铝热焊简介

铝热焊简介
一、铝热焊的工作原理及特点
铝热焊一般是利用金属氧化物和铝之间的铝热反应所产生的过热，熔敷金属来加热工件的填充接头而完成焊接的一种方法。

铝热焊的工作原理是焊接前在坩埚中装以热剂，用高温火柴点燃从而引起剧烈的化学反应，当热剂钢水和熔渣分离，将热剂钢水浇注到铸型中，冷却凝固后，形成铝热剂焊接接头，完成焊接。

其特点设备简单、投资少，焊接操作简单，适合野外作业，但由于类似铸造工艺方法，因此焊缝组织、性能均较差，必要时应采取一定的热处理措施，以保证质量。

二、铝热焊的适用范围
铝热焊接属于一种古老的焊接方法，目前主要应用于钢轨的连接及钢筋、导线和大断面铸锻件的焊接和维修。

三、铝热焊接材料及设备铝热焊接所使用的材料主要包括热剂、型砂和铸型、封箱材料及高温火柴等。

其中热剂主要由铝粉、氧化铁、铁屑和铁合金、石墨等组成；型砂和铸型一般是由耐火度高的石英砂、膨润土和水玻璃等混合而成，型砂要求成形性好，耐高温且透气性好；铸型包括用来形成焊缝、预热及浇注系统等部分的型腔，铸型一般是用型砂制造的砂型，也有使用石墨型的。

所使用的设备为坩埚、预热工具、装夹工具、支架和整修工具等；造型设备包括模型、轮辗式混砂机、恒温干燥箱等。

四、铝热焊焊接工艺目前铝热焊主要用于钢轨的焊接。

1．焊前准备
检查预铝热焊剂是否密封包装，储藏环境干燥，包装标记足否明确。

砂模应预制好，并与待焊钢轨断面吻合；包装上有标记．便于识别产品类型，生产日期；不得受潮、破损、开裂；坩埚使用前不得受潮、破损、开裂。

配备限制钢水飞溅的坩埚盖；坩埚底部易熔塞用来控制钢水流下的时间，必须保持完好状态。

检查待焊钢轨端面是否平直，端面不平度不得大于2mm；钢轨不能有损伤、裂纹等；
去除钢轨端面及距轨50mm范围内的油、锈和切割时残留下的熔渣。

2．组装焊接
根据工艺要求要预留轨缝，为避免由于焊缝收缩造成的低接头(顶面下凹)，在固定钢轨时要留有一定的预拱度，其大小要根据焊接工艺和焊接时钢轨的支撑条件而定。

装夹铸型时要将铸型中心与轨型中心固定好，用专用卡具卡紧。

然后用封箱砂或封箱泥膏将铸型间和铸型与钢轨的接合处封严，避免钢水泄露。

浇铸前应当钢轨端部进行预热，一般的预热方法要用气体火焰将钢轨端部预热到800～1000℃，为防止钢轨端部发生预热氧化，不得使用氧化焰，应使用中性焰进行预热。

使用坩埚前需检查坩埚．受损、受潮的坩埚不能使用。

需清除坩埚内的杂物，易熔塞表面须干净。

坩埚清理完后，从焊剂包中去取出焊剂，混合均匀后(反复倾倒三次)，将焊剂旋转倒入坩埚中，并使其顶部形成锥形，插入高温火柴，盖上坩埚盖，预热完成后，立即放入分流塞并将坩埚安置在砂模侧模板顶部定位槽内。

焊剂高温反应时间一般为8～15s，镇静时间为8～18s(若大于30s，燃烧不均匀)。

焊剂反应及浇注过程中操作者应该距离坩埚3m以上的距离，确保人身安全。

反应完成后，如果钢水不能漏下来，应该让钢水在坩埚中冷却20分钟后才能移动坩埚。

3．焊后处理
浇注1分钟后移去坩埚，5分钟后拆除侧模板、央紧装置及底模板，及时将轨面清理干净，防止推瘤时残渣拉伤轨面。

当焊后20分钟后，可对焊接接头进行粗打磨，温度将至常温时方可进行精打磨，精打磨至0～+0.3mm，不能低凹，时速200km以上线路打磨要求为0～+0.2mm，精打磨后钢轨表面要求整洁、平滑，焊缝两侧100mm范围内不得有明显的压痕、碰痕、划伤等缺陷。

4．焊后检验
精打磨后的焊接接头应满足以下要求：
(1)不应出现裂纹；
(2)可出现1个最大尺寸为1mm的气孔；
(3)在轨头下鄂与焊筋边缘交界处半径为2mm的区域内，可出现1个最大尺寸为lmm的气孔、夹渣或夹砂；
(4)焊接接头焊筋表面应满足最多可出现3个最大尺寸不超过2mm的气孔；焊筋表面夹渣或夹砂等缺陷的尺寸应符合下表的规定，这些缺陷不应侵入钢轨的横断面内；
焊筋表面夹渣或夹砂等缺陷的最大尺寸为
当缺陷面积每平方毫米小于等于l0mm时，缺陷深度小于等于3mm；
当缺陷面积每平方毫米小于等于15mm时，缺陷深度小于等于2mm；
当缺陷面积每平方毫米小于等于20mm时，缺陷深度小于等于lmm；
五、铝热焊的安全操作技术
1．从事铝热焊人员应经过专门培训，掌握焊接安全技术，经考试合格方可进行操作；
2．施工点附近不应有挥发、易燃、易爆物品；
3．存放铝热焊材料的房间应配置干燥剂及干湿温度计，保证其环境相对湿度不大于60％；
4．工件预热前，工人必须戴防护镜，以防伤眼睛；
5．坩埚安装必须按说明书进行；
6．点火浇铸人员必须佩戴防火手套、护目镜、防护衣，防止烫伤；
7．拆模前周围人员必须远离焊接处，防止铁水烫伤人员。

铁水要统一处理，不能随便丢弃；推瘤前要检查机子是否运转正常；
8．打磨时人员必须佩戴护目镜、防护衣、面具安全帽、隔热手套。