钢轨铝热焊(自学附图)
铝热焊焊接技术
铝热焊(1)焊接设备焊接设备主要包括砂模侧模板、砂模底板、砂模固定夹具、灰渣盘、坩埚叉、对正钢直尺、预热装置（包括预热枪、调压表、胶管及接头）和支架（包括丙烷、氧气导气管。
丙烷、氧气调压表）。
(2)施工工艺及焊接方法钢轨铝热焊工艺流程图见图5.2.5.2所示。
（1）施工准备将已经调整好的轨道，再一次复测，是否符合设计及规范要求。
复核两段钢轨接头处是否预留15mm左右的缝隙，否则调整好。
用对正钢直尺对正两钢轨，两钢轨必须对直。
将离钢轨两接头位置的轨道压板螺丝松开，垫起钢轨，使接头处的钢轨与行车梁有一定的缝隙。
一般要求是能垫进去底模板和底砂模。
（2）清理钢轨接头用锉子将轨道接头横断面及旁边铁锈杂物锉干净。
（3）安装砂模及卡具图5.2.5.2现场铝热焊工艺流程图安装砂模之前，要安装底模板和侧模板来固定砂模，砂模底板在下固定底砂模，侧模板在侧面固定左右砂模，侧模板一对，有左右之分。
安装顺序为：安装底模板→底砂模→左右侧砂模→左右侧模板→调整固定。
（4）密封用耐高温封箱泥密封钢轨和砂模之间的缝隙，密封时用手将泥柔软搓成条状，然后用细钢钎塞进缝隙里，注意一定密封结实。
用耐高温密封膏密封砂模之间的缝隙，前后底砂模与侧砂模之间的缝隙，前后两侧模之间的缝隙。
安装灰渣盘和密封其之间形成的缝隙。
灰渣盘底部铺一层细沙，以免泄露出来的钢水和灰渣盘发生结晶等情况，粘在一块。
然后用耐高温密箱泥密封其缝隙。
（5）预热①安装预热装置安装氧气和丙烷的调压表，用氧气和丙烷导气管接通预热枪。
②调整丙烷和氧气压力表数值，点燃预热枪，调整火焰。
定好位置用预热支架固定。
开始加热，同时计时，一般4分钟左右就可达到要求。
（6）点燃铝热焊剂施焊打开一次性坩埚，装好铝热焊剂，插好高温火柴;预热完成后迅速将准备好的坩埚放在两侧模上面，点燃助燃剂;盖好顶盖。
（7）拆除器具一般拆除器具室按照后装的先拆，先装的后拆的顺序拆除。
反应完成后用坩埚钳移开废弃的坩埚，然后移开灰渣盘;拆除侧模板和卡具;等焊接完成的钢轨接头完全冷却，一般要2～3小时，然后拆除左右侧砂模和底砂模。
钢轨铝热焊(自学附图)
钢轨铝热焊自学(铝热焊)2016-8-28公子小白目录1.工艺流程 (1)2.工艺操作 (1)2.1 在焊接现场的准备 (1)2.2轨道的准备 (1)2.3 钢轨端头的对正 (2)2.4立砂模 (3)2.5预热 (4)2.7浇注 (5)2.8拆除砂模、推瘤 (6)2.9 热打磨 (6)2.10 冷打磨 (7)2.11收尾 (7)3.附注： (7)钢轨铝热焊施工工艺1.工艺流程该工艺流程共分13个步骤：到焊接现场前的准备→在焊接现场的准备→轨道的准备→钢轨端头打磨、除锈→钢轨端头对正→立砂模→预热→装焊药、放置坩埚→点火、钢水浇注→拆除砂模、推瘤→热打磨→冷打磨→焊头检测。
为确保工地现场铝热焊接质量，施工时必须严格按照工艺流程进行操作，控制好每一个步骤。
2.工艺操作2.1 在焊接现场的准备(1)测量轨温，掌握施工时的轨温情况。
(2)确认钢轨类型并记录，检查是否和焊剂类型一致。
(3)在线外合适的地方挖一个深300mm的坑，放置浇注后的坩埚等废弃物，要注意是否有地下光电缆。
(4)钢轨两端各卸掉3~6根轨枕上的扣件，如果是曲线部分，需依据曲线半径的大小去掉更多的扣件。
2.2轨道的准备(1)检查轨道的直度和表面，同时用钢丝刷或打磨机清理钢轨端头10~15cm，除去氧化物；检查轨头是否有压塌现象，如有压塌，应先进行锯轨；锯轨时，应注意保证钢轨断面的垂直度，垂直公差为1mm，不能内斜，确保浇注时钢水能灌满轨逢，锯轨外斜时，应保证两轨头上下间距均在23~27mm范围内。
(2)检查钢轨端头位置，其距离轨枕应≥10cm，否则应调整轨枕。
2.3 钢轨端头的对正这是焊接过程中的一道重要工序，钢轨端头对正时，须依次考虑四个参数，即间隙、尖点、水平对正和扭转。
(1)间隙调整：轨端间隙必须为25±2mm(如果间隙<23mm将达不到预热的效果，而且熔化的钢水会因过量而溢出废渣盘。
如果间隙>27mm，预热也将达不到效果，而且熔化的钢水还会注不满整个间隙)，间隙尺寸检测采用梯度式测距尺或采用端带尺分别测量钢轨头部和根部的两点，得到四个尺寸，四个尺寸必须在公差范围内(23~27mm)。
起重轨道钢轨铝热焊接技术
１ 潘铁军 ，潘晓 弘，程耀 东．虚拟企 业 中 ＣＰ ＩＥ地研究 与
应用 ．中国机械工 程 ，２０ １ ） １－ １ １ ０ １（２ ：１９ ２
地
邮
址 ：山西省太原市 中北大学 机械工程 与 自动化学
２ 祁 国宁，韩永生 ，陈俊 ，等 ． 计算机 集成产 品工 程 Ｃ． Ｉ
Ｐ ．中国机械工程 ，１９ １ ） ２ —５７ Ｅ ９ ９（０ ：５４ ２
铝 热焊 缝 金 属 强 度 效 果 较 大 ，锰 和 硅 通 过 固溶 强 化 ，可 明显提 高焊 缝 金 属 的抗 拉 强 度 。少 量 的铬 、
镍 和钼 也 可 通 过 固溶 强 化 ，提 高 焊 缝 金 属 的抗 拉
强 度 ，铝 、铬 、镍 和稀土等元素在 铝热反应时形成
发 计算机 辅 助设 计 与 图形 学学 报 ，２０ ，１ （ １ ： ０ １ ３ １ ）
ｃ Ｄ ｃ Ｍ研究室 Ａ ／Ａ
编 ：００ ５ ３０１
３ 王峰 ，俞新陆 ． 产品级三维参数化设 计系统地研究 与开
４ 一 ２
收稿 日 ： ０７ ０ ２ 期 ２０ － ９－ ７
《 起重运输机械》 ２ ０ （ ） ０８ ５
—
维普资讯
高熔点的氧化物 ，该类 氧化物在 焊缝凝 固时 ，作 为液 态 金 属 的 形 核 剂 ，在 凝 固过 程 中细 化 晶 粒 ， 提高 焊缝 的抗 拉 强度 ． 因此 ，可通 过控 制 铝 热 １ 。 焊剂 中合金 添加 剂 的种类 和数量来 降低 铝热钢水
砂型的硬化是一个 化学作 用与物理作 用相结
合 的过程 。首 先 Ｃ 与水 玻 璃 发 生 化 学 反 应 形 成 Ｏ 凝胶 。Ｃ 使 硅 酸 钠 溶 液 分 解 ，产 生 水 合 二 氧 化 Ｏ
a150钢轨铝热焊接法工艺工法
A150钢轨铝热焊接法工艺工法前言xx区xx工程水工码头Ⅱ、Ⅲ标段总长1326m，17个码头结构。
门机钢轨采用A150轨道，轨距35m。
单根钢轨标准长度12m，共计约225只焊头。
钢轨每米重量150.30 公斤/米，钢轨断面尺寸为顶宽150 mm，高150 mm，底宽220 mm。
钢轨接口连接首次采用铝热焊接式连接方法。
该套工艺具有设备简单、操作方便特点，改变了传统手工电弧焊接工艺。
开工之前，作为新工艺在外方直接培训下，通过技术培训和现场焊接12个接头的操作以及考试发证，基本掌握工艺控制要求，然后顺利完成149只焊接接头，经过超声波检测，一次焊接合格率达96.8%，不合格的割除后重新焊接，总合格率得到100%。
工程完工后，该套工艺获得了业主好评，并在上海市港口质量安全监督站备案《A150钢轨铝热焊接质量控制办法》（企业标准）。
一、钢轨铝热焊接法工艺的特点轨道铝热焊接法工艺有工艺流程简洁详细易掌握，施工机具定型化小型化配套化，人工易操作特点。
同以往手工焊接钢轨相比较，具有施工速率快，施工质量稳定，避免人工焊接功效低下，质量不稳定。
本套施工工艺，也是我国首次在港区门机轨道上采用，特别是大截面钢轨，采用铝热焊接法更具有人工焊接无法得到的质量效果，由于铝热焊接法为经过化学反应钢水一次浇注成形，不受人为因素影响，时间短，受外界温度影响小，而传统手工焊接为层堆积焊接，受人为因素影响大，时间长，受自然温度变化影响大。
二、钢轨铝热焊接法工艺适用范围轨道铝热焊接法工艺，由于工艺比较独特，其轨道对接设备、模具夹具、干埚、预热设备、焊药及轨道打磨设备等都是针对轨道材质断面专门设计的，只适用于钢轨焊接。
其施工主要对空气湿度、风力有所要求，要求尽可能在晴天施工，禁止在雨天施工，并且在焊接过程中采取挡风措施，避免钢轨加热和冷却不均匀。
三、钢轨铝热焊接法工艺基本原理铝热焊接的化学原理就是用化学反应热作为热源，用活动性较强的金属把活动性较弱的金属从它的氧化物中还原出来的的焊接方法。
钢轨铝热焊接作业指导书
钢轨铝热焊接作业指导书轨道⼯程钢轨铝热焊接作业指导书2011年×⽉××⽇发布 2011年×⽉××⽇实施中铁⼀局集团新运⼯程有限公司钢轨铝热焊接作业指导书1、适⽤范围本作业指导书适⽤于新（改、扩）建铁路钢轨铝热焊接作业。
2、作业准备2.1内业技术准备2.1.1开⼯前组织技术⼈员认真学习实施性施⼯组织设计，阅读、审核施⼯图纸，澄清有关技术问题，熟悉规范及技术标准。
2.1.2做好作业⼈员培训⼯作，使其熟练掌握铝热焊焊接钢轨的⼯艺流程。
2.1.3在正式焊接前，按照《钢轨焊接第1部分:通⽤技术条件》（TB/T1632.1-2005）的要求完成钢轨焊接接头的型式试验。
确定焊接参数，制定相应操作规程。
2.2外业技术准备2.2.1进⼊焊轨现场前，应根据设备材料清单检查并落实必备的⼯具、材料和设备。
2.2.2到达焊轨现场后，应对现场条件进⾏综合调查并采取必要防护措施。
2.2.3焊接前应对施⼯设备及各种⼩型机具进⾏调试。
3、技术要求3.1按照按照《钢轨焊接第1部分:通⽤技术条件》（TB/T1632.1-2005）、《钢轨焊接第3部分：铝热焊接》（TB/T 1632.3-2005）的有关规定要求施⼯作业。
3.2铝热焊焊缝距离轨枕边缘应不⼩于100mm。
3.3调整对轨架，⽤1m直尺分别紧贴钢轨的轨头、轨腰,并⽤钢板尺紧贴轨脚，⼀般情况下必须做到三处均密贴⽅为⽔平对正。
必须保证接头的作⽤⾯⼀侧⽔平对正，钢轨内侧纵向要求平直，以1m直尺同时测量两轨平顺度，错动不⼤于0.2mm。
3.4焊接时轨温应不低于0℃，放⾏列车时，焊缝处轨温应降⾄300℃以下。
3.5低温焊接时，必须对轨端各1m 范围内进⾏预热处理。
3.6铝热焊剂的技术参数60kg/m 钢轨常⽤铝热焊剂的技术参数（参考）3.7根据钢轨的材质选择对应的铝热焊剂型号。
3.8客专铁路施⼯应符合《⾼速铁路轨道⼯程施⼯质量验收标准》（TB10754-2010）及设计⽂件相关要求。
QPCJ钢轨铝热焊接工艺4-2
稀土焊剂
步骤4、钢轨端头的准备
铝热焊原则：只焊不补 轨端清洁范围：100-150mm 焊头永远不要置于轨枕之上
步骤4、钢轨端头的准备
清除钢轨端头缺陷：
裂纹 – 用锯轨机切除 氧枪切割面 – 切掉
100mm 螺孔距轨端距离至少 100mm, 否则切掉 其他焊接残余 – 切掉 塌陷接头 – 切除 轨端垂直度应小于1mm
尖点的调节（垂直对正）
木枕区：3.2mm
水泥枕区：1.6mm
步骤5、钢轨端头的对正
水平对正
轨头部位 轨头宽度有差异
时，对齐工作边
先内侧，再外侧
步骤5、钢轨端头的对正
不等倾斜调整
轨腰或轨底三角区
（如调整不好，会 造成疲劳过度而 断裂）
步骤5、钢轨端头的对正
A型对正架 （1）调尖点：左右松开
步骤7、预热
五、预热注意事项
分流塞放在砂模外侧预热 预热枪与轨缝垂直居中 火焰精调结束后开始计时 不间断的注视整个预热过程，直至轨头颜色微微 发红 注意检查氧气和丙烷压力 注意不要预热过度
步骤7、预热
六、预热结束
关闭氧气阀门，再关丙烷阀门 关掉钢瓶气体阀门
将预热后的分流塞推入顶部的入口处，轻推
步骤3、轨道的准备
轨道的Байду номын сангаас作空间
轨枕与钢轨端面的距离≥100mm 道渣与轨底的距离≥100mm 松开焊头两侧3-6根枕木上的扣件及垫板（直线地段3根，
曲线地段6根）
松开3-6根轨枕扣件
≥100mm
≥100mm
≥100mm
铝热反应焊接铁轨
铝热反应焊接铁轨
铝热反应焊接是一种常用的铁路轨道焊接方法，通常使用于长距离铁路轨道的连接和维护。
该技术利用铝和铁反应产生高温，使铝和铁轨之间形成一层合金焊缝，从而实现焊接的目的。
具体操作步骤如下：
1. 清洗铁轨表面，确保表面没有油污和杂质，以保证焊接效果。
2. 将钢轨切割或采用现有断裂面。
3. 在铁轨上涂抹铝粉或铝条。
铝粉可以直接撒在断裂面上，铝条需要放在钢轨接头处。
4. 用火炬加热铝粉或铝条，加热时间约为2-3分钟，直到铝与
铁轨溶合，并形成合金焊缝。
5. 在焊接后的铁轨表面加热处理，使铝合金浸渍到钢轨中，提高焊接强度。
铝热反应焊接方法简单，但需要熟练的技术操作和经验。
在使用过程中需要注意安全，防止火灾和爆炸。
铝热反应焊接钢轨
铝热反应焊接钢轨
铝热反应焊接钢轨是一种焊接技术，现在被广泛用于各种重要建
筑物的钢轨的铺设。
它采用高温熔融的铝作为填充物，提供了高强度、高耐腐蚀能力、高可靠性以及绝缘性等优点，是目前各个工程中最安全、最可靠的钢轨铺设方式。
铝热反应焊接钢轨通常包括从钢轨削减到需要焊接的椭圆形架，
然后用特殊的机器在钢轨两周围加热，当温度升到一定值时，将铝熔
池熔化，再将少量的铝熔池均匀涂布或者倒入到钢轨的椭圆架中，并
立即将钢轨内的金属熔池彻底混合及排出空气，从而完成焊接钢轨的
技术要求。
焊接钢轨的优势在于可以提供最佳的强度和弹性，有能力提供舒
适的车厢行走，同时还提供了良好的静电绝缘、腐蚀防护能力与可靠
耐久性，铝热反应焊接的钢轨比普通钢轨的抗氧化能力更好，可以保
证铁路设备的安全性与可靠性。
另外，铝热反应焊接的钢轨还有助于节约能源。
铝回火的焊接技
术只需要少量的熔池就可以完成，因此可以减少碳排放，可以更好地
保护环境。
总的来说，由于铝热反应焊接技术可以实现钢轨铺设和维护，更
安全，更可靠，可以有效地提高铁路运行安全及节能减排，逐渐得到
社会的广泛认可。
钢轨铝热焊接流程图
施密特铝热焊铝热焊工艺的主要流程准备工作→轨端干燥→轨端除锈去污→对轨→夹具安装→砂模安装→封箱→预热→坩埚安装→点火→反应→拆模→推瘤→打磨。
铝热焊操作步骤1、准备工作●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。
●出发前必须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。
●对施工设备、燃气瓶等进行检查，确保使用时安全可靠。
●从焊缝两侧钢轨开始，每一侧松开2 - 4组扣件，然后至少将50m围的钢轨扣件按规锁紧，并在焊缝两侧各第一个锁紧扣件处的钢轨上，做划线记号，以便观察钢轨是否移动，然后才可以进行铝热焊焊接。
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。
●气温急剧变化时必须用拉伸机锁定钢轨，然后进行焊接操作。
●焊接处有缺口、损伤、磨损严重以及端面不规则的钢轨必须切除后，才能进行焊接。
●待焊钢轨在距轨端200mm围有螺栓孔时，必须对螺栓孔周边倒角，并用专用钢塞将孔塞紧，以确保钢轨能均匀传递焊接时产生的热量，钢塞必须与螺栓孔配合紧密。
2、轨端干燥砂型安装前需用预热枪对焊缝两侧1米围钢轨进行加热干燥，充分除去钢轨表面水分。
3、轨端除锈去污●在距轨端50mm围，用角磨机和钢丝刷对焊接钢轨的端面、轨头、轨腰和轨脚进行打磨清污除锈，要特别注意将轨底打磨清洁干净。
●打磨完成后，轨头端部边缘需倒角1mm×45°。
4、对轨●以轨脚处为基准，控制轨缝宽度为28+2-1mm。
●水平调整：用一米直尺分别检查焊缝两端钢轨轨头、轨腰、轨底是否平直。
如有偏差，用对轨架或者钢楔子进行调节，轨头侧面以行车面为基准进行调整。
●尖点调整：将一米直尺自由放置在轨顶，使其中点与焊缝中点相重合，用对轨架或者钢楔子对轨端高度进行调节，使直尺的两个端部与轨顶之间的间隙为1.8～2.3mm。
5、夹具安装●夹具应安装在上风方向，避免逆风安装导致火焰灼伤预热系统。
铝热反应焊接钢轨原理
铝热反应焊接钢轨原理
铝热反应焊接是一种常用的钢轨连接方法，其原理是利用铝及其合金与氧化铁发生热反应，在高温条件下形成铝氧化物和铁。
这种焊接方法具有操作简便、成本低廉、焊接质量高等优点，因此在铁路建设中得到了广泛应用。
首先，铝热反应焊接的原理是基于热反应的。
在焊接过程中，铝及其合金与氧化铁发生热反应，生成的热量使氧化铁还原成铁，并与铝形成铝氧化物。
这种热反应的温度通常在600℃以上，能够确保焊接接头的牢固度和稳定性。
其次，铝热反应焊接的原理是基于金属材料的特性。
铝具有良好的导热性和导电性，能够迅速传递热量，并且在高温条件下能够与氧化铁发生反应。
而钢轨作为铁质材料，具有良好的可焊性和可塑性，能够在高温条件下形成稳定的焊接接头。
此外，铝热反应焊接的原理还与焊接工艺密切相关。
在焊接过程中，需要控制好焊接温度和时间，确保热反应能够充分进行，同时避免过热或过烧的情况发生。
此外，还需要对焊接接头进行后续处理，以确保焊缝的质量和稳定性。
总的来说，铝热反应焊接钢轨的原理是基于铝与氧化铁发生热
反应，在高温条件下形成铝氧化物和还原氧化铁成铁的特性基础上，通过控制好焊接工艺，实现对钢轨的牢固连接。
这种焊接方法具有
操作简便、成本低廉、焊接质量高的特点，因此在铁路建设中得到
了广泛应用。
铝热焊操作指导书
铝热焊接工艺介绍目录铝热焊接工艺介绍 (1)一、引言 (1)二、铝热焊接的技术原理 (2)2.1定义 (2)2.2原理 (2)三、铝热焊接的应用特点 (3)四、铝热焊接的操作方法： (3)4.1焊接操作 (4)4.2注意事项: (5)4.3常用模具型号 (6)一、引言铝热焊接技术可追溯到19世纪后期，当时德国就有人用铝作为氧化铁的还原剂来制作铸件和修补铸件。
20世纪初，德、英、美、法等国开始将铝热焊法付诸于钢轨的焊接，到50-60年代铝热焊接已是钢轨接头无缝焊接的普通技术。
该技术具有设备简单、投资少、焊接作业快，不需要大功率的电源，操作简便等特点，特别适用于野外施工和利用行车间隔的定点抢修，因而在各国发展很快。
我国在1958年开始试验研究并于1960年4月首次采用自制铝热焊剂进行了钢轨接头的焊接。
1966年开始批量生产钢轨铝热焊剂。
到1982年，我国已焊接了8000多公里无缝线路。
铝热焊接的商品名称为CADWELD，这是为了纪念查尔斯·卡特威尔博士(Dr. CharlesCaldwell) 1938年首次将这一技术应用到有色金属上。
目前铝热焊接应用领域有:钢轨焊接;铜芯电缆连接;接地极导线连接;铁路信号线的连接。
随着管道事业的发展、高压、薄壁高强度管道钢的应用，对焊接的热影响区有着更加苛刻的要求，NACE(美国腐蚀工程师协会)通过大量试验认定铝热焊可以应用在高强度的输油、气管道上，已列进了标准ANSI B31.4及31.8。
在接地连接技术中，IEEE(国际电工协会)第80号标准也推荐采用CADWELD技术。
在国内近几年颁布的防蚀标准中，电缆铝热焊接技术也是首选技术，如SYJ 36-89。
二、铝热焊接的技术原理2.1定义铝热焊接（也称热剂焊）就是利用金属氧化物和金属铝之间的放热反应所产生的过热熔融金属来加热金属而实现结合的方法。
铝热焊接是一种把两个或是多个导体或是多个导体焊接起来的焊接工艺，此工艺多用于阴极保护中管道与管道之间的连接；铝热焊接工艺通常是铝热焊剂和铝热焊模两者的组成品。
铁轨焊接!不用电浓烟滚滚产生上千度高温,这就是铝热焊接
钢轨焊接！没有必要用滚滚电烟来产生几千度的高温，这就是铝
热焊
铁轨铺设无法离开焊接，现代焊接工艺多种多样，但焊接后的铁轨几乎不会看到缝隙，这种焊接方式是怎么做到的，今天让我们了解下焊接铁轨专用的铝热焊接法。
1、铝热焊接
铝热焊是一种化学焊接工艺，利用铝和氧在高温下的强化学亲和力，从而释放热量，将金属熔化成铁水，进行铸造和焊接。
它是铺轨和修轨环节中必不可少的方法。
铝热焊过程中，必须将配制好的铝热焊剂放入特制的坩埚中，然后用火柴点燃焊剂，产生化学反应，得到高温钢水和熔渣。
反应平静后，将高温钢水注入与钢轨紧固在一起的砂型中进行预热，砂型中对接的轨端熔化。
整个焊接过程不消耗任何电能，主要利用材料化学性质的高温产生的高温。
现场浓烟滚滚，不时有火焰飞溅出来。
焊接冷却后，将坩埚和砂型取出，可以看到两根钢轨已经焊接在一起。
但钢轨外层仍有明显的焊接痕迹。
这时，多余的部分需要用机器切割。
打磨光滑后，整体焊轨没有太大区别。
目前，铝热焊在中国也用于铺设铁轨。
2、铝热焊接的由来
这种方法最早发明于19世纪末。
当时，Goldschmidt发现铝粉和金属化合物可以通过外部热源放热。
这种焊接方法也广泛应用于纯铜、黄铜、青铜、紫铜、铜包钢、纯铁、不锈钢、锻铁、镀锌钢、铸铁等材料的焊接。
其优势显而易见。
上千摄氏度的高温使焊点永久化，不会因松动或腐蚀造成高电阻。
另外，这种焊接方法非常简单易用，不需要外接电源和热源，仅通过外观就可以检查其焊接质量。
据说学好物理化走遍天下都不怕，铝热剂助熔剂就是用的最简单的化学反应。
铁路铝热焊图片类参考资料
缺陷名称
缺陷特点
波形特点
粗晶
定义：在焊头的金相组织方面，部分或全部断面上 的晶粒度粗大或不均匀，称为粗晶。要求焊缝的晶 粒度比钢轨的晶粒度低一级。如PD3钢轨的晶粒度是 6级，焊缝晶粒度应不低于5级。1～3级为粗晶粒。 粗晶粒会影响焊头的疲劳强度及韧性，增加焊头的 脆性。粗晶也会造成断轨，主要是脆断。
夹砂
定义：夹砂的形成是由于型砂进入焊缝而造成。 原因：（1）砂型磨合后未用毛刷清除掉浮砂（2） 有碎屑等杂质进入型腔（3）砂箱一次未扣准，移动 中砂型挤坏掉入型腔内（4）因过热使砂子变成玻璃 状挤入熔合区。
波形特点 单个 分散性
中国铁道科学研究院金属及化学研究所无损检Hale Waihona Puke 事业部缺陷名称缺陷特点
波形特点
热裂
定义：在焊缝及热影响区均可产生。在焊头凝固过
程中，稍低于其凝固点的一定温度范围内，强度较
低，由于产生了收缩应力或受到外力超过了该温度
范围内钢的强度极限时，就会产生裂纹或断裂。这
种在高温区形成的断裂称为热裂。其表面常带有氧
化兰色。热裂对焊头质量影响大，会造成断轨。
原因：（1）焊接过程中焊缝有移动，受拉，存在
缺陷名称
缺陷特点
波形特点
未焊合
定义：在铝热焊接后，原来待焊的两个钢轨断面上仍
有没有熔化的区域，称为未焊合。一般多发生在轨头
，也有在轨底的。对焊头质量影响大，会造成断轨。
原因：（1）预热温度过低，铝热钢所放出的热量不
足以使轨端熔化（2）预热时间不足或氧气、丙烷压
力不足，情况同上（3）轨端处理不好，在轨端产生
中国铁道科学研究院金属及化学研究所无损检测事业部
中国铁道科学研究院金属及化学研究所无损检测事业部
钢轨铝热焊接流程
施密特铝热焊铝热焊工艺的主要流程准备工作→轨端干燥→轨端除锈去污→对轨→夹具安装→砂模安装→封箱→预热→坩埚安装→点火→反应→拆模→推瘤→打磨。
铝热焊操作步骤1、准备工作●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。
●出发前必须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。
●对施工设备、燃气瓶等进行检查，确保使用时安全可靠。
●从焊缝两侧钢轨开始，每一侧松开2 - 4组扣件，然后至少将50m范围内的钢轨扣件按规范锁紧，并在焊缝两侧各第一个锁紧扣件处的钢轨上，做划线记号，以便观察钢轨是否移动，然后才可以进行铝热焊焊接。
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。
●气温急剧变化时必须用拉伸机锁定钢轨，然后进行焊接操作。
●焊接处有缺口、损伤、磨损严重以及端面不规则的钢轨必须切除后，才能进行焊接。
●待焊钢轨在距轨端200mm范围内有螺栓孔时，必须对螺栓孔周边倒角，并用专用钢塞将孔塞紧，以确保钢轨能均匀传递焊接时产生的热量，钢塞必须与螺栓孔配合紧密。
2、轨端干燥砂型安装前需用预热枪对焊缝两侧1米范围内钢轨进行加热干燥，充分除去钢轨表面水分。
3、轨端除锈去污●在距轨端50mm范围内，用角磨机和钢丝刷对焊接钢轨的端面、轨头、轨腰和轨脚进行打磨清污除锈，要特别注意将轨底打磨清洁干净。
●打磨完成后，轨头端部边缘需倒角1mm×45°。
4、对轨●以轨脚处为基准，控制轨缝宽度为28+2-1mm。
●水平调整：用一米直尺分别检查焊缝两端钢轨轨头、轨腰、轨底是否平直。
如有偏差，用对轨架或者钢楔子进行调节，轨头侧面以行车面为基准进行调整。
●尖点调整：将一米直尺自由放置在轨顶，使其中点与焊缝中点相重合，用对轨架或者钢楔子对轨端高度进行调节，使直尺的两个端部与轨顶之间的间隙为1.8～2.3mm。
5、夹具安装●夹具应安装在上风方向，避免逆风安装导致火焰灼伤预热系统。
钢轨铝热焊焊接新技术及应用
钢轨铝热焊焊接新技术及应用一冶项目管理部 刘光秋 铁路、工业起重机及移动工业设备(如焦化设备)的轨道一般采用机械连接和焊接。
机械连接,即按供货长度在接头处进行适当地打磨或加工,用联结板和螺栓连接而成。
间隔一段距离存在一处接口,使行走设备在经过接头时引起冲击和震动,造成对轨道基础(如钢梁)和运行设备的种种危害。
因此,如何消除行车轨道的接头是轨道技术改造的重要课题。
为减少和消除这些危害,就必须采用焊接整体轨道来替代分段机械连接式接头轨道。
对于钢轨的焊接,目前,冶金行业主要采用手工电弧焊法和铝热焊法。
1 手工焊接方法方法一:轨道接头开X 型坡口手工焊接方法。
(略)方法二:紫铜板强迫成型手工电弧焊接。
简述如下:见图1。
图1 紫铜夹板和紫铜托板的宽度为80mm ,厚度为10mm 左右,其弯曲形状应与钢轨外形相吻合。
为了加强焊缝,在板中央与轨缝相对应的部位,将紫铜夹板和紫铜托板开槽。
固定夹板或托板的弹簧钳可采用扁钢或钢筋制作。
两根钢轨端头之间留出上宽下窄的间隙,以轨底间隙宽度为标准,不得小于12mm 也不宜过宽,一般控制在12～14mm 范围内。
两根钢轨端头的预热范围各为20～30mm ,预热温度为250℃左右。
焊接钢轨接头的顺序是由下向上,先轨底后轨腰、轨头,最后修补周围。
选用直径为4mm 的碱性低氢型电焊条(J506、J507或J606、J607),利用直流电焊机反极接法施焊接钢轨接头。
焊接轨底的第一层焊缝时,使用大电流(180～200A ),以便容易焊透和排渣;随后几层焊缝采用160～180A 电流,每焊完一层焊缝必须把熔渣排除干净后才能继续施焊。
轨底焊完后,将紫铜夹板紧密贴于轨腰两侧固定,夹板上的槽与钢轨间隙要求对正。
使用150～170A 电流,从轨腰的下部向上施焊。
每焊完一根焊条便取下紫铜夹板,清除熔渣,紫铜夹板用水冷却并清除粘着的熔渣后,再重新贴在钢轨两侧继续施焊。
如此重复直到把轨腰焊满为止。
安装紫铜托板后开始焊接轨头。
钢轨铝热焊缝解剖图
2011年11月20日钢轨铝热焊缝解剖图
37°探头发现出波2.8-3.2，曲线上股铝热焊，焊缝一侧
夹杂
直70°探头发现出波4-6，曲线上股铝热焊，焊缝一侧
伤距轨顶面40mm
伤距轨顶面70mm
今天上午解剖了两根铝热焊钢轨，在轨头下额都有伤。
一根是37度探头出波2.8-3.2距轨面40毫米一个6*10夹渣，一根是直70度发现本侧焊筋部位出波4-6轨头下额有一个15*35核伤，建议大家以后出的补铁波一定要用尺子确定位置，不是补铁波的位置出波一定要引起高度重视，采取措施，防止漏检的发生。
铝热焊解剖成功是一个难得的实践教材。
曲线有侧磨，所以要。
才能发现哦。
起重轨道钢轨铝热焊接技术
起重轨道钢轨铝热焊接技术1.基本原理钢轨铝热焊是利用铝和氧化铁在化学反应过程中释放的大量热量熔化金属，使金属之间形成熔接或堆焊。
铝热化学反应是氧化还原反应，主要反应产物为液态铝热钢和氧化铝熔渣，铁元素被还原成具有高温的铝热钢水，铝被氧化成氧化铝熔渣。
铝热焊化学反应的表达式为3FeO+2AI=3Fe+Al2O3+199.5kCalFe2O3+2AI=2Fe+Al2O3+99kCal3 Fe2O3+8AI=9Fe+4Al2O3+773.3 kCal钢轨铝热焊接就是将铝粉、氧化铁和其他合金添加物配制成的铝热焊剂放在特制的反应坩埚中，用高温火柴点燃引发铝热反应。
在反应过程中，放出大量的热熔化合金添加物，与反应合成的铁形成为钢液，由于其密度大沉于坩埚底部，反应生成的熔渣较轻而浮在上部，在很短时间内，高温的铝热钢水熔化坩埚底部的自熔塞，浇铸到与钢轨外形尺寸一致的砂型和局部预热待焊钢轨形成的封闭空腔中，同时铝热钢水本身又作为填充金属，与熔化的钢轨共同结晶、冷却，将2段钢轨焊成整体，图1为钢轨铝热焊接示意图。
2 .钢轨铝热焊剂的设计2．1焊剂化学成分的设计由于铝热化学反应释放出大量的热，其反应产物的温度可达3000℃【6】，但实际焊接铝热钢水的温度一般只需2000℃即可【7】。
此外，碳对提高铝热焊缝金属强度效果较大，锰和硅通过固溶强化，可明显提高焊缝金属的抗拉强度。
少量的铬、镍和钼也可通过固溶强化，提高焊缝金属的抗拉强度，铝、铬、镍和稀土等元素在铝热反应时形成高熔点的氧化物，该类氧化物在焊缝凝固时，作为液态金属的形核剂，在凝固过程中细化晶粒，提高焊缝的抗拉强度【9，10】。
因此，可通过控制铝热焊剂中合金添加剂的种类和数量来降低铝热钢水的温度，并调节铝热钢水的化学成分，优化焊缝金属的性能。
焊缝金属相变后的组织主要通过组织的种类、形态、晶粒度等影响焊缝金属的力学性能【8】。
组织的种类不同，焊缝金属所具有的强度、韧性、延性等不同。
轨道施工技术铝热焊
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轨道施工技术
• 钢轨对正 • 轨缝调整达到要求后，在焊缝两端3-5根枕木上安装一个
对正架进行钢轨端头对正。对正的质量好坏直接影响了焊 缝质量的水平高低。 尖峰值调整 • 采用钢楔或对正架进行高度调整，使焊缝两端0.5m处的直 尺侧面与轨面间空隙为1.6mm。 水平对正 • 采用1m直尺对钢轨的轨腰、轨底、轨头进行检查，如有 偏差采用对正架或楔形块进行调整。 安装砂模 • 对正达到要求后即可安装砂模。安装前先将侧模与钢轨轻 轻摩擦，使其能够与钢轨密贴。随后将砂模装入底托盘内， 底托盘固定在轨缝间隙处的钢轨底部。底模一定要居中， 并且和钢轨要密贴。随后再次检查钢轨对正情况。
轨道施工技术
• 质量缺陷及防治措施 • 气孔 • 焊缝表面有气孔。严重时呈蜂窝状，可能在焊缝的任何部 • • • •
位出现。 主要原因为坩埚或封箱受潮、钢轨端面未清理干净。焊接 过程中有潮气或水。 预防措施：对坩埚和封箱认真检查，受潮者一律不得使用； 认真对钢轨断面进行打磨清理，下雾天、小雨天或湿度饱 和的天气不进行焊接作业。 夹渣 断口处出现不规则形状的夹杂，呈暗灰色，可能在焊缝的 任何部位出现。 主要原因为易熔赛打开过早，焊渣和铁水未来得及分离。 氧化皮或其他杂物掉进焊缝，预热过火轨端熔滴，轨端不 洁等。
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轨道施工技术
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工艺流程 铝热焊工艺流程为焊接现场的施工准备、端头打磨、 端头对正、砂模准备、预热、焊药包准备、浇注、拆 除砂模与推瘤、热打磨、回火、冷打磨、现场清理等。 施工工艺 1、准备工作 检查轨缝的大小。轨缝应在25±2mm，过小时应从新 锯切，过大时松开两端钢轨扣件，采用拉轨器拉伸钢 轨。钢轨锯切后的断面垂直度不得大于1mm。焊接区 为轨缝两端各50cm，应采用打磨机对钢轨进行打磨除 锈，特别注意钢轨底部的清理。 核对焊剂与材质间的适应性。
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钢轨铝热焊自学
(铝热焊)
2016-8-28
公子小白
目录
1.工艺流程 (1)
2.工艺操作 (1)
2.1 在焊接现场的准备 (1)
2.2轨道的准备 (1)
2.3 钢轨端头的对正 (2)
2.4立砂模 (3)
2.5预热 (3)
2.7浇注 (4)
2.8拆除砂模、推瘤 (4)
2.9 热打磨 (4)
2.10 冷打磨 (5)
2.11收尾 (5)
3.附注： (5)
钢轨铝热焊施工工艺
1.工艺流程
该工艺流程共分13个步骤：到焊接现场前的准备→在焊接现场的准备→轨道的准备→钢轨端头打磨、除锈→钢轨端头对正→立砂模→预热→装焊药、放置坩埚→点火、钢水浇注→拆除砂模、推瘤→热打磨→冷打磨→焊头检测。
为确保工地现场铝热焊接质量，施工时必须严格按照工艺流程进行操作，控制好每一个步骤。
2.工艺操作
2.1 在焊接现场的准备
(1)测量轨温，掌握施工时的轨温情况。
(2)确认钢轨类型并记录，检查是否和焊剂类型一致。
(3)在线外合适的地方挖一个深300mm的坑，放置浇注后的坩埚等废弃物，要注意是否有地下光电缆。
(4)钢轨两端各卸掉3~6根轨枕上的扣件，如果是曲线部分，需依据曲线半径的大小去掉更多的扣件。
2.2轨道的准备
(1)检查轨道的直度和表面，同时用钢丝刷或打磨机清理钢轨端头10~15cm，除去氧化物；检查轨头是否有压塌现象，如有压塌，应先进行锯轨；锯轨时，应注意保证钢轨断面的垂直度，垂直公差为1mm，不能内斜，确保浇注时钢水能灌满轨逢，锯轨外斜时，应保证两轨头上下间距均在23~27mm范围内。
(2)检查钢轨端头位置，其距离轨枕应≥10cm，否则应调整轨枕。
锯轨须保证钢轨断面垂直度钢丝刷清理钢轨端头10-15cm
2.3 钢轨端头的对正
这是焊接过程中的一道重要工序，钢轨端头对正时，须依次考虑四个参数，即间隙、尖点、水平对正和扭转。
(1)间隙调整：轨端间隙必须为25±2mm(如果间隙<23mm将达不到预热的效果，而且熔化的钢水会因过量而溢出废渣盘。
如果间隙>27mm，预热也将达不到效果，而且熔化的钢水还会注不满整个间隙)，间隙尺寸检测采用梯度式测距尺或采用端带尺分别测量钢轨头部和根部的两点，得到四个尺寸，四个尺寸必须在公差范围内(23~27mm)。
(2)尖点(垂直对正)：在焊接之前，两端钢轨向上应有一交点，这样就不会因施焊后的冷却造成焊缝凹陷，并能保证留有一定的凸余量供打磨调平。
调整方式为：将直尺轨放置在钢轨运行表面的正中央，测量钢轨运行表面与直尺轨端头间隙值，根据施工经验，Ⅲ型预应力钢筋混凝土轨枕的间隙值取为⒈5mm(木枕取为⒊2mm)。
(3)水平对正：用直尺规分别检查钢轨对接处的一段钢轨轨头、轨腰和轨底，如果两根钢轨宽度稍有差异，将两端钢轨的中心线对齐，
差异均分。
轨端间隙23~27mm 尖点（垂直对正）
(4)扭转：轨头内侧表面和轨肋的底部必须同时对直。
端头对正时用钢轨对正架或对正杆来调整各个参数。
钢轨端头的对正是铝热焊接工艺中最难也是最关键的一个步骤，将直接影响到焊接接头的质量。
在钢轨端头对正的过程中，绝对不能扰动施焊地段的钢轨、轨枕，对正后，还要按照同样的程序再检查一遍，确保对正的准确性。
2.4立砂模
(1)砂模安装前将两侧的砂模在钢轨上轻轻摩擦，使其与钢轨结合得更紧密。
(2)砂模的中心线与钢轨接头的轴线必须在同一条直线上。
(3)在砂模的出料口及夹具螺纹处抹上防漏泥。
立砂模抹防漏泥
2.5预热
预热也是焊接过程中的一道重要工序，其作用在于消除砂模中的湿气及提高钢轨和砂模的温度，预防焊头出现气孔、夹渣等质量缺陷。
它以氧气、丙烷为燃料，通过加热器来完成，预热过程如下：
(1)记录钢轨的温度。
(2)使用调节器增大压力，获得丙烷压力为10PSI，然后关掉钢瓶。
(3)将加热器装于支架上，调整喷嘴对准砂模的中心，并将分流塞放在砂模的边缘上。
(4)将加热器从支架上拿开，点燃喷火咀。
调整丙烷气和氧气的压力混合比，得到最佳的火焰。
预热时间从火焰调节好之后计起，用跑表严格控制在5min(60kg/m钢轨)。
(5)预热完成后，依次关掉丙烷气、氧气，将预热器拿出，操作时注意不要碰撞砂模壁。
（注意：预热时要注意观察各缝隙上的防漏泥是否有裂纹或掉下）
预热
2.6焊药包的准备(在预热之前或预热过程中)
(1)坩埚是否干净，有无裂缝、裂纹。
(2)自熔塞是否安全地位于底部中央位置。
(3)在开封之前，焊药的包装袋是否密封、干燥，焊药包是否有破裂或受潮，严禁使用结块的焊药。
一次性坩埚
2.7浇注
浇注前，焊工穿戴好安全保护装备，待预热结束后，将一次性坩埚放置在砂模的正中央，30s内将焊药点燃【1】，引火芯（镁棒）插入焊药中最深为25mm。
在浇注的过程中，在钢轨的两侧分别准备两根裹有防漏泥的短棒，以防万一有熔化钢水漏出的情况发生。
当废渣停
止流出，按下跑表开始计时。
浇筑
2.8拆除砂模、推瘤
在浇注结束5min时，移走废渣盘和一次性坩埚，拆除砂模；在浇注结束6.5min时，将多余的焊料推除，并把轨底两侧凸出的焊料打弯。
浇筑结束5min后移走废渣盘推瘤
2.9 热打磨
热打磨是重新恢复交通前必做的一道工序。
在热打磨过程中应注意以下事项：
(1)打磨工穿戴好安全保护装备。
(2)在钢轨踏面上保留高出钢轨0.3~0.8mm的焊头金属。
(3)焊头的内侧及外侧与钢轨的两侧平齐。
(4)在浇注结束15min时去掉楔子。
(5)若使用了起轨器，在浇注后30min将其撤掉。
2.10 冷打磨
目的是除掉由于焊接生成的任何几何不连续表面缺陷。
冷打磨应在浇注结束 1h后进行，为保证打磨精度，必须在线路恢复施焊前的原有状态下进行。
注意：千万不能集中在某一处打磨过度，避免在短时高温的条件下产生易断裂的马氏体晶粒，并边检测边打磨直至符合质量要求。
2.11收尾
清理好焊接现场，在焊头旁打上焊接印记，完成焊接记录报告。
3.附注：
[1]铝热反应2Al+Fe2O3=(高温)=Al2O3+2Fe
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