a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150mm，高150mm，底宽220mm。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。焊接时﹐预先把待焊两工件的端头固定在铸型内﹐然后把铝粉和氧化铁粉混合物(称铝热剂)放在坩堝内用高温火柴点燃﹐使之发生还原放热反应﹐形成液态金属(铁)和熔渣(主要为Al2O3)﹐注入铸型。液态金属流入接头空隙﹐形成焊缝金属﹐熔渣则浮在表面上。为了调整熔液温度和焊缝金属化学成分以获得优质的铝热钢，常在铝热剂中加入适量石墨粉（调整碳的含量）和一些合金元素如锰、硅、钛、钼等。四、钢轨铝热焊接法工艺主要材料和设备1轨道铝热焊接法工艺主要材料为铝热焊剂，以氧化铁加铝为主并适当参加些石墨粉和合金元素，其外观黑色，颗粒状。2轨道铝热焊接法工艺主要设备适序号穷名称动型号球性能帐/据作用功一尘模具工具幸1慎底板种831000禽10寇托底模具描2际带钩螺栓岔831001定11侧固定底模具猾3凡模具夹乒831000意01栋固定侧模具每4鹅塞子夹偶834329饰20狱分流铝热剂作买用阻5掩模具舅（底肉板烦+未侧模）抱铝热剂反映槽截6年火泥密封模具少826324证10获密封模具间隙摸二傲坩埚工具侄1框一次性坩埚龙装铝热剂漆2滋点火合定（辉10述0桂）更826224含10歪点燃铝热剂杯3愤坩埚装配夹蜂812507榆01献固定模具作用稿4感坩埚支撑夹愧S开000018狸2各支撑坩埚事5碑坩埚夹凝826314霸10矛撤除铝热后坩叙埚甲三练压缩空气液化雅气预热工具仍1由压缩空气液化枣气喷火器盗112120能13枯总装置灰2彼Ф劳10/17m愈m售液化气软管感10m承399600酷03欧输送液化气钥3仓液化气调节阀驼481020饭16龙调节作用符4暑液化气回火装抗置沿483020洲28痕控制作用术5即Ф沃20mm呼软管桐5m思399600逮02铺输送压缩空气话6攀喷火器支座汤212140谋01浅固定尘预热工具鲁7露火把百112190誓01刷点燃量喷火铅嘴政8浴空气压缩机牲供应压缩空气相9裕液化气钢瓶烤供应液化气第四笼测量定位工具禽1垦轨道定位架诱调节对接轨道坐2工量尺须S娃000015肤0驻测量两轨间隙辱3滚lm映焊工直尺测量上测量两轨尖点召值虏4庸计时器献度量时间在5宵140纳0第℃吹红外线测温历计疑度脏量驳加热称温貌度输五尊打磨机必打磨轨道查外出焊质五、钢轨铝热焊接法工艺流程及操作要点1铝热焊接的主要工艺流程：钢轨端头准备→钢轨端头对正→模具安装→封箱泥密封→轨道预热→灌注→拆模→修剪打磨→完成焊接。2钢轨端头准备：首先将钢轨放置在约100*150*500mm的硬垫木块上，垫木间隔约2000mm，垫木支撑距离轨端约1000mm，保证喷火器放置长度。然后用手提式砂轮机和钢丝刷对钢轨端部进行机械和人工清洁处理。⑴轨端200mm范围内，包括端头、四周，用手提式砂轮机进行铁锈、油渍等机械清理，再用钢丝刷人工清除干净，特别是轨道底部不能遗漏，要求达到sa3除锈等级。妄⑵忙距离轨愚端械200~锻1000mm侍范围内，包括拆轨顶和侧面，贯用手提式砂轮毅机表进行铁锈、油轮渍等机械清理蓄，以免影响轨耀道尖点调整精糊度。地⑶倾检查轨道端部树是否有缺陷，编如戏是否受到棚过运冲击屈和气焊电焊过蓬、辈表面纯是否有脸弯曲扇、必疲劳享、喘龟裂短、景毛刺缺现象等。如果香有缺陷，则需薪要把轨道有缺邀陷部位切割，叼切割使用抱锯轨益机进行切割，质严禁直接使用偏气割。棚⑷慈检查轨道端部偏面垂直度，控聚制标准不大于搭1.0mm络，如果大于标率准，需对轨端哄进行切除，确戏保打磨后的垂啦直度达到规定叼要求。冒3致钢渡轨激端头对正：皆利用轨道对正感架进行轨道端跌头对正，在色钢轨漆间隙、尖点（融垂直替对正）门、水平塞对正笋、倾斜对正羞数据达到规定悟要求后招，捉然后夹紧轨道将对正架，保证室轨道稳定，这书一道工序至关肥重要。崖⑴缴钢轨蚀间隙需控制：冬钢轨间隙袄标准衡为晴25±景2mm悉，载样具体测量予用标准尺测量姐钢轨的两侧跑、父头部和底部，撕得到四个测量驱值邪，剂四个测量章值阔必须云在数据剩允许范围美内曾。撕如果间隙小于尽23mm胸或大于连27mm节，将达不到预垃热效果，溶化油的钢水会溢出硬灰渣盘或不足舅以填满整个间摸隙。社⑵圆尖点（减垂直刻对正）控制抢：溉尖点值控制标括准为欧1.逮0番mm脚柳(火lm隶焊工颗直尺测量看)见，两边尖点值举相同。将焊工丽直尺置于钢轨熔运行表面的正燥中央，直尺端丛头与钢轨运行仪表面的间隙就筒是进行尖点设梨定时所需要测压量的骡尺寸。这样饮保证削焊缝冷却后，率不会燃产生据下凹。白⑶灌钢轨氧水平对正控制胞：方法为毒用怠焊工直尺分别献贴紧钢轨的轨盗顶侧畏、轨腰和轨底竿侧男，用对轨笨道对正被架螺杆水平调兰整钢轨，保证谅各处贴紧钢轨愧，如果有一侧郑钢轨比另一侧宜钢轨宽，将两氏侧钢轨的中心幼线对齐，差异化均分。钞⑷号钢轨倾斜对正环控制：方法为蔽根据目测钢轨礼端头时所了解湿的情况以及直扬尺的测量情况戴，判定哪一侧伐钢轨偏离了中箱心线，将偏离别的钢轨调节至鲜对正。股⑸抽在按照以上流别程操作完成后浩再一次重新检座查钢轨端头间圾隙、尖点、水忙平对正、倾斜奥对正并作相应聪调节以全部达跑到规定要求。4模具安装：每⑴失侧砂模打磨：碎取出一组砂模奴，检查砂模外级观质量，是否钱受潮、开裂，执放置干燥处，触然后将两侧的植砂模在钢轨端库部轻轻摩擦，桂以使其结合紧乘密，再用砂轮应片打磨侧砂模招底部，以使其蚁与钢轨底部齐渐平。顾⑵锡画测温线：用稻200届℃厌测温笔在钢轨羡端部两侧低弧呜处离端部饼170mm眯和温180mm咬处胖画宪2裁条梁70mm蝶垂直测温线鄙，同时，在轨奉顶离端部秆200mm币、硬210mm验和川220mm似处闹画密3瓣条溉70mm铲垂直测温线衬。闪⑶弯安装底爷砂似模缝：首先按放置底茂砂子模在底板上浴，居中放置；挖然后将密封膏岔嵌入底代砂醉模的两侧凹缝只中朴，寿小心抹平，雕密封膏健要高于底行砂核模的高度收，用刀片割平犁；再安装装有承底圆砂昂模捎的底板，使其终与轨缝保持居蓄中；轻轻敲击行底板，叉使战其与撇轨觉底腔接触紧密哭，上紧固定螺拣栓，不要拧的纽太紧，以免挤码裂衰底拉砂宜模察和影响钢轨对孝正碗，包安装底震砂滋模完成。写在图底亡砂伏模安装焰完成后，用焊淋工直尺再次检叙查钢轨的对正挺，这是最后一竿次检查钢轨的顿对正，包括佛钢轨价间隙、尖点（王垂直晴对正）炎、水平诸对正愿、倾斜对正崇。萄沈⑷俘安装侧砂模：卵将侧吸砂下模对称放置在斯底砂模上竿，职并保证对中。蜘套上侧模夹具训，性在适当松弛状哲态下蝴，男调整好砂模与跨轨缝的距中食，秤用手电筒观测墙侧砂模孔是否奏居中钢轨间隙农，诸然后瞧用侧模夹具炸将帆砂模固定好，钓注意不要用力开过度而将砂模资夹碎巷，盖上顶模以睬防垃圾进入模庭具宅。蜓5韵封箱泥密封：抓首先用专用的女封箱泥均匀地碎抹在砂模与砂踢模、砂模与钢并轨的各缝隙处致，从下向上进电行第一遍密封梦，然后再加抹紫一层封箱泥，计并使誓其踪略高于模具表丽面。新同时在夹具螺活纹处抹上少量办封箱泥，以保炒护工具。封箱晌泥色密封秒好阅后在模具上放牛置坩锅的支撑部。库封箱泥不能过伶量或太少，以循免无法很好烘桥干带来湿气或拌干裂以致钢水刊泄露。饱在封箱泥密封插完成后，用测副温笔再次在原尤有的测温线上跪重新画一次。6预热：责预热是一个相额当重要的操作秘过程。它的作探用是消除模具犬内残留水份并株提高钢轨和模供具的温度。卖⑴昼预热系统：为碎压缩空槽气著+勺液化气预热系曾统，包括思1砌把预热枪和配堤套的软管和艇预热支架般；怖1妖台座专制糟空里气压缩季机乞；慨质1冠个液化气钢瓶牛（乱50kg削）。注意每次移焊接前，认真他检查压缩四机梁汽油和笋液化气揭重量以确保预浑热不间断。肉⑵干放置第预热枪：菌将贺预热枪纱恰当地装入预丹热支架升，并使其或在砂士模内贫居中膏，即预热枪喷拐嘴要与轨缝中贱心线和钢轨中慨心线对齐，预僵热枪的喷嘴诱必须距钢轨肉运行榆表面句50mm缓，放预热枪时殃要小心，稳不要碰坏我砂模剪的内表面骡。滥⑶绝点燃勇预热枪：狸点燃火把放置渡在舅砂模具口，逐判渐叔打开液化气捐和压缩支空耳气的阀门，直葵至预热枪被点窜燃。调整空气获和液化气的流武量，以得到正锹确的火焰，使恼其在砂模外为丹黄色的火焰，朋高度约少为俭200~就250mm造，砂模两边据冒口所冒出来途的火焰均匀对滤称伏。磨压力表的压力馒分别墓为压缩空气压旧力伶为括0.举28迈b董a挣r谋，液化气册压力为贯0.8~1.戏0钩ps昏i亲，在加热过程五中，定时检查田压力表，防止私压力下降影响含加热效果。永在加热过程中各，将分流塞放可在砂模的外侧墓，将分流塞的秧顶面面向火焰补，加热分流塞碑，靠近火焰但狡不在火焰中。呢⑷训预热时间遣：遮依据钢轨截面摩而定，庆A15逗0横轨道预热时间印约为恭37状~3贯9耻抢m系in歉，一般为斩38或扮m代in拘（谊即洽预热到氧28踢霸m三in准时钢轨想170mm远处厘测温线良开始惰变品黑，把预热枪适提高捆1络0件mm买继续税预热或10冬m中in定，确直至慨轨顶台210mm岸处测温线个变黑）对，硬当钢轨拘端头温度预热哈至省85毕0搏～域900挂℃他时，预热完成合，糟钢轨端应清晰魄发红仓，再170mm颤处末和删210mm梢处荷的测温线变黑汪。乌一旦预热完成匠，取出预热枪案，注意不要损雪坏砂模的内表骄面，砌先关掉液化气施开关，抄然后关掉压缩分空气乏开关。在会预热糠同耕时，一次性坩嘉锅可以丧做好查准备昂。图预热时间确定键从火焰的调节刘完成时开始按稠下跑表计时，纠轨端发红应为呢钢轨中间及轨侧头颜色发红，钉预热温度用红耽外线测温仪测献定，要不间断守注视整个预热饿过程。宵7浇注：条在预热过程中诊，途1筑次性坩埚工艺概必须提前完成顾，确保在预热吩完成后及时浇联注。鹊⑴粱1排次性坩埚工艺插：取蚂出历1相次性坩埚，检请查包装箱内组纱件是否齐全、限焊药包是否破麻裂或受潮无、日1脾次性坩埚是否仓有破损裂纹裂摔缝及碎片和自召熔塞是否安全愁地位于底部中已央，如果有以炒上缺陷，禁止慎使用。拌焊药混合枣首先在包内混耍合焊药，然后衡打开旨焊药包并将其苏中的焊药慢慢隐旋转着倒生入税1吧次性坩埚扛，立使焊药桥再次杰混合，形成锥各尖，再将高温猛火柴插入焊药副内并盖上坩埚冬盖，放置坩锅孩在工作区附近咸干燥处。宜⑵夜坩埚放置：在撕规定的预热时仍间结束后，移贫开喷嘴，将分班流塞放入顶部掌的入口处，并奴轻轻向下推，心迅速标将挤1蒸次性坩埚放置由在砂模的正中恢央。啊⑶电反应雅：在砂模的内利侧点燃火引信彼，并将其表插入屑坩埚焊药定中劲25m业m袋深，习迅速盖上坩锅祖盖劝，陷反应持续几秒呈钟，浇注在反海应结束萄后自动发生。欣反应时间押在热1画7附～追2塘7芽秒间（从插入辟火引信坑至坩锅笋钢水咱流出）塞。浇注完成后腐，歼用崖坩埚夹着将坩锅移至安乳全的地方池，然后移走坩酷埚摄支架赵。件预热结束后，末焊药必须匆在惩3峰0率秒内点燃；火锯引信的插入深患度不能过深或盏过浅，否则反形应剧烈提前浇愤注钢水镇定时窜间不足或反应膛不充分含有钢蝴渣；当废渣停岂止流出时，按即下跑表开始计债时。8拆模：游拆模驳时间取决于辨轨道携截面惰，单A15著0庸轨道在花浇注完成后乡2稼min商后取走坩埚壳，银20晃min嫂后拆除侧砂模翅夹具，屋30min妇后拆除钢轨对名正架蛮，坝2.5h~3投h向后钢轨完全冷绢却可以拆除侧崭砂模、底砂模趣夹具和底砂模佛以及封箱泥。9修剪打磨：歉首先修剪多余且的大部分高出草表面的多余金僚属，然后供使用砂轮机强进一步打磨鞭，抛使焊接头与母别材打磨平顺逝，桌最终形成完美匙接口丧。脾⑴盟修剪客：在焊缝足够热凝固冷却后可降以进行修剪，愧修剪占首先用钢丝刷蓬清除钢轨顶部零和两侧的砂模奖和松块，然后爷修剪运行面和记侧缘。修剪您可采用电动切俱割刀片切割，沃避免用大锤修资剪雅或气割修剪。协渡⑵鲁打袜磨好：但在修剪豆完成后，可以陡对钢轨焊接处绵进行打磨，源钢轨运行面的啊打牢磨可以采用表谱面狭打稍磨摄机冷打磨使其雷整体齐平，要氧求打翁磨枪面不能高出母镜材啊0.5mm盼，打磨不能过钟快过猛，否则所会造成钢轨淬嘉火或发蓝江。保10望完成焊接：信完成焊接后，仔检查轨道外观弃是否有纹毛刺见、裂纹，打磨担是否过度，然羞后采用架超声波探伤、企着色渗透探伤佛检查焊接处的汇内部质量，促确保每个改焊接学接头暑达到规定要求怪。夺六、非钢引道铝热焊接法读工艺忌劳动组织孤轨道铝热焊接登法工艺爹劳动组织为完享成整个工艺要撇求，主要分为致四浅组，第一组为姻钢轨滥对正模具安装凝组，主要负责慈完成第五奉项缠2~字5庆点工艺内容，从人员需柏要概5斗名对操作者虾，献1很名负责打磨肾，勺2绪名对正恋，央2户名安装模具；外第二组为概钢轨预热浇注稍组，主要负责凯完成第五宁项虎6~纹7商点工艺内容，妨人员需要兵4固名操作者湾，肌1掩名预热澡设备窜，柿1构名检查液化气亭和空气压缩机色及管路姿，族1薄名预热温度时雾间等记录岩，肥1葬名坩埚伐和铝热剂；第罗三组为拆模打辅磨组，会主要负责完成暴第五歼项彩8~获9稻点工艺内容，商人员需搁要旷3啄名操作贤者蚕，迅1湾名拆模赚，虹2碎名打磨病；第四组为检朗测组笛，崖2魄名人员，在钢速轨接头焊接完抵成打磨后，及植时进行超声波继检测，判断焊腊接的祝质量。挨各道工序操作稠人员，在实施仪铝热焊前，需面要接受专业现效场培训且通过礼答卷考试，并丑取得相应职质籍证书，方可上间岗操作。艇七、钢胃道铝热焊接法钥工艺革质量控制菌1缎.A15享0陈钢轨铝热焊存偿在的难点及应械对措施。捧1.追1防焊接人员对简A15慕0丹钢轨阳铝热焊工艺质份量控制把握不存准。肤应对措施：御A15维0滑钢轨脱铝热焊工艺作疏为港口门机轨治道新工艺，僵在正式开始施城工前护，吐请撤专业公司专业另技术人员对现伴场犁操作熔人员做专门误针对性奖技术培训牢，探即献学习相关理论归知识追、培训注铝热焊酬现场若操练忍技巧、参加叨铝热焊工艺质框量控制标准和街现场操作考试屠，通过考试后躁颁发技术操作幼证书迅，春确保施工操作烫人员熟悉每道脖工艺笋流程瑞质量控制要求牛。碗1搞.公2议钢轨对正质量尤有时存在偏差疼影响焊接质量鸡，主要表现在晌间隙和尖点值侮控制。饱应对措施：务A15询0拖钢轨拐铝热焊间隙标富准值为唐25±骑2mm抛，尖点值控制沿标准为被1.0童mm度。蛾要求操作人员藏首先仔细测量另钢轨端部垂直帖度，不能大于梦1.0mm堆，如果大于标烘准，需对轨端车进行切除啊；然后在钢轨威对正和娘底俯砂爬模安装活2摸道工艺后创用标准尺测量议钢轨危4骡个雅间隙甘测量枝值和尖点值，淡确保鹰测量剖值扛必须受在数据须允许范围江内。兔1.找3遣钢轨预热有时颠控制不严，影堪响焊接质量。晃应对措施：首川先严格检查批预热系统是否歉正常和预热枪述放置怨位置是否居中仆，距离轨顶新50mm邪；然后严格椅控制峰空气和液化气踏流量，确保整门个预热过程中灾压缩空气压力枕为碌0.28ba搅r炸，液化气的压烫力融为骂0.8~1.锄0ps预i彻，火焰高抚度岸200~乱250mm层，从砂模两边巴冒口梢冒出来的火焰坏均匀对称泥；其次，认真腰观察测温线变替化和记录预热冻时间，当预躺热除28查min维后观察叠17mm应处温度线是否限变黑，如变黑辅把预热枪喷嘴鹊抬高传10mm身，继续预享热侦10缸min浙，至汉210mm枯处测温线变黑艰，预热完成。原1.沸4里个别焊缝中存马在气孔、冷缝皇，导致焊接不革合格。罗应对措施：首灿先注意天气状脊况对焊接质量是影响，阴雨天比或空气湿度过驰大情况下严禁课焊接，焊接过勾程中用挡风棚饮遮挡风，避免无预热不均和铁淋水冷却不均而体影响焊接质量似；其次，严格怒检查艰焊药包、锄坩埚和砂模质端量，惊受潮、开裂、鞠破损等严禁使舰用，掏密封砂模的封掏箱泥要均匀不杏能太厚以免影呜响封箱泥未烘鸡干而在铁水浇撑注过程中产生粮气孔；第三，妄严格观察温度腿线变化和控制六预热时间，确瓦保预热连续，式焊药按时点燃宅。梨2慎澡钢名道铝热焊接法屿工艺执行的有饮关标准他屯插轨道铝热法焊稍接工艺，作为星首次在港口门注机轨道连接中拆应用，目前水聪运工程还没有