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。

（8）打磨

先用气割将高出钢轨轨面的多余的钢瘤割掉，再用磨光机将整个接头打磨光滑平整。

(9) 点火焊接

点火前，必须按焊前准备逐项重复检查各项设备、安全防护是否符合要求；所需工具是否齐全；所放的位置是否合适。一切正常后，即可点火焊接。焊接过程中，禁止一切人员在施工线路上停留，闲杂人员要远离规定的作业区范围。操作人员除管理好各种设备及管路外，行走时，严禁踩踏与焊接有关的各种胶带管路，以防加热器“放炮”回火。

加热器摆动量:焊接中加热器的摆动量是根据燃料、轨型和加热时间长短等

因素通过试验确定的。

(10)加热及顶锻

在钢轨气压焊试验过程中，合理的焊接温度应控制在1250 ℃左右，此时，钢轨表面温度约在1350～1400 ℃，表面已呈现半熔化状态。

(11)焊瘤的推除

在焊接顶锻结束，加热器熄火的同时，时间控制在10～15s内，进行推凸。对于寒冷天气装刀速度还要加快，否则完不成推凸的任务。推除工作是分二刀进行的，第一刀为腰刀，轨腰焊瘤推下后，高压泵站油压下降约2s左右，开始第二刀推除，第二刀主要推除轨头及轨底焊瘤。当第二刀将焊瘤推下后，马上停止推凸，油泵换向，准备倒车。拆除时，注意先抽出底刀，提起定位销，拉出二侧腰刀，再提起前刀体，最后提起刀垫。与此同时，拆开加热器，取下压接机，至此，焊接过程全部完成。

对于超过接头错边量最大允许值的焊接接头，应在焊缝两侧各100mm的位置切掉钢轨焊接接头。

(12)焊后处理

焊后热处理应在焊接接头温度下降到500℃以下时开始，加热宽度60 mm士10 mm，加热温度850℃-950℃。焊接热处理钢轨时，轨头冷却宜采用风冷或雾冷。

粗磨应沿钢轨纵向打磨，对焊接接头非工作面的垂直、水平方向错边进行纵向打磨过渡。钢轨打磨表面不应出现打磨灼伤。

使用仿型打磨机对焊接接头的轨顶面及轨头侧面工作边进行外形精整。外形精整应保持轨头轮廓形状，其长度不应超过焊缝中心线两侧各450 mm限度。

焊接接头冷却到300℃以下方可去除牵拉力。

5.2.5.3外形精整及平直度检验要求

（1）外形精整要求：

利用仿型打磨机对焊接接头焊缝中心线两侧各450 mm范围进行的轨顶面及轨头侧面工作边进行精磨。外形精整不应使焊接接头或钢轨产生任何机械损伤或热损伤，禁止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。

（2）测量平直度要求：

钢轨焊接接头温度低于50℃，测量长度为1m，以焊缝中心线两侧各500mm 位置的钢轨表面作为基准点。分别在轨顶面纵向中心线、轨头侧面工作边上距轨

顶面16mm处的纵向线位置上。

5.2.5.4探伤及数据整理

每个钢轨焊头均应进行超声波探伤，并填写探伤记录。探伤前应将焊缝处温度降低到40℃以下，并清理焊缝两侧各400mm范围内的锈斑、焊渣、水渍，确保探头和钢轨配合良好并减少探头磨损。冷却可以采用浇水法进行，但浇水时轨头温度不得高于350℃。在经打磨过的焊接钢轨轨底、轨腰、轨头、轨底三角区上均匀涂抹探伤专用油，然后用探头分别进行探伤。探伤结果不得有未焊透、过烧、裂纹、气孔、夹渣等有害缺陷。探伤进行完毕必须做好记录完整、及时、准确。发现缺陷，应将情况附图说明，并填写处理意见。

每完成一个接头的焊接、除瘤、打磨、探伤后，应将相关数据、信息等资料收集、整理，打上焊接标记，填写焊接记录报告及探伤报告。