QPCJ钢轨铝热焊接工艺【业界精制】

1、法国QPCJ钢轨铝热焊接工艺,High Speed 高速度 High Quality 高质量 High Reliability 高可靠性,1,谷风书苑,QPCJ钢轨铝热焊接应用范围,线路维修：普通无缝线路改超长无缝线路，缓冲区焊接；无缝道岔的焊接；断轨再焊；无缝线路应力放散等。 线路大修：超长无缝线路的铺设；无缝道岔焊接；无缝线路应力放散等。 新线建设：超长无缝线路的铺设；无缝道岔焊接；如中国第一条客运专线秦沈线的建设中，工总、建总均使用了法国铝热焊,2,谷风书苑,铝热化学反应是一个氧化还原的反应，利用还原金属（铝）和金属氧化物（氧化铁），铁合金和铁钉屑等按比例配成的铝热焊剂，放在特制的坩锅中

2、，用高温火柴点燃，立即引起强烈的化学反应，在反应过程中铁（Fe）被还原出来，由于铁比重大沉于坩锅底部，铝氧化成氧化 铝（Al2O3）熔渣较轻浮于上部，同时产生巨大的热量，高温的铝热钢水随即浇入扣在轨上砂型中，将两轨端熔化，浇注金属本身又作为填充金属，将钢轨焊接起来,铝热化学反应是一个氧化还原的反应，利用还原金属（铝）和金属氧化物（氧化铁），铁合金和铁钉屑等按比例配成的铝热焊剂，放在特制的坩锅中，用高温火柴点燃，立即引起强烈的化学反应，在反应过程中铁（Fe）被还原出来，由于铁比重大沉于坩锅底部，铝氧化成氧化 铝（Al2O3）熔渣较轻浮于上部，同时产生巨大的热量，高温的铝热钢水随即浇入扣在轨上砂型

3、中，将两轨端熔化，浇注金属本身又作为填充金属，将钢轨焊接起来,3,谷风书苑,铝热焊的主要化学反应式,3FeO+2Al=3Fe+Al2O3+835.3J Fe2O3+2Al=2Fe+Al2O3+830J 3Fe3O4+8Al=9Fe+4Al2O3+3238J 式中：FeO氧化亚铁； Fe2O3三氧化二铁； Fe3O4四氧化三铁； Fe金属铁,4,谷风书苑,认识QPCJ工艺,QP: Quick Preheating 快速预热 CJ: Creuset Jetable 一次性坩埚,专利,5,谷风书苑,焊接准备,现场操作简便易行,不需要,不需要,不需要,不需要,不需要,不需要,不需要,需要,需要,需要,

4、需要,需要,需要,需要,今天，采用一次性坩埚，现场施做的风险大大降低,6,谷风书苑,焊接时间对比,QPCJ 标准坩埚 焊接工艺 PLC焊接工艺,5 mn 5 mn,3 mn 3 mn,3 mn 3 mn,5 mn 5 mn,抹封箱泥,预热,坩埚的准备,坩埚放置及点火,反应及浇注,砂模安装,26 分钟 38 分钟,冷却及夹具撤除,拆模及推瘤,钢轨对正,2 mn,坩埚调整及居中,10 mn,坩埚的清理及预热,以上所列时间为十个焊头的平均时间,0mn,0 mn,7,谷风书苑,法国QPCJ铝热焊接技术优点,质量稳定 安全可靠 设备简单 快捷方便,8,谷风书苑,QPCJ铝热焊接的13步工艺,到焊接现场前

5、的准备工作 在焊接现场的准备工作 轨道的准备工作 钢轨端头的准备 钢轨端头的对正 砂模的准备 预热,9,谷风书苑,QPCJ铝热焊接的13步工艺,焊药包的准备 浇注 拆模与推瘤 热打磨 冷打磨 收尾工作,10,谷风书苑,步骤1：到焊接现场前的准备工作,技术交底、施工组织、封锁点 材料准备：消耗性材料 设备 工装夹具 预热装置 其他辅助工具,11,谷风书苑,步骤1、到焊接现场前的准备工作,防护用品：护目镜、防护服、手套、护腿、面罩等 低温施工时：气温低于15C时，需要焊头保温罩,12,谷风书苑,消耗性材料,一次性坩埚 铝热焊剂 砂模 封箱泥 密封膏 高温火柴,13,谷风书苑,铝热焊接所需的设备,锯

6、轨机（推荐使用拉伊台克铝热焊配套HC355锯轨机） 打磨机（推荐使用拉伊台克铝热焊配套MR150打磨机） 推瘤机（推荐使用拉伊台克铝热焊配套EPM2手动推瘤机或EGH2组合推瘤机） 对正架（推荐使用拉伊台克铝热焊配套CR57对正架,14,谷风书苑,工装夹具,侧模夹板,侧模夹具,金属底板,15,谷风书苑,预热装置,氧气，丙烷预热枪和预热支架 氧气，丙烷调压表 软管 防回火塞 点火装置,16,谷风书苑,其他辅助工具,坩埚叉 灰渣盘 对正直尺（1米） 铁锹 大锤 轨温计 热切凿 秒表 保温罩,17,谷风书苑,个人防护用品,18,谷风书苑,步骤2、在焊接现场的准备工作,检查安全隐患，如道渣潮湿、作业现

7、场湿滑等； 检查及防止火灾隐患； 挖一个废物弃置坑，约300mm见方，并检查周围有无通信电缆、电缆槽或光纤经过，保证弃置坑干燥； 安装并调试好预热装置及其他设备,19,谷风书苑,步骤3、轨道的准备,将轨温计置于钢轨背光的一侧，测量轨温。至少需要10分钟才能得到轨温的准确读数,20,谷风书苑,步骤3、轨道的准备,轨道的工作空间 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,100mm,21,谷风书苑,步骤3、轨道的准备,稳固钢轨 上紧焊头两侧15m范围内的钢轨扣件 借助拉伸器 在焊头两侧第4根轨枕处作一划线标记,2

8、2,谷风书苑,步骤3、轨道的准备,焊剂与钢轨配套 选择与所焊钢轨同类型的焊剂进行焊接。 如PD3 60kg钢轨选用PD3 60kg焊剂，以此类推 不同类型钢轨对焊时，按以下方法选用焊剂,23,谷风书苑,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,24,谷风书苑,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,25,谷风书苑,步骤5、钢轨端头的对正,对正工具：1米钢直尺 对正四要素 轨缝 尖

9、点 水平对正 不等倾斜对正,依照此顺序进行对正，可以提高更快更好地完成对正工作,26,谷风书苑,步骤5、钢轨端头的对正,轨缝的设置：252mm,X,轨缝的三种情况，且上下都在23-27mm之间,27,谷风书苑,步骤5、钢轨端头的对正,尖点的调节（垂直对正） 木枕区：3.2mm 水泥枕区：1.6mm,1.6mm以及3.2mm都只是经验平均值，不是绝对值，最准确的尖点值需要在实践中摸索,28,谷风书苑,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,29,谷风书苑,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

10、,30,谷风书苑,步骤5、钢轨端头的对正,A型对正架 （1）调尖点：左右松开 （2）调左右：左紧右松或右紧左松 （3）浇注15分钟后撤掉,31,谷风书苑,步骤5、钢轨端头的对正,对正注意问题 （1）对正前调好钢轨的大方向 （2）如有低接头，应提前进行处理 （3）对正过程中，不要站在轨枕上（焊接区域）及碰钢轨和对正架 （4）不要过早撤除对正架,32,谷风书苑,步骤6、砂模的准备,检查QPCJ组件齐全：一包焊剂，一对侧砂模，一个底板，一个分流塞 安装： 对中：底模：误差在1mm以内，安装后检查对正，有螺杆的一侧放在轨道高侧，溢流口放在低侧 侧模：磨合后居中安装（底面和钢轨平齐） 安装程序见图,33

11、,谷风书苑,步骤6、 砂模的准备,34,谷风书苑,步骤6、砂模的准备,35,谷风书苑,步骤6、砂模的准备,密封：消除间隙，防止夹皮 抹泥：2遍 注意事项： （1）侧砂模底部和钢轨底部平齐 （2）侧模夹具和底板固定螺栓不要上得太紧 （3）底板上好之后，再检查钢轨的对正 （4）用一片干净的纸板盖在砂模上 （5）准备好2根堵漏棒,36,谷风书苑,步骤7、预热,预热的作用（600-800C） 1. 减少钢轨待焊面与铝热焊钢熔池的温度差，有利于结合面熔合形成细晶粒 2. 改善焊接接头应力分布，有利于提高接头的综合机械性能 3. 清除砂模中残余湿气，提高钢轨及模具的温度,37,谷风书苑,步骤7、预热,预热

12、质量的影响因素： 1. 氧气，丙烷压力 2. 预热时间 3. 火焰调节,38,谷风书苑,步骤7、预热,一、 压力调节： 1. 压力标准： 氧气： 70PSI=0.49MPa =4.9bar(kg/cm2) 丙烷： 10PSI=0.07MPa =0.7bar(kg/cm2,39,谷风书苑,步骤7、预热,2. 调压步骤： 打开枪上氧气，丙烷阀门 松开瓶上调压阀，松到底，低压归零 打压力（顺时针） 关闭预热器枪阀 二 、预热支架调整 预热枪喷嘴离轨顶面50 mm 垂直，居中,40,谷风书苑,步骤7、预热,三、 火焰调节 粗调：慢慢交替调整，直至丙烷完全打开 精调：略关氧气约1/3转，再开，至声音变化

13、均匀 四、 计时,41,谷风书苑,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,42,谷风书苑,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,43,谷风书苑,步骤8、焊药包的准备,检查组件齐全，干燥 坩埚，坩埚盖干净，无破损及裂纹，裂缝 焊药的包装袋是密封及干燥的，结块或破损扔掉,44,谷风书苑,步骤8、焊药包的准备,焊药旋转倒入坩埚中，顶面成锥面 高温火柴斜插入，和锥面平行，深度2

14、5mm 焊药标签贴在记录本上,45,谷风书苑,步骤9、浇注,点火时间：从预热到点火时间不超过30秒 点火深度：高温火柴插入25mm 计时：浇注后流出最后一滴钢水开始计时,46,谷风书苑,步骤9、浇注,47,谷风书苑,步骤9、浇注,堵漏：两人手拿堵漏棒，一旦发生钢水漏出，及时堵住。如堵不住，应立即离开现场 注意：一次性坩埚放置时应居中，略微转动一下，以保证坩埚完全卡好，减少晃动,48,谷风书苑,步骤10、拆模及推瘤,1、拆模 浇注结束后5分钟开始 拆模（也可推迟10-20 秒），不能提前 废渣盘不要漏出，不要 倒在水中，不要放在水泥轨枕上，未冷却前，废渣不要倒入弃渣坑中 推掉轨顶上部砂模 清理轨

15、顶，侧面封箱泥,49,谷风书苑,步骤10、拆模及推瘤,2、推瘤 浇注结束后6.5分钟进行，不得提前 注意推瘤机刀头的调整，距轨面及侧面1.5-2mm 用热切凿和大锤从侧面将大、小钢柱打弯，并在钢柱底部切一槽,50,谷风书苑,步骤11、热打磨,热打磨时间：正常情况：推瘤以后立即进行 低温（15C）：推瘤以后加保 温罩保温10分钟,51,谷风书苑,步骤11、热打磨,精度：1mm，留有余量 打磨顺序： 内侧顶 内侧圆角 内侧面 外侧,52,谷风书苑,步骤12、冷打磨,浇注结束后15分钟可以拆除对正架及楔子 浇注结束后30分钟可以过车（轨温370C以下），可撤除起道机，拉伸器 打掉大、小钢柱 冷打磨时

16、间：浇注一小时以后（轨温90C以下）或过车以后30分钟 精度：高0.25mm 低0mm 注意：打磨不可过快过猛，以免发蓝或淬火,53,谷风书苑,步骤13、收尾工作,紧固扣件 捣固焊道两侧轨枕 清理废料 完成焊接记录报告 取消线路封锁,54,谷风书苑,特殊条件下的铝热焊接,磨耗轨 1、轨头宽度不一（侧磨） 对直钢轨轨腰及轨底 焊接后打磨时，将轨头内、外侧打磨成一条直线,55,谷风书苑,特殊条件下的铝热焊接,2、高度不一 3-8mm，用QPCJ中和组件或宽焊缝进行焊接,56,谷风书苑,特殊条件下的铝热焊接,尖点的调整 在寒冷气温条件下，尖点根据实际情况再进行调整尖点,57,谷风书苑,特殊条件下的铝热焊接,寒冷气候条件 刮风、下雪及下雨 气温低于15 工艺 预热前，加热钢轨两侧各1M范围至37 推瘤后，用保温罩保温10分钟，然后进行打磨,58,谷风书苑,特殊条件下的铝热焊接,拉伸器 用了拉伸器，轨温低于以下温度时才能去拉伸器,液压钢轨拉伸器,59,谷风书苑,特殊条件下的铝热焊接,焊药冻结指焊药在一分钟以内没有浇注下来 立即离开坩埚，离开现场 等坩埚内焊药反应完全之后再返回