钢轨铝热焊接施工作业指导书(新建)

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1.适用范围

适用于一般铁路、高速铁路道岔、轨道的钢轨铝热焊接。

2.作业准备

2.1焊接作业人员应取得铁路主管部门认可的技术机构颁发的岗位培训合格证书。

2.2购置相关的铝热焊设备及材料。

2.3做一组用于型式检验的试件,并经检验合格以后才能够正式开始焊接作业。

3.技术要求

3.1现场钢轨的单元焊与锁定焊分开进行,分别标识。

3.2现场铝热焊的作业区与其后的应力放散、锁定线路作业区之间,应设隔离区。

4.施工工艺流程与程序

4.1铝热焊接施工工艺流程图

钢轨铝热焊接施工作业指导书(新建)

铝热焊接施工工艺流程图

4.2施工程序

铝热焊接是将配好的铝热焊剂放到特制的坩埚中,用高温火柴引燃焊剂,产生强烈的化学反应,得到一定高温的钢水,待反应平静后,注入对正的钢轨端部砂模中,冷却后去除砂模,并及时推凸、打磨,将两节钢轨焊接成一体的焊接方法。具体操作程序如下:

4.2.1施工准备

⑴班组长应在收到铝热焊型式检验合格的通知后,方可开始进行工地焊接。

⑵焊接作业前应备齐各种机具、材料,按标准清单逐一落实。

⑶工地应设好防护措施,防止在对正焊接中,钢轨发生移动。正在焊接反应时禁止邻线过车,检查钢轨轨缝距轨枕应不少于100mm,道碴距轨底至少应100mm,上紧钢轨两侧各至少15m范围内的扣件,去掉焊头两侧3根~6根枕木上的扣件及垫板。

⑷高压气体装置的准备

①装配预热器之前,应先检查每一部件是否破损,是否通畅。

②安装氧气减压表与丙烷减压表之前,应打开高压阀门少许,除尘。

③将所有部件安装完毕后,打开枪体,检查流量计、各接头是否漏气。

⑸一次性坩埚的安装

安装时用水玻璃砂将坩埚桶与坩埚内衬间接缝填平、封严。

⑹准备料具

①准备封箱砂

封箱砂是在焊接时用来封闭砂模的,一般在焊接施工前准备好。

②坩埚的准备

在给坩埚的装料及安放坩埚支架前,应检查一次性坩埚的完整性,有无裂纹,有无受潮等现象,如果没有则进行对坩埚装料及安放坩埚支架。

⑺准备钢轨

①待焊钢轨焊前应仔细检查,有损伤、裂纹的必须锯掉,扭曲的必须校正;

②焊接旧轨时,若轨端部有低接头或损伤者,必须将该部分切去;钢轨端部用氧乙炔切割时,两切口端面应尽量平直,其不平度小于2㎜,并将熔渣除净。千万不能将端部切成轨头与轨腰过渡处成死角的端面;

③凡有下列情形之一者,只能将该部分完全切取才能焊接;

a钢轨扭曲无法校直;

b钢轨端面距螺栓孔的边缘不足50mm;

c螺栓孔采用氧乙炔焰切成。

④钢轨端头焊前应用钢丝砂轮清刷除锈,清刷部位为端面及钢轨长度方向,纵向清刷长度部不小于150~200mm,并除去油污、油漆。

4.2.2焊接

⑴固定钢轨

铝热焊接头的平顺程度直接关系到接头的寿命,钢轨端面平顺程度是由对轨状态决定的,为了保证对轨后接头处平顺,应采用专用对轨装置、钢轨高度微调装置来对轨。

①钢轨焊接时需垫起,接头处的支垫距离要便于操作;

②固定钢轨时应从稍远处观看接头处平顺性,调成目测平顺的程度,然后安上对轨架,垫上轨高微调器或楔型铁;

③将1米直尺置于两轨头侧面,通过调节对轨架,使两段钢轨都紧贴于直尺上,再检查轨底、轨腰处,也要达到同样要求;

④为避免焊后形成低接头,接缝处固定时应稍加高,加高量为1.5~2mm,将1米直尺置于轨顶上,中线与焊缝对正,压住一端,另一端距钢轨顶面3~4mm,由轨高微调器或楔铁来实现;

⑤焊缝间隙预留为26±2mm;

⑥轨缝大小随气温变化时可使用拉轨器进行固定;

⑦若两端钢轨外形尺寸差异较大,对轨时尽量保持工作面的平顺。

⑵装卡砂模

①砂模易碎,运输过程种一定要小心。使用前必须仔细检查砂模,看是否有缺陷、是否受潮、是否有裂纹,通气口、浇口及冒口是否通畅;

②焊接前每副砂模应在待焊钢轨上试合,若有不合,可轻轻在待焊钢轨上研合使之密贴,最后检查砂模是否完好并用毛刷将浮砂清除;

③拉簧式砂模卡具按如下顺序装卡:

a 在砂模背面放置砂模框,由二人相对将左右两片砂模扣到钢轨接缝处。扣箱时要将砂模端平、对准钢轨接缝,轻轻地将砂模平直地推向钢轨;

b左右两片砂模相互顶紧后,即用弓性卡将砂模卡牢。通过冒口检查轨脚处砂模是否对正,如稍有偏斜,可用手轻轻敲打做少量调整。对正后,拧紧弓形卡上的螺丝至砂模对缝严密;

c 将轨顶砂芯放在交叉处试合,若不合适,可稍作修整,使其合格;

d将轨顶砂芯放在底板砂模框上,然后将其装到砂模框拉簧杆上,调整底板砂模框位置使底板砂模与先装好地左右两片砂模校正,最后转动砂模框转把,使底板砂模与轨底贴紧;

④护托式砂模卡具按如下顺序装卡:

a下安装底板,注意底板两侧伸出长度应一致,底板应与轨缝对中;

b卡左右砂模,砂模卡好后用手电从冒口孔检查是否两侧轨底角伸出长度一致,如果不一致应调整;

c拧紧紧固螺丝。

⑤把预先配好地封箱砂填封到封箱沟槽内。注意:一定要封严;

⑥最后再检查一遍砂模安装是否正确,砂模是否有开裂、掉砂,封箱是否封严;

⑦在接渣斗内放适量干砂,将其放在钢轨上,与砂模卡有接渣口的一侧贴紧,并用封箱砂封严接渣斗与砂模间的接缝。

⑶坩埚装料及安放坩埚支架

①定时预热工艺采用自熔塞,其安装方法为:

a先将自熔塞轻轻打入清除好的坩埚口内,深度要合适;

b将清渣杆有圆桶的一端罩在自熔塞上,在自熔塞周围倒适量的镁砂,轻转几下清渣杆,注意一定不要将镁砂弄入自熔塞上杯中;

②撤掉清渣杆,将溶剂倒入坩埚内,倒前应将焊剂搅合一下,以免在运输过程中造成成份不均匀。

③将坩埚支架安好,把坩埚放在支架上,转到砂模上方,调整坩埚位置,使浇注口正对砂模型腔,坩埚底部距砂模顶面为30㎜。转开坩埚,准备预热。

④一次性坩埚装料方法简单,由于自熔塞已预先装入一次性坩埚底部,直接将焊剂装入坩埚,焊剂顶部呈丘型,插入高温火柴,盖上坩埚帽。

⑷预热

预热结束时钢轨端部温度约为800~900℃,预热时间允许有±5﹪的误差。

①预热前的准备工作

预热采用液化石油气和氧气作燃料。接通液化石油气和氧气管路,检查各个环节是否畅通。预热器在使用前需标定,具体操作如下,把流量计接入氧气减压表与预热器之间,调节氧气减压表使氧气流量至规定值(不同规格钢轨的预热时间与氧气流量均不同,见表1),然后记录预热器上氧气表读数,焊接时拆除流量计(仅限枪体上带氧气表的新型加热器,如果用枪体不带氧气表的老式预热器,焊接时严禁拆除流量计),按记录值调节氧气压力即可,使用一段时间后需重新标定。预热前应检查液化气与氧气的压力,若瓶内气体不足以完成预热,禁止使用。

②点燃并调节火焰

首先轻轻打开氧气瓶和液化石油气的瓶阀,再分别打开两个减压表上的低压阀门,液化石油气开至0.04~0.08Mpa,氧气顶开至0.3~0.5Mpa。注意,氧气减压表之低压不许超过0.6Mpa。先少许打开液化石油气开关和氧气开关,用明火点燃燃烧嘴,火焰开始燃烧后,陆续增加液化石油气和氧气,最后将氧气开关全部打开,调节氧气减压表上的低压阀门,使预热器上的氧气压力达到记录值,再微调液化石油气使火焰呈蓝色火焰,焰心长度为12~16㎜。

③预热

表1 焊接氧气流量及预热时间

钢轨规格 50公斤/米 60公斤/米
氧气流量(升/小时) 3500 3800±100
预热时间(分钟) 3 5

调节好火焰后,将预热器放于砂模上,将手柄架在预热器托架上,此时注意观察使预热器燃烧嘴出口与轨缝平行,同时不要使燃烧嘴与钢轨接触,否则不仅加热不均匀,而且会使燃烧嘴烧损。还要注意从砂模两边的冒口反上来的火焰是否通畅,是否一样。预热过程中还应注意观察预热情况,随时保证预热器的正确位置。

预热完成后,提起预热器,先减少一些氧气,然后逐渐减少液化石油气与氧气,使火焰逐渐减弱。随后先关闭液化石油气阀,再关闭氧气开关,防止预热器内管路变黑变脏。

⑸点火及浇铸

①预热进行至最后10秒时,开始倒记时。当数至3时,点燃高温火柴,移开预热器,放入轨顶砂芯,点燃焊剂并将坩埚转至砂模上方,拧紧锁紧螺丝。注意,确定焊剂被点燃前不要关闭预热器,以备重新点燃焊剂;

②反应开始后,钢水会自动浇注。焊接操作人员需记录从点燃焊剂至开始浇注的时间,这一时间在15~35秒内为宜;

⑹拆除焊接工具

由点火开始计时:

①坩埚:浇注结束后移开

②坩埚支架、接渣斗:2分钟后移开;移开一次性坩埚需要使用坩埚叉

③砂模卡具:5分钟后拆除

⑺修整焊缝

拆卸完机具后,用液压推瘤机推瘤,然后用打磨机打磨接头。

①压推瘤机的使用

a拆除砂模卡具后,将推瘤机安放到位。

b清除砂模封箱沟槽(需推瘤处)内的封箱砂。

c从点火计时,7分钟时开始推瘤;气温较低时这一时间应适当缩短,气温较高时应适当延长。

d推瘤完毕,卸下推瘤机。

②打磨

a推荐在浇注完毕20分钟后,敲掉冒口棒,拆除对轨架、轨高微调器;

b热打磨结束后待钢轨冷却到300℃左右时再对钢轨轨顶面、工作边、轨底面和轨底角上表面进行冷打磨。

c冷打磨结束后使钢轨接头表面温度降至40℃以下时,用超声波探伤仪对焊缝进行探伤,凡有气孔、夹渣、夹砂、裂缝等超标准规定的缺陷时,应切除重焊。检查合格者,作好记录,完成收尾作业,转入下一焊缝作业。

d用专用设备打磨钢轨顶面和侧面,要经常停下来用直尺检查,防止出现低接头;

e完成打磨应检查打磨面,打磨后焊头表面质量应符合技术交底中的相关规定。

4.2.3收尾工作

⑴恢复轨道、道床的原有状态;

⑵废弃物不得乱扔,必须集中回收统一处理;

⑶作好焊接接头的标识,注意区分单元焊和锁定焊,位置不得倒错;

⑷清理所有设备、机具;

⑸认真及时填写铝热焊接头焊接记录表。

4.2.4其它情况

⑴若轨缝宽度大于27mm,则需用钢轨拉伸器将前面的钢轨尾端往回拉伸,拉轨时,轨下应每隔10m垫入一个滚筒(轨底面高出胶垫10mm以上)。拉够长度后随即撤除滚筒,上好轨距块及弹条,再检查轨缝宽度,轨缝宽度稳定不变后,才能进行焊轨作业。若轨缝小于23mm,则要进行锯轨。锯轨前必须准确计算好锯轨量,经反复确认无误后方可进行锯轨作业;

⑵若需要使用拉伸器拉伸进行焊轨作业时,则焊完后轨温必须降至300℃以下(浇铸后30分钟),才允许撤除钢轨拉伸器。而且在焊轨作业过程中,拉轨器必须保压良好,始终保持轨缝在要求范围内,必须附有压力表;

⑶拉轨器需要拉伸的长度与对应的扣件拆除长度见下表。

  扣件拆除长度表

轨缝(mm) 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75
拉伸量(mm) 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
拆除长度(m) 20 30 40 50 65 80 95 105 120 130
轨缝(mm) 80 85 90 95 100 105 110 115 120 125
拉伸量(mm) 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100
拆除长度(m) 145 160 170 185 200 210 225 240 250 265

⑷探伤后,焊缝存在缺陷需切除重焊时,应沿熔合线边缘进行切除,切除后重新调整轨缝在26±2mm,再焊好这个焊缝。

4.2.5焊接记录

为了考核焊接的质量和使用寿命,以便于对焊接接头质量进行综合的调查研究,以保障线路的安全运行,无论时焊接试验还是焊接生产,都应该作详尽的焊接记录。记录包括时间、操作人员、接头位置、钢轨类型、焊剂类型、轨缝、焊剂反应时间、自熔塞熔化时间、氧气压力、预热时间、天气状况及一些特殊情况。

4.2.6注意事项

⑴作业组不应少于2人;

⑵焊接作业前,应仔细核对所有焊接材料、设备是否与焊接轨型、钢种相符;

⑶焊接用预热器应采用供货商指定预热器,推瘤机应采用双向推瘤方式,轨头打磨应用仿型打磨机;

⑷焊接结束后,接头温度高于300℃,严禁放行列车,根据气温差异,放行首列列车的时间一般应在焊后20~40分钟后;

⑸大雨条件下不得进行铝热焊接,小雨必须采取防雨措施,防止砂模及坩埚、焊剂及钢轨焊接部位被淋湿;

⑹光照充足,否则会造成对轨及卡模偏差,室外光线不足时应辅以另外光源;

⑺焊接场地湿度大于50%时,焊剂、砂模、坩埚不允许打开包装,长时间暴露。仅允许作业需要时打开包装;

⑻气温若低于5℃,应对氧气减压表采取防风,同时应热敷防冻;液化气应采取保温或加热措施(用热水淋热液化气钢瓶,不得用明火);

⑼轨温若低于5℃,应烘烤待焊轨缝两侧钢轨至17℃左右,烘烤钢轨长度约为1米。

⑽焊接材料保存条件

①焊接材料应在阴凉、通风处保存,保存处相对温度部允许大于50%;

②高温火柴不能与焊剂放在一起。

5.劳动组织

每个作业面人员配备: 下表是以单个工作面为例进行人员配备,其中班组长、安全员、技术人员包括测量、试验、质检等人员全部由正式职工担任。

 每作业面劳动力配备表

序号 岗位名称 人数(人) 备注
1 班组长 1
2 技术、试验、质检 3-5
3 安全员 1
4 焊接工 6
5 线路工 2 线路配合及移、搭帐篷
6 防护 3
7 轨头处理 2
8 钢轨打磨 4
9 其他辅助人员 6-10

6.质量控制

⑴单元轨节左、右股钢轨在始终端相错量不大于100mm。

⑵锯轨时,钢轨端面不垂直度不大于0.8mm。

表面平直度允许误差见下表。

平直度允许的最大偏差

线路设计速度νm/h 轨顶面垂直方向最大偏差

mm

轨头侧面工作边水平方向最大偏差mm
α1 α2 1 2
ν≤120 0.3 0 0.4 0.4
120<ν≤200 0.4 0 0.3 0.3
ν>200 0.2 0 0.3 0
注1:α1、α2分别代表测量长度范围高处、低于钢轨母材轨顶基准面最大允许偏差。

注2:b1、b2分别代表测量长度范围轨头内测工作面凹进、凸出钢轨母材基准最大允许偏差。

7.安全要求

⑴现场焊接时,必须设专人防护,负责嘹望;

⑵焊接材料、工具应放置有序,不得零乱,不得侵入限界;

⑶氧气及液化石油气皆为高压气体,使用时应按章操作,注意安全 ;

⑷焊剂和高温火柴必须保持干燥,受潮焊剂禁止使用。

⑸管路接头必须紧密连接,不得漏油、漏气。

⑹开始焊接时,坩埚要烘干,点燃高温火柴插入坩埚后,工作人员应立即离开坩埚3米以外;如焊剂未点燃不准立即去查看,打钉浇铸时应距坩埚1.5米以外。

⑺施工人员必须严格遵守有关安全规范、规则及细则等,严格按照作业指导书进行施工。

⑻各种特殊工种操作人员和其他施工人员必须经过岗前培训,考核合格后持证上岗,严禁无证上岗。

⑼遇到有工程列车通过时,要停止一切操作,及时恢复线路,人员和机具要及时撤到安全限界以外。

⑽小雨和刮风天焊接必须要有可靠的遮盖防护措施,大雨条件下不得进行铝热焊接,风力过大时应停止一切作业。

⑾进行锯轨和打磨时,非操作人员应离开作业区至少5m以上。

文章来源:

微信公众号:中铁七局集团技术中心

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1、编制目的

为保证铝热焊接接头质量,各项指标达到国家行业验收标准,特制定本作业指导书,确保焊接接头100%合格。

2、适用范围

适用于中铁三局集团线桥工程有限公司钢轨焊接分公司所有铝热焊接接头。

3、编制依据

3.1《S60 SKV-E铝热焊操作手册》施密特钢轨技术(昆山)有限公司;

3.2《钢轨焊接  第1部分 通用技术条件》TB/T1632.1-2014;

3.3《钢轨焊接  第3部分 铝热焊接》TB/T1632.3-2014;

3.4《工务作业第21部分:钢轨焊缝超声波探伤作业》TB/T2658.21-2007;

3.5《客运专线无砟轨道铁路工程施工质量验收暂行标准》铁建设【2007】85;

3.6《客运专线铁路轨道工程施工技术指南》TZ211-2005;

3.7《客运专线铁路轨道工程施工质量验收暂行标准》(铁建设[2005]160号);

3.8《多通道A型显示钢轨超声波探伤仪技术条件》TB/T2340-2000;

3.9《钢轨超声波探伤探头技术条件》TB/T2634-1995。

 4、各部门与人员职责

4.1工程部:负责对本项目每处焊接接头施工进行技术指导监督检查。

4.2安质部:负责对每个焊接接头的质量检查及每道工序的安全操作检查(现场技术员兼质量员)。

4.3焊接作业队:依据作业指导书,负责现场铝热焊接施工的具体实施,保证施工安全质量。

4.4现场焊接施工人员职责:

4.4.1现场负责人:负责焊接施工作业现场指挥与焊接质量。

4.4.2技术员:负责焊接相关的技术工作与配合现场负责人指导检查监督各工序作业质量。

4.4.3操作工人:依据各工序作业标准与方法,负责各自工序具体作业的实施,检查上一工序的作业质量,保证施工质量。

4.4.4防护员:负责焊接地段两端施工防护信号的设置和撤除。

4.4.5探伤员:负责焊头内部质量的检查。

4.4.6修理工:负责施工机具的维修。

5、作业准备

5.1 内业技术准备

施工前组织图纸会审,研究领会本标段工程设计依据、意图和功能要求的有关说明,根据技术交底资料,认真研究,针对各施工特点,编制相应的质量安全技术交底书、作业指导书等并下发到各队技术员,形成质量可追溯性材料。根据掌握的情况和资料,为提高焊接施工质量及加快施工进度,对施组全面研究并进行优化,编制钢轨铝热焊接专项施工方案,经报批后组织实施。

按照钢轨焊接标准TB/T1632.1-2014、TB/T1632.3-2014 对焊接作业人员的相关要求,焊轨作业人员应持有国家铁路主管部门认可的技术机构颁发的“钢轨焊接工操作许可证”。探伤人员应持有铁道部门无损检测人员技术资格鉴定委员会颁发的Ⅱ级或以上级别的技术资格证书,并经钢轨焊缝探伤技术培训能独立上岗作业。

5.2 外业技术准备

根据TB/T1632.3-2014之规定,每组焊轨人员均应通过对应的钢轨生产厂及钢轨牌号的型式检验,提交型检报告及确定的各项工艺参数后才方可进行施工。

5.2.1 人员培训

焊接主要操作人员或管理人员应当进行表1要求的外部培训,其它焊接作业人员应接受表2要求的培训。表2要求的培训由施工单位组织进行。

表1 铝热焊接人员外部培训要求

序号 参加人员 组织单位 培训内容
1 焊接主要操作人员 焊剂供应商 铝热焊接工艺知识培训
2 探伤人员 铁道部授权钢轨探伤培训机构 钢轨无损检测探伤技术培训
3 焊接施工管理人员 铁科院金化所 铝热焊接施工质量管理

表2 铝热焊接作业人员内部培训要求

序号 参加人员 培训讲义
1 焊接主要操作人员 铝热焊接岗前培训,讲解铝热焊接工艺、焊接质量控制、焊接应急处理等
2 所有焊接作业人员 铝热焊接施工工艺及质量控制
3 所有焊接作业人员 用电安全操作规程
4 所有焊接作业人员 防火、防烫安全知识
5 所有焊接作业人员 铝热焊接施工安全知识
6 相应工位操作人员 焊前钢轨检查、锯轨、除锈、热打磨、粗打磨、精打磨安全操作规程
7 相应工位操作人员 对轨、封箱、预热、焊接、堵漏、推瘤安全操作规程
8 相应工位操作人员 扣件的拆卸、安装与线路恢复安全操作规程
9 相应工位操作人员 焊缝探伤安全操作规程
10 所有焊接作业人员

铝热焊接应急预案

5.2.2生产检验计划  型式检验之后,应按TB/T1632.3-2014要求和本单位施工情况,进行生产检验。生产检验项目及数量如表3。

表3 生产检验项目及数量

外观 超声波探伤 静弯 硬度 断口
3 3 3 1(利用静弯试件)

3(利用静弯试件)

注:外观和超声波检验合格后的试件作为静弯试件。

5.2.3技术要求

对封箱、预热、浇铸、堵漏、探伤、精打磨等关键岗位人员进行专业培训考核,考核合格后上岗,使培训人员掌握质量控制要点和方法。提前进行型检检验及现场试焊,能够满足相关技术要求。编制操作性强的焊接施工工艺和作业指导书,备齐焊接作业过程中的各种作业表格,制定质量自控保证体系。

6、铝热焊接施工工艺

6.1施工前的准备:

6.1.1到焊接现场前的准备工作

在出发到焊接现场之前,依据标准清单进行检查并落实,备齐所有的工具、材料、设备以及资料。

6.1.2在焊接现场的准备工作

对焊接现场的条件进行综合评定,清除会导致火灾或安全事故的隐患。作业区间防护,防护人员两名,一名站在离作业始端前800m处,另一名站在离作业末端后800m处,进行防护。

6.2施工流程图

钢轨铝热焊接施工作业指导书(新建)

图1 铝热焊接施工工艺流程图

 

7、施工工艺要求

7.1 焊接前准备工作

1)预先了解待焊钢轨的轨型和材质,正确选择砂型和焊剂的类型。

2)出发前安排专人根据焊接清单清点全部施工物品,以免少带、漏带影响施工。

3)对施工设备、燃气瓶(氧气、丙烷)进行检查,确保使用时安全可靠。

4)从焊缝两侧钢轨开始,每侧松开2—4组扣件,然后将至少50m范围内钢轨扣件按规定锁紧,并在焊缝两侧各第一个锁紧的扣件上划上记号,以便观察钢轨是否移动,然后才可以进行铝热焊接。

提示:在焊接过程中,如果钢轨发生明显移动则会拉伤甚至拉裂焊缝,并可能引发高温钢水从砂型中外泄,导致焊接事故。

5)气温急剧变化时必须用拉伸器锁定钢轨,然后进行焊接操作。

6)焊接处有缺口、损伤、磨损严重及端面不规则的钢轨必须切除,然后进行焊接。

7.2轨端干燥

7.2.1作业标准

用预热枪对焊缝两侧0.5m范围内钢轨进行加热干燥,充分除去钢轨表面水分。

7.2.2作业工具及注意事项

1)作业工具及所需材料:预热枪、氧气表、丙烷表、气带,氧气、丙烷等。

2)注意事项

A.干燥作业时拆除需要干燥位置的胶垫、挡块,不要将其损坏。

B.氧气与丙烷的距离不小于5m,氧气、丙烷与明火的距离不小于10m。

7.3锯轨

7.3.1作业标准

1)锯轨以轨脚为基准,控制待焊两根钢轨的轨缝为27-30mm。

2)要焊接两小时以内锯轨,尽可能避免因轨温的变化影响轨缝大小;如果锯轨到焊接这段时间温度变化较快时,可以根据经验胀轨时多锯2-3mm,缩轨时少锯2-3mm。

3)焊接道岔时,有的接头两根钢轨距离很小,锯轨时必须注意,不能损伤其他钢轨。

4)如果钢轨底面到道床的距离太小时,必须用起道机将钢轨抬起适当距离再进行锯轨作业,避免锯轨时损伤道床。

7.3.2作业工具及方法

1)作业工具:锯轨机、起道机、撬棍。

2)作业方法:

如需要用起道机将钢轨抬起适当距离,在钢轨下垫好方木将钢轨垫实,上好锯轨机。用锯轨机切割钢轨时操作者站在锯轨机一侧,右手握住手把,自轨顶向下用锯轨机半速开始切割,一旦切割出槽口,再全速继续切割。要直线切割并使锯片保持垂直,当锯片切入钢轨时,发动机需全速运转,此时要充分摆动锯片,以获得最有效的切割。当切割过半时,须将连机壳体前端探入钢轨腰部空隙,小范围上下摆动锯片,直至将钢轨底部完全切割。当锯片有了一定磨损不能一次切下钢轨时,可调整锯片护罩,利用导向架的反向功能继续切割,直至锯下来为止。

7.4轨端除锈去污

7.4.1作业标准

1)在距轨端50mm范围内,用角磨机安装钢丝轮对钢轨轨头、轨腰、轨脚进行打磨清污除锈;随后用安装了角磨机片的角磨机进行打磨,特别注意将轨底打磨清洁干净。

2)用直磨机对钢轨端面进行打磨,打磨干净漏出金属光泽。

3)打磨完成后,轨头端部边缘需倒角1mm×45°。

7.4.2作业工具及作业方法

1)作业工具:角向磨光机、直磨机、5KW汽油发电机、撬棍、起道机等。

2)作业方法

按照作业标准用角磨机对钢轨轨头、轨腰、轨脚进行打磨清污除锈,用直磨机对钢轨的端面进行打磨,除锈去污打磨后的表面应防止被污染。

7.5 对轨

7.5.1作业标准

1)以轨脚为基准,控制轨缝宽度为27-30mm。

2)水平调整:用1m钢直尺分别检查焊缝两端钢轨轨头顶面、轨头侧面及轨腰是否平直。如有偏差用对轨架或者钢楔子进行调节,轨头侧面以导向面为基准进行调整。

3)尖点调整:将1m钢直尺自由放置在轨顶,使其中点与焊缝中点相重合,用对轨架或钢楔子对轨端高度进行调节,是直尺的两个端部与轨顶之间的间隙为1.8-2.3mm(即压死1m直尺一头起拱量为3.6至4.6mm)。

4)轨头侧面以导向面为基准调整使其往内拱0.2mm。

5)砂模底板安装后必须进行二次对轨。

7.5.2作业工具及方法

1)作业工具:1m直尺、尖点尺(多用塞尺)、对轨架、钢楔子、30cm直尺、手锤等。

2)作业方法:用1m直尺与尖点尺测量起拱量,用对轨架或铁楔子调节轨顶的起拱量和导向面的偏差,按照作业标准进行调节。

7.6模具砂型安装作业方法与标准

1)检查模具与夹具是否残缺、变形,一旦发现问题严禁使用。

2)确认砂型无裂痕、无缺损、无受潮,否则不能使用。

3)砂型浇铸孔略做修整,防止预热和浇铸时砂粒脱落,造成焊接夹杂。

4)砂型安装时浇铸孔要对准焊缝中心,并与轨底垂直,以确保焊缝两端钢轨特别是轨底预热均匀。

5)安装三片模底模板时,底模一定要前后、左右对中,并且要紧贴轨底。

6)第一片砂型安装完毕后,在轨头处放置白卡纸并塞紧缝隙,然后合上第二片砂型。放置时,白卡纸必须露出侧模板。

提示:白卡纸燃烧后,会形成碳膜可以保护轨面。

7)锁具夹紧时,应由一人完成,使两侧均匀夹紧。必须检测砂型与轨腰部分的贴合,确保贴合紧密没有间隙,防止产生飞边。

8)安装砂型过程中,切勿让砂粒等杂物落入焊缝型腔内。封箱后用吹风机或预热枪除去枪头全开氧气在轨缝及浇铸孔处吹出焊缝型腔内的杂物。

7.7封箱作业方法与标准

封箱是铝热焊操作过程中比较关键的一步,应该高度注意,如果封箱发生问题,很容易造成泄漏钢水的焊接事故。

1)盖上砂模顶部,防止砂粒等杂物落入焊缝型腔内,造成焊接夹杂。

2)首先对轨底、轨头处缝隙用封箱砂塞紧压实,然后整体封箱,用捣实棒将所有缝隙捣紧捣实,一个焊头封完后再次检查一遍再次将沙子捣实。

3)在砂型顶端,两侧模板之间的封箱砂要填满砂型凹槽,防止浇铸时钢水从两砂型之间的侧缝处淌出。

4)将侧模板顶端的边耳覆盖封箱砂以保护侧模版。

5)试放分流塞,如果过紧,进行适当修锉。

6)封箱结束后,焊接负责人必须仔细检查封箱是否达到规定要求,以确保焊接成功。

7)将灰渣盘安装在侧模板的挂壁上,要挂稳落位,以避免熔渣流入时灰渣盘时回渣盘发生倾斜甚至脱落。

7.8预热作业方法与标准

1)准备预热前由焊接负责人检查确认模具、砂型等是否符合技术标准要求,焊接负责人发出指令后才可开始预热。

2)预热枪支座应安装在上风方向,避免逆风安装导致火焰灼伤预热系统。

3)调整预热枪与轨面平行。

4)用多用塞尺设定预热枪的高度,预热枪高度一般设为30-40mm,详见表4 焊接参数表。

表4 焊接参数表

序列 预热枪高度(mm) 气体压力(bar) 预热时间(min) 焊缝宽度(mm) 尖点高度(mm) 拆模时间 去除砂型时间 推瘤时间
1 40 4.5 1.2 3.5-4.5 27-30 1.8-2.3 270s 450s 460s
2 30-35 5.0 1.5 2.0

备注:

A.序列1焊接参数适用于Z90和Z100焊剂,序列2焊接参数适用于Z120焊剂。特殊情况下(如使用高质量高纯度燃气等),序列2焊接参数也可适用于Z90和Z100焊剂,详询施密特公司。

B.预热的关键是要控制好火焰形态,注意观察轨端预热效果。

C.冬季温度低于5℃以下时,不推荐铝热焊接施工。特殊情况下必须施工时,则燃气压力和预热时间需要适当调整,并采取焊后保温措施,详细技术要求请咨询施密特公司。

5)预热气体压力及时间等参数,请参见表4焊接参数表。

6)火焰调节:先微开预热枪的氧气阀门,3秒钟后微开燃气阀门,再点火。然后交替开大两个阀门,直至氧气阀门完全打开为止。

7)调节燃气阀门,控制火焰形态,使蓝色的火焰长度保持在15-20mm范围内,此时火焰为中性火焰。

提示:在火焰调节过程中,时刻观察氧气和丙烷工作压力是否符合参数要求。

8)用预热枪对两个灰渣盘稍作烘烤,去除灰渣盘可能带的水分。

9)将预热枪安置在预热枪支座上,调节枪头垂直并在焊缝中的位置呈前后左右置中,火焰喷出浇铸孔,开始预热计时。

提示:在浇铸孔上方的火焰长度大约50cm。

10)密切关注整个预热过程,特别是轨腰受热颜色的变化,预热完成时,轨腰的温度为950—1000℃,其颜色为亮黄色。

11)预热过程中,必须对分流塞作适当烘烤干燥除去水分。

12)预热枪不能过高、过低、不垂直,枪头过高是轨脚预热不足;枪头过低是轨头预热不足;枪头不垂直、不置中使轨缝两端预热不均匀。

13)预热完毕,撤除预热枪,先关闭燃气阀门,后关闭氧气阀门。

提示:预热枪需朝天,避免伤及周边人员;任何情况下,预热时都不可使用氧化焰。

7.9坩埚的使用作业方法与标准

1)打开一次性坩埚的封盖,确认坩埚壁、自熔塞完好无损,清理并倒出坩埚内浮砂。

2)确然焊剂袋无破损、焊剂无受潮,用容器将焊剂反复倾倒三次,混合均匀后倒入坩埚中,使其顶部形成锥形,此时可以把高温火柴放置在坩埚内的焊剂上面。

3)预热完成后,立即将坩埚安置在砂型侧模板顶部定位片内,取出坩埚内高温火柴,在红热状态下的砂型浇注孔内将其擦燃,然后快而稳地将高温火柴头2/3长度插入焊剂锥形顶部点燃焊剂,迅速盖上坩埚盖,所有人员退离到3m意外安全距离。

提示:高温火柴插入焊剂时,切勿用力过猛,速度过快,否则高温火柴容易熄灭。

4)预热完成后堵漏人在模具两侧紧贴模具各准备一个平头铁锹,铁锹上铺满2-3cm厚的沙子,随时准备堵漏。

7.10焊剂反应作业方法与标准

1)记录者观察焊剂反应情况,当坩埚盖孔一出现明火时,为焊剂反应开始时间;一旦明火出现迅速萎缩,则为焊剂反应结束时间。焊剂从反应开始到结束之间的时间间隔为焊剂反应时间,焊剂反应时间一般为7—15秒。

2)当坩埚底部一出现钢水时,即为钢水落下时间。钢水落下与焊剂反应结束之间的时间间隔为钢水镇静时间,钢水镇静时间一般为6—18秒。

3)浇铸开始后焊接负责人、焊接人、堵漏人在焊头前时刻注意焊接反应情况,根据实际情况采取必要措施。

7.11拆模作业方法与标准

1)浇铸完成1分钟后,移去坩埚,将其放在干燥、无易燃物的地方,然后移去灰渣盘,并将灰渣倒入坩埚中。

2)浇铸完成后4分30秒,拆除侧模板及底板。在拆除模板的过程中一定要小心,不要晃动砂型,更不能拉裂砂型,以避免影响焊缝金属的正常结晶,甚至导致砂型开裂,钢水流出。

3)拆除模板后及时将钢轨面清理干净,防止推瘤时残渣拉伤轨面。

7.12推瘤作业方法与标准

1)浇铸完毕7分30秒,除去轨头砂型。

2)浇铸完毕7分40秒开始推瘤。

提示:推瘤过早会因轨头硬度过软而容易拉伤轨面;推瘤过迟会因轨头硬度过硬难以推除焊瘤。

3)推瘤完成后,用撬棍将浇铸棒向外侧下方扳曲,方便于下一步进行热打磨。

4)浇铸完毕30分钟后,才能打掉浇铸棒。

7.13粗打磨作业方法与标准

1)推瘤完成后,可以立即进行粗打磨(热打磨),以节省施工时间。

2)焊头温度降至300℃以下才能放车通行,焊头冷却至300℃之前,不得采取浇水等手段进行强制冷却。

3)焊头棱角处经打磨应圆弧过渡,不应出现直角,不应损伤母材。

7.14探伤

7.14.1作业工具及作业方法

1)作业工具:探伤仪、钢板尺等。

2)作业方法

A.系统校准

依据TB/T 2658.21-2007 测试方法,用标准试块(CS-1-5、CSK-1A)测试超声波探伤仪的性能(垂直线性,水平线性,灵敏度余量)及探头的性能(K 值,前沿),并规范填写《超声波探伤仪及探头性能测试记录》。依据TB/T 2658.21-2007 校准方法,用对比试块(GHT-1、GHT-5)校准探伤灵敏度(制作距离-波幅曲线、AVG 或DGS 曲线等),双探头法使用GHT-1 试块,单探头法GHT-5 试块,并规范填写《钢轨焊接接头超声波探伤灵敏度校准记录》。

B.探伤扫查

探伤检测面的状态处理达到要求后,使用超声波探头进行扫查。

a.双探头扫查:

K0.8~K1 探头从踏面对轨腰及其延伸部位进行串列式扫查;

K0.8~K2 探头从轨头侧面对轨头部位进行K 型扫查;

K0.8~K1 探头从轨底两侧面对轨底部位进行K 型扫查。

b.单探头扫查:

K≥2 横波探头从踏面或轨头侧面对焊头进行扫查和从轨底斜面上对轨底部位进行扫查;

K0.8~1 横波探头从踏面上对轨腰直至轨底进行扫查;

用0°探头从钢轨踏面上对轨头、轨腰直至轨底进行扫查。

c.对可能是棱角等外形造成的反射回波而不能确认时,应将棱角打磨后再探,但注意不应打磨超限。

C.缺陷判定:

a.双探头探伤

轨底角部位(20mm) ≥φ3-6dB 平底孔当量;

其它部位 ≥φ3 平底孔当量;

b.横波单探头探伤

轨头和轨腰 ≥φ3 长横孔当量;

轨底 ≥φ4 竖孔当量;

轨底角(20mm) ≥φ4-6dB 竖孔当量;

c.焊缝中存在平面状缺陷。

d.缺陷当量比上述规定低3dB 或以内,但延伸长度大于6mm。

e.铝热焊0°探头探伤时≥φ5长横孔当量。

7.15完成焊接

1)焊接完成后,将熔渣、废钢料、废砂型等清理干净,装入反应后的废坩埚中,撤离工地时代到指定的场所处理,不得将其丢弃在施工现场,造成对铁路沿线环境的垃圾污染。

2)完成焊接接头标识,拆除对轨架或钢楔子,按规范要求恢复轨道正常的通车条件。

3)做好焊接记录,存档保管。

7.16 焊接接头精磨作业

7.16.1作业标准

1)精磨前接头温度应低于50℃。

2)精磨后应保持轨头轮廓形状,不应使焊接接头或钢轨产生任何机

械损伤或热损伤。

3)精磨长度不应超过焊缝中心线两侧各450mm 限度,打磨长度越短

越好;母材打磨深度不超过0.5mm(不包括推凸余量)。

4)精磨后接头平直度应满足:以焊缝为中心1m 范围内,钢轨顶面的

平直度为δ+(0-0.2mm);轨头侧面工作边的平直度为0-0.2mm(凹进)。δ为沉降量,应根据模拟焊接试验确定。

5)精磨后接头表面不平度应满足:焊缝中心线两侧各100mm 范围内

表面不平度不大于0.2mm。

6)检查焊接接头表面,应无裂纹、明显压痕、划伤、碰伤等伤损。

7)不应使用外形精整的方法纠正超标的平直度偏差和超标的接头错

边。

8)焊后接头精磨合格后,填写焊头精磨记录表。

7.16.2作业工具及作业方法

1)作业工具:仿型打磨机或精磨机、电子平直尺、1m平直尺、塞尺、 200mm 平尺。

2)作业方法

A.仿型打磨机

将打磨机放置在需要打磨的钢轨上,电源插头牢固插入电源插座上,逆时针转动垂直进给手柄,使砂轮与需打磨的轨顶面不接触,按下开关,砂轮空载旋转,均匀的顺时针转动垂直进给手柄,使砂轮向轨顶面移动,直至接触待打磨的轨顶面打出火花,同时牵动手柄在水平滚轮紧靠轨顶面的情况下,使机体左右往复移动,均匀控制砂轮的进给量,一般每次0.05mm 以内,检查有无异常和磨痕的粗细,打磨后的钢轨表面不得呈蓝色或明显划痕。牵动手柄时,使机体沿钢轨横断面方向向内侧逐渐倾斜,凭借打磨机导向滚轮的控制扩大轨顶横向打磨范围,从轨顶中心线打磨至轨头内侧圆角处。松开打磨机架锁定机构,打磨机沿钢轨横断方向向内侧转90°,牵引打磨机往复打磨钢轨的内侧面。转动手柄使砂轮退出后脱离与钢轨接触状态,按下断电开关,砂轮机停止转动,将打磨机复位后抬起打磨机水平旋转180°,放置钢轨上重复上述动作既可打磨轨顶面剩余部分和钢轨头部的外侧面,直至打磨达到规定标准,打磨后应留一定的沉降量,具体的根据试验确定。

B.使用1m平尺与塞尺配合或电子平直尺测量接头平直度。以焊缝为中心1m 范围内,接头表面平直度为δ+(0-+0.2mm),轨头侧面工作边为0-0.2mm(0.2表示凹进)δ为沉降量。

7.17外观及平直度检验

7.17.1外观表面质量要求

1)焊接接头的轨头工作面经外形精整后的表面不平度应满足:在焊缝中心线两侧各100mm范围内,表面不平度不大于0.2mm。

2)轨顶面及轨头侧面工作边母材打磨深度不应超过0.5mm。

3)焊接接头及附近钢轨表面不应有裂纹、明显压痕、划伤、碰伤、打磨灼伤等损伤。

7.17.2平直度检验标准要求,见表5铝热焊接头平直度允许偏差。

表5  铝热焊接头平直度允许偏差(mm/1m)

线路设计速度 v km/h 轨顶面垂直方向最大偏差 轨头工作边水平方向最大偏差
    a b      c       d
v≤120     0.4     0     0.4      0.4
120<v≤200     0.3     0     0.3      0.3
V>200     0.2     0     0.3       0
注l:a、b:分别代表测量长度范围高出、低于钢轨母材轨顶基准面最大允许偏差。

注2:c、d 分别代表测量长度范围轨头内侧工作面凹进、凸出钢轨母材基准最大允许偏差。

7.18注意事项

1)模具、砂型、坩埚检查,封箱、坩埚摆放、预热、分流塞放置、浇注、堵漏安排专人负责,具体责任到人谁出问题谁负责。

2)焊接负责人开始预热前必须检查模具、砂型、坩埚、堵漏准备情况等,一切正常准备完善后开始下令预热,开始预热后时刻注意焊接情况,根据实际情况发出命令采取必要措施。

3)现场焊接前由焊接负责人通过焊接短轨,进行可行的必要培训与演练。

4)一旦发生漏埚,各责任人根据培训演练的方法与经验采取必要措施。

5)焊接现场的所有人员必须服从焊接负责人的指挥与命令,杜绝焊接过程的漏埚现象。

8.人员与机具设备配置

8.1主要人员配置(见表6)

表6 铝热焊接主要人员配置

序号 工位名称 人员配置情况 备注
1 现场负责 1人
2 技术质量负责 2人
3 锯轨 3人(含劳务工2人) 含钢轨表面质量与几何尺寸检查、轨端干燥

轨端干燥

4 端头除锈打磨 3人(含劳务工2人)
5 对轨 2人(含劳务工1人)
6 封箱 4人
7 预热 1人
8 坩埚安装、堵漏 2人
9 拆模、推瘤 2人(含劳务工2人)
10 粗打磨 3人(含劳务工2人) 含打磨完垃圾清理、道床打扫
11 探伤 2人(含劳务工1人)
12 精打磨 4人(含劳务工3人)
13 修理 1人
14 防护 2人
合计 32人

8.2 主要机具配置

表7 铝热焊接主要机具配置

序号 设备名称 规格型号 单位 数量 备注
1 发电机 6.5KW 2
2 小平车 2
3 锯轨机 2
4 起道机 2
5  1m平直尺 3
6 角向磨光机 100 3
7 手持式直磨机 3
8 模具 4 (含卡具)
9 撬棍 3
10 铁锹 3
11 推瘤机 1
12 仿形打磨机 1
13 手持式砂轮 6.5KW 3
14 钢板尺 30cm、15cm 8 两种规格各4把
15 大锤 8磅 2
16 探伤仪 1
17 手锤 4磅 3
18 预热设备 1
19 拉轨器 1

 9、安全注意事项

1)氧气、丙烷、乙炔的存放,运输和使用必须遵照国家《易燃易爆化学物品消防监督管理办法》执行。

2)施工前,对燃气瓶和各类设备按规程进行检查,确保施工过程安全可靠。

3)高温火柴与焊剂在包装、储存和运输过程中必须分开,绝对不能将高温火柴随身放在衣袋中。

4)确保燃气装置没有泄露。如果发生回火,应立即先关闭氧气阀门,后关闭丙烷(或乙炔)阀门。

5)焊剂、坩埚和砂型要防潮。正在反应的焊剂及其装置不能与水接触,不能用水和液体灭火剂灭火。遇紧急情况时,应该使用干砂或者干粉灭火器灭火。

6)预热枪在点火、调节火焰和带火移动时,应该举高枪口并使枪口火焰斜向无物的上空,防止火焰灼伤人和物品。

7)预热时,观察预热效果应戴护目镜,墨镜镜片界别为5级。

8)在焊剂反应与钢水浇铸期间,所有人员应该保持距坩埚3米以上距离,观察者戴护目镜。

9)焊剂反应完成后,如果钢水没能从坩埚中释放出来,必须让钢水在坩埚中冷却20分钟后才能移动坩埚。

10)灼热状态下的浇铸棒、砂型残渣、坩埚、灰渣盘及坩埚盖等铝热焊反应后产生的产物和物品,应该放置在干燥、无易燃物的地方。

11)在隧道内和通风不良的场所施工必须使用乙炔做燃气。

12)氧气瓶、燃气瓶(丙烷瓶或乙炔瓶)与焊缝之间的放置安全距离≥10m,气瓶之间的安全距离≥7.5m。

13)丙烷瓶及乙炔瓶必须在直立状态下使用。

14)打磨时,操作人员必须穿戴适当防护用品:护目镜、手套、鞋子、工作服、工作裤等,注意隔离打磨时产生的火花。

15)报废的焊剂,要与2倍以上体积的干砂混合均匀后,再作妥善处理。

10、文明施工及环境保护

10.1 文明施工

设置工点标牌,标明工程项目名称、范围、开竣工时间、施工负

责人、技术负责人。设置监督、举报电话和信箱,接受监督。作业人

员必须保持桥面、隧道内部、道床整洁,禁止乱扔杂物。施工现场设置醒目的安全警示标志、安全标语,现场施工用电设施安装规范、安全、可靠,建设安全标准文明工地。

10.2 环境保护措施

施工现场宜按《环境管理体系要求及使用指南》(ISO14001)规

定对现场进行环境管理。施工期间所产生的污染物排放和处理应符合

国家和地方有关环保的现行法规规定和施工图要求。施工现场各种材

料的存放必须规范、有序。应使用符合环保要求的机械设备和施工工

艺。合理安排施工时间,减少噪声扰民。

11.附件有关记录表

1)附件一:铝热焊接操作记录表

2)附件二:铝热焊接探伤记录表

3)附件三:铝热焊接外观记录表

注意:内容涉及标准可能存在废止的情况,请实际操作中勿采用,本文仅提供知识参考思路!若有错误,请留言指正,也希望这些知识点可以帮到你!
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3 条回复 A文章作者 M管理员
  1. 谢谢

  2. 萧楠

    谢谢

  3. 工务实习生

    谢谢

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