). Dadurch kann sich die gewünschte feinkristalline Struktur des Schienenmaterials ausbilden. Bei kopfgehärteten Schienen wird durch Einblasen komprimierter Umgebungsluft auf den Schienenkopf der Abkühlvorgang beschleunigt.
Völlig neu konzipiert ist zum Beispiel die Aufbereitung des Schweißstromes. Dieser hat vor der Transformierung und Gleichrichtung im Schweißroboter eine Frequenz von 1.000 Hz. Dadurch hat er nach der Gleichrichtung eine geringe Restwelligkeit, was sich positiv auf die Schweißqualität auswirkt. Außerdem ermöglicht diese Technik eine deutlich geringere Baugröße der Transformatoren.
