本发明公开了一种铁路长钢轨换铺作业车载焊接设备及焊接作业方法，包括焊接作业车和动力平板车、闪光焊机、热处理机、辅助对中装置a1、辅助对中装置b1、辅助对中装置a2、辅助对中装置b2、矫直机a、矫直机b、控制器，第一焊接机头上集成有第一热处理机头，第二焊接机头上集成有第二热处理机头，第一焊接机头和第二焊接机头均沿焊接作业车的长度方向可滑移设置；辅助对中装置a1用于辅助夹持钢轨a1，辅助对中装置a2用于辅助夹持钢轨a2，辅助对中装置b1用于辅助夹持钢轨b1，辅助对中装置b2用于辅助夹持钢轨b2。本发明提供的铁路长钢轨换铺作业车载焊接设备及焊接作业方法，提高了换轨效率，且减少了焊接接头的变形量。