道轨铝热接技术施工方案.doc

一、施工前准备：本次施工因在高空进行，焊接工艺要求比较严格，所以要做到每个接头全面清扫，清理毛刺及锈斑。测量接头的直线、高低偏差以及倾斜度。甲方制定焊接时间并派人指定工作区域和工作电源，乙方首先准备好所有工器具，架设安全绳，设安全标志等。二、测量调整：用水准仪分段进行测量轨道的高低误差，用=0.5mm钢丝进行轨道的直线测量，并做调整。将道轨接头用水平尺检测，两点的高低差（2mm）超过标准的进行调整处理。接头超过的用角形砂轮进行处理。缝隙控制在7-10mm以内，以备焊接时面积增大，强度加强，质量稳定等。三、焊接技术说明1、桥式、门式起重机一般为双梁双轨结构，行车在桥主梁的轨道上运行。我国以前设计的行车主梁的轨道一般为分段有间隙机械连接，即按钢轨长度在接口处进行适当打磨或加工，靠紧对接，用夹板固定而成，每12.5米或25米就有一处接口存在。使行车在经过接头时引起冲击和振动，造成钢梁开裂、变形，并对行车的轮轴、电器等方面形成种种危害。特别是近些年随着我国钢铁行业大发展，港口、货场扩建，产能产量扩大，吊重成倍增加，行车行走密度加大，对轨道线路的环境提出了更高的要求。因此，如何消除行车轨道的接口，是厂房行车轨道技术改造的重要课题。为减少和消除这些危害,延长设备维修周期，以保障生产连续的需要，就必须采用焊接整体轨道来替代分段机械连接式接口。铁道线路的提速也是以将铺设的钢轨进行无缝焊接改造为前提的，而高速铁路更是全程无缝。对于钢轨的无缝焊接工艺,目前我国主要采用气压焊、接触电阻焊、手工电弧焊法和铝热焊法。其中,铝热焊法已被国内外公认为是一种高效率的现场快速焊接方式。其特点是:设备简单、操作方便、效率高，工作条件适应性强,焊接接头质量稳定可靠。 六十年代以来，我国已成功的将铝热焊接技术应用于铁路无缝联合接头的焊接。现在我国的铁道营运的无缝线路已达五万多公里。而对于大型起重轨道因其横截面尺寸大等原因，未能形成稳定的焊接工艺而较少采用铝热焊。我公司经过多年探索、实践，在进行了大量试验和现场实际焊接、跟踪调查后总结出了一套完整、成熟的大型起重轨道铝热焊焊接工艺。我公司采用的铁DE系列铝热焊剂产品，可完全满足24kg/m、38kg/m、43kg/m、50kg/m钢轨，和QV70、80、100、120、150等型号起重轨道联合接头的无缝焊接。包括国外进口的相关材质、型号钢轨的焊接。焊后其各项物理性能指标及焊缝硬度等，均符合各类型钢轨焊后机械性能要求。铁道部武汉研究院生产的铝热焊接材料在2000年前后在由铁道部组织的在济南铁路局、郑州铁路局、柳州铁路局举办的多次无缝线路铝热焊接技术比武中，与进口的法国、德国产铝热焊剂同场竟技，焊后接头质量经质量检测部门检测，我公司利用铝热焊剂焊接的轨道，均达到TB/T1632-2005标准。 采用铝热焊接工艺进行轨道的无缝焊接，其最大特点是待焊轨头不需作特殊处理，不受现场场地环境影响，整个焊接过程的质量控制由预热时间、氧气流量、液化气压力等固定参数作保证，易于操作人员直接掌握，不受其它因素影响。采用新型一次性坩埚，使操作更简单、使用更安全、质量更可靠。单个轨头施焊过程完毕只需约3060分钟，相对于其它焊接方法省时、省工。而焊接焊头质量大幅提高，轨道使用时间延长。 2、轨道焊接变形的控制钢轨端头预先垫起的高度，依钢轨的品种、长度和固定情况以及环境温度等因素而定，采用预先用紫铜垫板及碳钢板将钢轨端头垫起3040mm，利用已制作好的螺栓和压板等联接件，拧紧螺帽使钢轨固定在轨道梁上，每一钢轨接头附近至少设置4处固定点。当焊完轨底部以后，松开压板，将钢轨端头的垫起部分降低到20mm，再拧紧压板螺帽。当焊接轨腰部分时，逐渐降低垫板高度，当轨腰部分焊完时，应拆除全部垫板，并松开压板，此时轨道接头处应有很小的上翘值，在施焊轨头过程中，根据钢轨恢复平直的情况，决定是否再拧紧压板螺母。在全部施焊过程中，必须随时用直钢板尺检查钢轨接头的变形情况，随时调整接头的高度和紧松压板来控制钢轨接头的变形。在施焊前固定钢轨接头时，2根钢轨端头之间所留的间隙是上宽下窄，以轨底间隙为准，不得小于12mm，也不宜过宽，一般控制在1518mm范围内。在调整固定钢轨接头时，除了保证端头间隙的尺寸以外，还必须使2根钢轨端头对齐，不得有歪扭和错开等现象。在焊接前与施焊过程中，应严格检查并确保2根钢轨中心线的位置在一条线上，以防止轨道焊接完毕时，通常有弯曲不直现象发生。用弯钩螺栓固定的钢轨，焊接其轨道接头时，可根据具体情况参照上述方法，设置临时卡具固定钢轨，以便焊接。四、焊接铝热焊接的性能特点铝热焊接是将铝粉、氧化铁粉、铁屑及铁合金或稀土元素等，按一定比例配合起来，组成铝热焊剂，然后用高温火柴点燃焊剂，使其发生激烈的化学和抬金反应。在反应过程中Fe被还原，由于铁的密度大于溶渣，铁沉于坩锅底部，Al氧化成AI：O，溶擅浮于坩锅上部，同时产生大量热量，高温的钢水浇入扣在轨缝上的砂型中，钢水将两轨端熔化，又作为填充金属将轨道焊接起来。焊接准备顺序：1清理轨道头2砂型3堵口钉4焊剂配置5熔渣6锕水7坩锅整理。坩锅盖铝热焊接轨道接头的质量指标主要有弯曲强度、疲劳性能、挠度与化学成份等四个方面。起重机轨道在使用过程中主要承受起重机通过时所产生的交变负荷，这种负荷是应力符号不变的脉动疲劳负荷。如果轨道接头焊接质量不高，焊接内部存在缺陷，将引起接头疲劳断裂。我们取应力周期数N=210时的最大应力为接头的疲劳极限。铝热焊接轨道的疲劳性能与焊剂的成分、焊接工艺、焊筋形状以及金相组织有直接关系。由工艺不合理造成焊缝内部的缩孔松疏，由预热不当而造成的金相组织晶粒粗大，或焊筋过大等都能使接头的疲劳极限降低轨道焊接接头在使用过程中，由于经常受起重机车轮的冲击、磨耗，因此焊缝接头表面的硬度要求与原轨道表面硬度接近。如果接头硬度过低，将会在焊缝处出现“低接头的现象。焊缝金属的化学成分决定了接头的强度、硬度和冲击韧性等性能，它应与所焊轨道的机械性能相适应才不会出现“低接头”脆断等弊病。在满足疲劳性能、挠度和化学成分等质量指标的情况下，接头弯衄强度应是有保证的。轨道铝热焊接应注意的问怎断裂的起重机轨道采用铝热焊接抢修时，应首先把断裂处的轨道压板螺栓松掉，割去断头两边共1 m左右的轨道，再把新的约1m长的轨道放在原来的位置上，重新将轨道压板压在轨道上以防变形：接头处留出约2530mm间隙，接头下面的轨道垫起5mm。根据轨道型号做一只与之相配合的砂型，用石英砂和特殊胶水将其牢牢地粘在轨道的接头上，一定要粘牢不能有间隙，否则易引起漏钢，给安全带来危险。反应用坩锅应卡在轨道接头上方，根据轨道的成分在坩锅里放入按一定比例组成的与毓道成分相配的焊剂。在采取安全措施后，对轨道接头加热到发红的某一温度，停止加热后把轨道上方的坩锅转90到轨道接头上方，此时用点火棒点燃坩锅内的焊剂，在激烈的化学反应生成钢水后，打掉坩锅底下的堵口钉，使钢水浇到砂型内。浇完钢水拿去坩锅，让接头保温一段时间再去掉砂型，然后应打击浇铸好的接头处红钢，再打磨接头处轨道表面与两侧，起重机轨道接头就算焊好了。在焊接中应注意的问题是；(1)轨道的预热温度要掌握好，预热温度(2)打堵口针的时间要掌握好，时间短反应不完全，影响浇铸质量；时间长则影响温度。(3)浇铸后一定要经过锤击，使晶粒细化，消除应力，并使网状铁素体在锻打后形成有方向性的带状组织。当然还可以对焊缝进行热处理，例如正火、表面淬火，以进一步消除焊接应力，细化晶粒，提高韧性、疲劳强度和表面硬度。(4)放置砂型的位置要正确，应使焊缝在砂型的中央，否则上下和左右偏移都将严重影响焊接质量。(5)焊后轨道保温在900。左右，保温时间1Omin左右。(6)拆箱时间不能过早，否则会使轨道接头缺肉。铝热焊接是一种激烈的冶金过程，因此安全很重要，操作者须严格谨慎地按操作规程要求进行操作，只有达到了工艺要求，焊接接头质量才会有保证。3结柬语铝热焊接方法除了用来抢修轨道的断裂处外，还可用于轨道安装，以便将起重机轨道接长，减少起重机的冲击力 五、消除应力热处理（火焰加热法）钢轨端头在焊接完后的消除应力热处理是提高焊接质量的重要措施，对于在比较低的温度下如冬天施工等情况下，进行焊接的轨道，必须采用这项措施；消除应力热处理均采用气焊喷嘴围绕轨头、轨腰和轨底反复进行加热，应尽可能使轨道全截面加热均匀，要特别注意轨底的加热质量。消除应力热处理温度为620650，从焊缝中心算起两侧各为40mm作为消除应力热处理的范围；消除应力热处理的温度达到后，恒温加热必须保证在2030min以上，用针毯保温棉包好，保温缓冷，直到常温。六、优点：1、焊接后保持轨道的强度硬度。2、消除行车运行的冲击对建筑物的危害。3、有利于行车的平衡运转，保证安全生产，延长轨道的使用寿命，防止轨道断裂，降低维修费用。消除接头冲击振动噪音，改善车间工作环境。4、 修理周期