高速铁路轨道工程铝热焊施工作业指导书知名企业

一、适用范围：本作业指导书适用于xx高速铁路xx段工地铝热焊作业的全过程。二、编制依据：1、xx高速铁路xx段招标文件、设计说明书及设计图。2、TB/T1632-2005《钢轨焊接第1部分：通用技术条件》、TB/T1632.2-2005《钢轨焊接第3部分：铝热焊接》。3、法国拉伊台克公司《QPCJ钢轨铝热焊接工艺操作指导手册》。三、技术标准1、根据顾客招标文件要求：xx东站高速道岔焊接采用铝热焊，淬火轨与普通轨之间焊接采用铝热焊。2、焊接接接头质量标准执行TB10413-2003《铁路轨道工程质量验收标准》，其平直度允许误差如下表：工地钢轨焊接接头平直度允许几何偏差序号项目允许偏差（mmm）1顶面0～＋0.32轨头内侧工作面面-0.3～＋00.33轨底0～＋0.53、待焊钢轨端头端面垂直度不大于1mm。4、铝热焊缝距轨枕边缘不得小于10mm。5、采用法国拉伊台克公司U71Mn&U74焊剂。四、工艺流程（如下图）钢轨端头的准备在焊接现场的施工准备到焊接现场前的施工准备现场铝热焊接工艺流程图钢轨端头的准备在焊接现场的施工准备到焊接现场前的施工准备收尾工作质量检查冷打磨热打磨拆除砂模与推瘤浇注焊药包的准备预热砂模的准备钢轨端头的对正轨道的准备工作收尾工作质量检查冷打磨热打磨拆除砂模与推瘤浇注焊药包的准备预热砂模的准备钢轨端头的对正轨道的准备工作五、施工机具及人员（见下表）施工机具表序号名称型号规格数量单位产地１锯轨机HC3552台拉伊台克公司２液压钢轨拉伸器器LG-9001台沈阳工务器材厂厂３对正架GR57型1对拉伊台克公司４液压钢轨推瘤机机EGH2型2台拉伊台克公司５钢轨仿型打磨机机FMG2.2AA1台拉伊台克公司６钢轨超声波探伤伤仪CTS-60BB1台汕头７棒砂轮机2台８角砂轮机2台９点温计500-10000℃2台上海蔚鑫仪表厂厂10轨端打磨机GDM1.12台沈阳工务器材厂厂11对正钢直尺2把拉伊台克公司12预热设备2套拉伊台克公司13拉伸器加长杆1.8M2对拉伊台克公司14帐篷2顶自制劳力组织表工种人数备注铝热焊轨班12２组探伤2必须持有二级以以上无损探探伤证书指挥1合计15六、作业细则:现场不同轨种之间及淬火轨与普通轨的单元焊与锁定焊采用铝热焊工艺。（一）到焊接现场前的准备工作在出发到现场之前，检查并落实是否已备齐铝热焊接所必需的所有工具、材料、设备、以及资料。1．1动力设备锯轨机、液压钢轨拉伸器、液压推瘤器、钢轨仿型打磨机、棒砂轮机及打磨架、角砂轮机。1.2焊接设备与机器预热器及支架、氧气、液化气瓶、调压表、防回火塞、气焊炬、保温罩、钢轨对正架、起道器、可调扳手、扣件拆装器、钢轨定位器、捣固棒、铁铲、钢丝刷、木楔子、直撬棍、大铁锤、手锤、热切凿、侧模夹具、金属侧模夹板、金属底板、废渣盘、坩埚叉、焊渣铁板。1.3消耗性材料与备件为每个焊头准备一套QPCJ焊剂（两箱：一箱焊剂、一箱钳锅）、多备用三套QPCJ焊剂、密封膏、砂模封箱泥、火引信、耐高温密封垫条、足够的氧气及液化气、足够的燃油、备用切割锯片、打磨砂轮、备用机械易损配件。1.4安全防护用品焊工护目镜、焊工手套、护腿、急救包、防火设施、防护标识牌、防风板。1.5测量器具焊工直尺(1米)、锥形轨缝卡、轨温计、跑表、塞尺、点式轨温计、硬度仪、探伤仪、钢卷尺、记录表格。（二）在焊接现场的准备工作材料及机具到达现场后，将所有机具及工具放置到位。对任何可能导致火灾或安全事故的隐患务必进行清除。1、检查安全及火灾隐患将可能引起火灾的干草及灌木丛以及所有易燃的物品打湿。2、铝热焊接区域内及废渣弃置坑附近要保持干燥。检查道碴是否潮湿，如果钢水一旦泄露遇水可能会引起爆炸。（三）轨道准备采取适当的防护措施，避免钢轨在对接、对正、以及焊接的过程中发生移动；1、检查待焊长钢轨纵向走向及水平；2、确认钢轨的型号及重量与焊剂匹配；3、将轨温计置于钢轨背光的一侧；4、检查轨枕位置（距轨端至少100mm）；5、轨端锯轨时，不垂直度＜1mm；6、紧固轨缝两侧各15米范围内的扣件；7、松动并拆走轨缝两侧各3-6根轨枕的扣件及垫板；8、刨走待焊钢轨接头下方的道砟（比焊缝处轨底低至少100mm）；9、检查推瘤机及打磨机，确保其工作状态良好。（四）钢轨端头的准备仔细检查钢轨端头，并做好焊接前的清理工作，使其达到铝热焊接所应具备的条件。1、不要让待焊钢轨缝置于轨枕之上。2、检查轨端是否有螺栓孔、裂纹、毛刺、破损或其他的补焊3、若有螺栓孔，该孔距离轨端的距离应至少为100毫米4、轨端切割时，必须时用锯轨机5、待焊钢轨接头的端面应平直（允许误差：1毫米）6、用钢丝刷或角磨机将轨端（两侧至少100—150毫米范围）的铁锈及油漆或油脂清洗干净（五）轨端对正正确做好轨端间隙的设定，垂直对正和水平对正，并消除钢轨端头间的不等倾斜。1、在进行单元焊轨端对正时，应在轨端间隙两侧20m范围内每隔4m用短枕木头支垫，被焊钢轨在12.5m范围内至少有三个支承，以轨顶面和作用边为准对齐端头，绝对避免错牙。2、安装钢轨对正架，将各调整螺栓就位（触及钢轨即可，不得上紧调整螺栓）。3、用直尺检查轨端对正情况，按对正架操作程序，松紧相应的调整螺栓对正轨端（水平对平，纵向对直扭转对正）。4、调尖峰4.1、将直尺置于钢轨顶面、并以轨缝居中。4.2、用楔形垫板在轨缝两侧的轨枕上（胶垫已去除），将轨端上调（轨底的两侧同时打进楔形垫板，以防钢轨侧移）。亦可用对正架调尖峰。4.3、尖峰值暂定为1.6ｍｍ，即直尺为水平状态时，直尺两端尺下间隙均为1.6mm，注意不得用直尺一端贴紧钢轨，而另一端翘起3.2mm的方法来检查尖峰值（这样检测容易忽视两边的钢轨不均匀上抬的因素）。4.5、重新检查一遍，轨缝间隙、尖峰值、纵向对直、钢轨无扭转。5、水平方向对正：5.1、用焊工直尺分别紧贴钢轨的轨头侧面，轨腰和轨底；5.2、如果在线路上有一侧钢轨的轨头，轨腰或轨底比另一侧钢轨宽，以应钢轨的工作边齐，差异放在轨道外侧；在线下焊接的时候，则将两侧钢轨的中心线对齐，差异均分。6、不等倾斜的调整：6.1、在钢轨的内测，用焊工直尺分别检查轨腰和轨底拐角处的对正。检查时焊工直尺的中心点必须与轨缝的中央对齐；6.2、重新依顺序检查一遍:轨缝间隙、尖点、水平方向对正、不等倾斜对正。（六）砂模的准备1、检查砂模无受潮，无裂纹，无变形，各组件不缺件，状态良好；2、查砂模的四个组件（2个侧砂模、1个底砂模和1个分流塞）：不缺件切状态良好；3、将侧砂模在待焊轨缝处进行磨合，以使其与钢轨密贴；4、将底砂模置于底砂模的金属套版中；5、将耐高温密封膏挤入底砂模两侧的槽中；6、将装有底砂模的金属套版架入轨底，并以轨缝居中；7、拧紧金属底板的加紧螺丝；8、在检查一次钢轨的对正；9、将两个侧砂模分别置于2个侧砂模的套版中；（注意有溢流口的侧砂模与溢流口的侧模套版配合）；10、将装有侧砂模的两个侧模板置于地膜套板上，并与轨缝垂直居中；11、套上砂模固定架具，注意再拧紧是不要用力过度，以免挤裂侧砂模；12、将砂模口顶端用干净的纸板盖住，以免杂质落入砂模内；13、用耐高温封箱泥封堵砂模与钢轨以及砂模之间的缝隙；14、再加一道封箱泥进行堵漏加固；15、在砂模套版的溢流口处及固定夹具的活动螺栓上抹一层封箱泥；16、在灰渣盘底部垫一层干沙或碾碎的废旧砂模或一次性的坩埚盖；17、若轨缝下面的地面潮湿，请撒一层干沙遮盖；18、用一米长的木棒及封箱泥准备两个堵漏棒。（七）预热1、测量并记录轨温。天气寒冷时，如果轨温低于１５℃，则应用焊炬加热至３７℃，焊缝两侧应加热范围见下表。轨温两侧各应加热的的长度mmm－9℃℃─15℃º760─9910－15℃─－9℃910─11220如果轨温低于15℃，则两侧钢轨加热后用毯状物或保温罩予以保温，并在推瘤之后用保温罩扣在焊缝之上保温十分钟。2、安放预热器支架，并调整它的位置，使预热器处于砂模的中央、高低适中。3、氧气及丙烷气压力调节3.1、在氧气及丙烷气钢瓶上，将调节器的压力完全释放，使压力表指针归零。3.2、将气焊炬的两个阀门完全打开。3.3、慢慢地并且完全地打开氧气和丙烷气瓶，利用调节器增大压力，使得丙烷气的压力为0.07MPA（0.7kg/cm2）,氧气压力为0.49MPA（4.9kg/cm2）。3.4、关掉气焊炬上的两个阀门（此时压力调节完成，如果钢瓶上的调节器不被调乱，则无须再重复此调节过程）。4、火焰调节4.1、在砂模外稍许打开焊炬的丙烷阀门，点燃火焰并将丙烷阀门再稍许开大些。4.2、慢慢打开焊炬的氧气阀门，调整两个阀门的开度，直到丙烷气阀门完全打开，而氧气阀门也开到一个适当的程度，使得焊炬的火焰获得一个在约12mm长的焰心（通常为蓝色）。4.5将焊炬迅速放在支架上，并将焊炬置于砂模的中央定位，火焰从砂模的两侧均匀地冒出来（若火焰的声音发生改变时，关掉焊炬的氧气阀门，并重新打开约三分之一转）。4.6火焰稳定之时，按下跑表计时，６０kg/m轨预热时间为５分钟。4.7、将分流塞置于砂模边缘进行加热，有刻字的一侧朝向火焰，并使其靠近火焰但不在火焰中。4.8、不间断地注视整个加热过程，到规定的预热时间，（跑表按停，确认时间，填入表中），将焊炬从砂模中取出，此时轨头，轨腰应为颜色发红。注意不要预热过度。4.9、将分流塞放到砂模顶部的中央开口处，并用木棒轻轻捣实。4.10、确认预热问题，先关氧气阀门，再关丙烷气阀门。4.11、在低温和大风的天气中应采取适当的保温与防风措施。（八）焊药的准备（与预热同时进行）1、将一次性坩埚放在一个干燥的地方，地面盖上一个干净的纸板；2、检查焊药包装是否有破损，并检查包装袋内的汗药是否受潮；3、检查一次性坩埚是否有损伤及内部有无杂质；4、检查自熔塞是否位于一次坩埚内的底部中央；5、揭下焊药编号标签，并将其贴在焊接报告中保存；6、打开焊药包装装，将焊药药慢慢的旋旋转倒入一一次性坩埚埚内；7、插入高温火柴柴，将坩埚埚盖盖上；；8、将一次性的坩坩埚的包装装箱及焊药药的塑料袋袋回收统一一进行无害害化处理。（九）浇注1、戴好焊工护目目镜及手套套；2、预热结束后取取出预热器器；3、关掉氧气阀门门，再关掉掉丙烷阀门门；4、将分流塞放入入砂模顶部部的中央开开口处，并并将木棒轻轻轻压实；；5、将装有焊药的的一次性坩坩埚放置在在砂模顶端端，并使其其在砂模顶顶端居中，并并旋转一下下坩埚，使使其在砂模模上卡死；；6、将高温火柴在在砂模内引引燃；7、将引燃的高温温火柴插入入焊药中，深深度为25毫米左右右；8、从砂模内撤出出预热器到到将一次性性坩埚内的的焊药点燃燃这一过程程必须尽可可能的迅速速，不能超超过30秒钟；9、手持堵漏棒，站站在砂模的的两侧准备备堵漏；10、恢复停止插入入灰渣盘时时，按下跑跑表开始计计时（即焊焊缝冷却时时间的开始始）。（十）拆模及及推瘤1、浇注以后５分分钟开始拆拆模作业。1.1、撤走钳钳锅及灰渣渣盘。1.2、拆走侧侧模夹具，夹夹板和金属属底板。1.3、用热切切凿切除焊焊头的顶部部，推入铁铁铲中、并并清理轨顶顶面、侧面面的封箱泥泥。1.4、将外侧侧钢柱敲掉掉。1.5、安装好好推瘤机。2、浇注以后６分分半钟开始始推瘤（６６分半钟未未到之前不不要推瘤）。3、将小钢柱从轨轨侧推开，并并从柱基处处切除。（十一）热打磨磨1、浇注后十分钟钟，可以对对焊缝进行行热打磨，打打磨时穿戴戴好防护用用品（防护护眼镜、护护腿等）。2、热打磨后，焊焊缝顶面及及内侧面必必须高出轨轨面0.88mm以上上。3、浇注后１５分分钟，撤掉掉调尖峰用用的楔形垫垫板，以便便让焊缝冷冷却至水平平（对正架架亦在１５５分钟后拆拆除）。（十二）冷打磨磨1浇注后１小时可可进行冷打打磨作业．．此至尖峰峰应完全消消失，经冷冷打磨后，焊焊缝外形尺尺寸应符合合设计规范范的要求，即即轨顶面不不平度＜00.3mmm/m，轨轨内侧工作作面不平度度＜±0.3mmm/m,轨底不不平度＜00.5mmm/m。2冷打磨作业过程程不得出现现使钢轨发发蓝的现象象。3现场打磨钢轨（含含粗打磨与与精打磨）采采用仿形打打磨机，打打磨钢轨时时必须严格格按操作规规程进行操操作（操作作人员必须须持有上岗岗证）。4打磨轨底使用棒棒砂轮，利利用打磨架架对轨底进进行反向打打磨，用镜镜面反照监监督打磨的的全过程并并检查打磨磨的质量，操操作人员必必须经岗前前培训，持持证上岗。（十三）收尾工工作1、恢复轨道、道道床的原有有状态。2、废弃物不得乱乱扔，收入入蛇皮袋中中统一处理理。3、做好焊接接头头的标识，注注意区分单单元焊与锁锁定焊，位位置不得倒倒错。4、清理所有设备备、机具。5、认真及时填写写铝热焊接接头焊接记记录表。其其中接头编编号一栏的的填写应注注意编号的的完整性（以以确保接头头编号的可可追溯性），即即在现场接接头编号的的基础上增增加单元轨轨节的流水水号与股别别号。例如如（见图示示6.3）：现场“008DD1”的接头编编号应填写写为“343右008DD1”；“343SS008”应填写为“343SS008左”等等。（十四）其它几几种情况1、现场铝热焊要要求必须进进行正火，则则在热打磨磨之后，当当焊缝处轨轨温降至500℃以下时，再再用专用的的正火加热热装置在焊焊缝周围均均匀地加热热，使焊缝缝处轨温升升至850℃─950℃（通过型型式试验确确定具体值值）．焊缝缝的冷却速速度（从850℃─950℃降为560℃之前）不不得大于33℃/s。2、连入焊时若轨轨缝宽度大大于27mm，则需需用钢轨拉拉伸器将前前面的钢轨轨尾端往回回拉伸，每每拉伸１mmm需松开开25m钢轨轨的扣件（暂暂定），拉拉轨时，轨轨下应每隔隔10m垫入入一个滚筒筒（轨底面面高出胶垫垫10mmm以上）。拉拉够长度后后随即撤除除滚筒，上上好轨距块块及弹条再再检查轨缝缝宽度，轨轨缝宽度稳稳定，不变变后，才能能进行焊轨轨作业。3、天气寒冷时，松松开无孔钢钢轨接头后后应注意轨轨缝的变化化，轨缝宽宽度变化不不稳定，不不能进行焊焊接作业。4、若在使用钢轨轨拉伸器的的同时，需需要进行焊焊轨作业，则则轨温必须须降至370℃以下，才才允许撤除除钢轨拉伸伸器，而且且在焊轨作作业过程中中，拉轨器器必须保压压良好，必必须附有压压力表，失失压不得超超过原有压压力的1％（暂定定）。七、质量检查1、焊接接头质量量检查1.1、型式试试验条件:1.1.1、钢钢轨焊头试试生产；1.1.2、采采用新钢轨轨，新钢种种及调试工工艺参数时时；1.1.3、周周期性生产产检验结果果不合格时时；内容:试焊时要进行型型式试验,焊接过程程中要进行行周期性检检验,具体执行TB/TT16322-91有关规定定。1静弯试验钢轨类型60kg/m((非热处理理轨)受力状态轨头受压KN((tf)1176(1220);44根轨头受拉KN((tf)1176(1220);11根挠度mm≥10试件长度m>1.2支座跨距m1连续不断根数10根(5根一组)钢轨放置要求焊缝居中,并承承受集中载载荷2疲劳试验((按照TB13354执行)钢轨类型60kg/m((非热处理理轨)载荷KN(tf),,Pminn/Pmaax68/343((7/355)载荷比R=Pmmin/PPmax0.2支座跨距(m))1.0试件长度(m))>1.2循环次数200万次连续不断根数3钢轨放置要求常温,焊缝居中并承受受集中载荷荷3抗拉试验钢轨类型60kg/m((非热处理理轨)取样部位焊头及相应母材材试件长度相比TB/T16332-911应再加长长试验根数2试件加工见TB/T16332-911拉伸率(相对母母材)≥60%备注无缝线路特殊地地段应提供供特殊数据据4冲击试验((试验方法法按GB21106执行)钢轨类型60kg/m((非热处理理轨)取样部位见TB/T16332-911试验根数2根,1根作焊缝,1根根作热影响响区冲击韧性ak((相对母材)≥60%5金相试验钢轨类型60kg/m((非热处理理轨)取样部位在焊缝区、热影影响区、母母材各分别别在轨头、轨轨腰、轨底底取样试件加工在冲击试样上进进行组织P+F（少量）,显微镜放放大100倍时不得得有W及P（粒状）,焊头不得得有过烧组组织6晶粒度检验验钢轨类型60kg/m((非热处理理轨)取样部位轨头试件加工在冲击试样上进进行要求与母材相比差值值不大于一一级7探伤钢轨类型60kg/m((非热处理理轨)探伤根数逐根检查标准不得有未焊透、过过烧、裂纹纹、气孔、夹夹碴等有害害缺陷要求探伤前应对探头头进行检查查；2.探伤时工工件温度在在50℃以下8硬度试验钢轨类型60kg/m((非热处理理轨)试验方法布氏硬度（HBB）取样部位及尺寸寸见TB/T16332-911试样加工要求磨光并用5%硝硝酸酒精腐腐蚀打点距离3～10mm试验根数2计算公式F—试验力DD—钢球直径径dd—压痕直径径HB（相对母材材）≥90%软点硬硬度的平均均值不低于于母材硬度度平均值的的80%备注应包括两侧熔合合线外600mm范围,纵、横各各做一根9外观检查钢轨类型60kg/m((非热处理理轨)根数10打磨方向纵向打磨不平度轨顶面0～+0.3mm//1m内侧工作面±0.3mm/11m轨底0～+0.5mm//1m表面要求不得有明显压痕痕、碰痕、划划伤缺陷；；不得有低低接头10断口检查（按按GB18814）钢轨类型60kg/m((非热处理理轨)取样利用静弯、落锤锤、疲劳试试件要求不得有裂纹、未未焊透、过过烧、气孔孔铸造金属属及可见夹夹碴等缺陷陷备注当用宏观方法难难以判断断断口缺陷性性质时，做做微观检查查2、周期性检验钢轨类型60kg/m((非热处理理轨)试验根数静弯5硬度2外观5断口利用静弯备注每焊500个接接头加焊一一批注：1、具体方方法及要求求见:TB//T16332-911。2、焊接时(正式式),必须对对每