铝热焊接作业流程.docx
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铝热焊接作业流程
新建赣韶铁路道岔焊接施工专项方案
一、编制依据
1.1根据中华人民共和国铁道行业标准TB/T1632.3-2005、客货共线铁路轨道工程施工技术指南TZ201-2008。
1.2新建赣州至韶关铁路工程的无缝线路设计图纸;
1.3施工合同以及合同的有效组成文件；
1.4钢轨焊接试验参数；
二、工程概况
新建赣韶（赣州～韶关）铁路地处我国华南地区的江西省和广东省，位于赣南和粤北两地区，连接我国两条南北铁路大干线——京广线和京九线。
线路自京九铁路南康站引出，经江西省南康市、大余县，广东省南雄、始兴、仁化等市县，接入京广铁路韶关东站。
全线共16个车站，其中新建车站14个，新建线路所1个，改建车站1个即韶关东站，道岔113组。
三、劳动力配置
针对道岔焊接施工及数量，全线站场内道岔焊接数量为1000个头。
根据现阶段站场铺设情况以及施工进度计划，本次腊石坝车站道岔铝热焊配置1组共24人专业道岔钢轨铝热焊施工队伍进行施工。
其中4人为专业焊接人员，其余为劳动力。
根据以往道岔接触焊1个头需要30分钟完成，这期间需进行钢轨对正、钢轨打磨、焊接道岔、焊头打磨、完成作业。
为此，项目部经过研究决定，道岔焊接采用流水线作业施工，共分3组进行道岔焊接。
一组为钢轨对正及打磨、二组为道岔焊接及打磨、三组为安装扣配件及调整线路方向。
四、机具设备
根据腊石坝车站焊接数量及施工进度计划，配制专业机具设备进行钢轨铝热焊施工，主要工具见附表：
五、铝热焊接工艺流程图和焊接顺序图
5.1铝热焊接工艺流程图
根据设计道岔焊接采用“道岔铺设好后进行焊接施工”。
道岔内焊接采取铝热焊接方式，采用法国拉伊台克公司的焊接材料及技术。
铝热焊工艺流程图
5.2焊接顺序图
道岔焊接顺序图
按上图所示焊接顺序，顺序为1、2、3、4、5、6、详述如下：
1辙叉轨排与导轨连接部，先直股，后曲股；
2导轨与尖轨跟部，先直尖轨，后曲尖轨。
3基本轨焊接，先直股，后曲股；
4道岔前后钢轨焊接顺序：
先岔前，再岔后；先直股，再曲股。
设计提供的道岔钢轨焊接的锁定轨温是32±5℃
六、施工作业环境及施工设备和产品使用技术要求
1、寒冷、刮风及下雨天焊接时，必须搭设帐篷，并对焊接区域做好保温措施。
气温低于0℃及大风、大雨天气严禁焊接。
当温差变化大时必须使用拉轨器在保证轨缝大小稳定的情况下进行焊接。
2、铝热焊剂应当密封包装，要有干燥的储藏环境，要有包装标记，便于识别产品类型，生产日期。
3、砂模是预制好的，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。
4、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。
5、冬季使用氧气、丙烷采取保温措施，以保证气体的压力正常。
七、施工作业步骤
7.1施工准备
7.1.1检查施工现场，焊接前专人根据焊接物品清单进行清点以防漏带，影响施工。
7.1.2检查施工机具且试用，保证焊接前设备的完好率100%。
用肥皂水检测氧气瓶、燃气瓶及其他系统，如有漏气情况不能使用。
7.1.3检查轨道的平直度和表面情况。
检查钢轨端头有无裂缝、倾斜或其它缺陷，当轨端有低接头时必须锯掉低接头。
有大于2mm深的掉角等必须锯除。
7.1.4检查轨缝大小与位置以及接头相错量情况。
焊缝不得落在轨枕上，轨缝位置须距轨枕边100mm以上，保证左右股钢轨拉伸时接头相错量满足小于100mm的要求。
7.1.5测量轨温。
在钢轨背光一侧测量轨温，当轨温低于0℃时不进行焊接。
7.1.6焊接钢轨两侧50m范围内必须严格按规定上紧扣件，确保焊接时轨缝间隙不得发生移动，影响焊接质量甚至发生钢水泄露。
7.2轨端干燥
7.2.1对轨端除锈去污前可用预热枪对钢轨焊缝两侧1米范围内烘烤，充分排除钢轨表面水分及油污。
7.3轨端除锈去污
7.3.1用带有钢丝刷的角磨机对焊接钢轨端部、两侧、轨头和轨底的锈污进行打磨清洁，范围为100-150mm，特别要重视轨底的清洁，轨端不垂直度≤1mm。
7.4对轨
7.4.1轨缝调整：
在轨头和轨底的两侧进行测量,同等条件下，轨缝须满足25±2mm。
焊接过程中保持间隙不变，从对轨开始禁止在焊缝两端各50m范围内松扣件、起拨线路、拉轨撞轨和通行车辆，直至焊接完毕，轨温降至300℃以下为止或浇注30分钟以后。
7.4.2尖点对正：
将1m直尺的中点与焊缝隙中点重合，用钢楔子或者对轨架进行高度调节，使焊缝两侧0.5m处钢轨轨顶面与直尺的间隙为1.6mm左右。
7.4.3水平对直：
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。
7.4.4対轨先调高低，后调水平，最后调整不等倾斜。
7.5砂模安装
7.5.1检查砂模应无受潮、无裂纹、无变形，各组件完整，状态良好。
有裂痕或受潮的砂型不能使用；
7.5.2砂模浇注孔略作休整，防止高温时砂粒脱落；
7.5.3将砂模与钢轨接触面进行摩擦，使砂模与钢轨结合部位密贴；
7.5.4如果砂模与钢轨接触面吻合不好，则会发生漏钢水的严重后果；
7.5.5底模一定要对中，并且与钢轨紧贴。
7.5.6砂模浇注孔要与左右轨角对称，以确保两侧轨底受热均衡；
7.5.7砂型中央与轨缝中央一致,砂型与钢轨垂直，两片砂型要对齐。
7.5.8在扭紧夹具时，应由一人完成，均匀夹紧。
7.5.9要试放分流塞，使分流塞在砂型中高低松紧合适。
7.6封箱
封箱过程是比较关键的步骤之一，在操作的时候应该特别留意，如果封箱不严密，会发生漏钢水的问题，封箱完成后，焊接负责人应该检查封箱是否达到要求，以确保焊接质量。
7.6.1在封箱时要盖上一块干净的纸板，防止砂粒落入砂型中形成夹渣；
7.6.2封箱先从轨底开始，从下往上按顺序进行，分两遍抹成
7.7预热过程的控制
7.7.1工作压力控制
氧气压力为0.49MPa，丙烷压力为0.07MPa。
针对60kg/m的钢轨预热时间为5分钟左右，轨头颜色变为红色。
在调压过程中，将预热枪上的氧气和丙烷开关全部打开，顺时针调节调压表，调节氧气和丙烷的压力。
7.7.2预热火焰的调节
先稍开丙烷阀门，然后点火逐渐交替打开两个阀门，直至丙烷阀门完全打开为止，再通过调节氧气阀门来调节火焰大小，使火焰的长度保持在15-20mm，火焰为中性焰，预热枪头应距轨头50mm；
7.7.3密切关注整个预热过程
在预热过程中，应该密切关注轨头受热颜色变化过程，预热时间为5分钟左右，其颜色为鲜红色；
7.7.4预热枪头须调至轨缝中央，以保证预热效果。
7.7.5预热完后，先关氧气开关，枪头朝上，注意安全。
7.8坩埚的使用
7.8.1使用坩埚前须检查坩埚,受损,受潮的坩埚不能使用。
7.8.2须清除坩埚内的杂物,易熔塞表面须干净。
7.8.3从焊剂包装中取出焊剂，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。
7.9焊剂高温反应
焊剂反应时间：
8-15秒；镇静时间：
8-18秒（若大于30s，燃烧不均匀）。
注意：
焊剂反应及浇注过程中，操作者应该距离坩埚3米以上的距离，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了20分钟后才能移动坩埚。
7.10拆模
浇铸完成后1分钟，移去坩埚，并将其放在安全的地方，然后移去灰渣盘，并将灰渣倒入坩埚中，保持环境干净。
浇铸完成5分钟后，先拆除侧模板和夹紧装置,再拆除底模板。
注意a、在拆摸过程中要小心，不要将砂型一起脱下，造成钢水流出。
b、拆摸后，及时将轨面清理干净，防止推瘤时残渣拉伤轨面。
7.11推瘤
浇铸完成6.5分钟以后开始推瘤。
浇铸棒在推瘤完成20分钟后打掉。
注意a、推瘤过早会因为焊头硬度不够而拉伤轨面。
b、推瘤过迟会给推瘤带来困难。
C、打掉浇铸棒时，要注意敲击方向，不能由内向外敲击。
7.12热打磨
7.12.1推瘤完成后，就可以进行粗打磨。
焊后接头温度降低到300度以下才能放车通行。
7.12.2打磨焊头使其轮廓与两侧钢轨相同。
7.12.3打磨后，焊头处的凸出量不小于0.5mm。
7.13冷却打磨
7.13.1当轨温降至常温时进行冷打磨，打磨位置包括轨顶及内侧工作面、轨底上表面、轨底。
7.13.2使钢轨表面整体平齐。
7.13.3焊缝两侧100mm范围内不得有明显的压痕、碰痕、划伤等缺陷。
7.13.4焊头须打磨至0——+0.3毫米，不能低凹。
时速200公里以上线路打磨要求为0——+0.2毫米。
7.14外观及探伤检查
焊头冷却到50℃以下对钢轨焊头进行探伤。
焊缝探伤分为目测和仪器检测。
焊缝表面的缺陷主要有划伤、碰伤等，可以通过目测判断；焊缝内部的缺陷主要有气孔、夹杂、未焊透等，可通过仪器进行探伤。
焊接接头的轨头工作面经过外形精整后的表面不平度应满足:
在焊缝中心线两侧各500mm范围内,表面不平整度不大于0.2mm。
轨顶面及轨头侧面工作边母材打磨深度不应超过0.5mm。
7.15经打磨后的焊接接头轨头部位满足
7.15.1不应出现裂纹；
7.15.2可出现1个最大尺寸为1mm的气孔；
7.15.3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1mm的气孔、夹渣或夹砂；
7.16焊接接头焊筋表面应满足：
7.16.1最多可出现3个最大尺寸不超过2mm的气孔；
7.16.2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
缺陷面积mm2
缺陷深度mm
≤10
≤3
≤15
≤2
≤20
≤1
7.17收尾工作
7.17.1检查焊好的接头，做好原始记录并编写焊接序号。
7.17.2清理道床，按标准方枕。
7.17.3加强捣固焊接接头两侧的两根轨枕。
7.17.4将轨道恢复正常，并进一步清理焊接现场。
7.17.5把灰渣、废钢料、砂模等清理干净，装入坩埚中，在离开的时候带到指定的场所处理。
禁止将其乱丢在铁路沿线，造成对铁路沿线的污染。
八、焊接接头直线度和表面质量要求
8.1平直度要求
轨头工作面1m长度平直度允许的最大偏差应符合表1规定。
表1平直度允许的最大偏差
线路设计速度km/h
轨顶面垂直方向最大偏差mm
轨头侧面工作边水平方向最大偏差mm
160
+0.3
+0.3
注：
①轨头侧面“+”表示凹进，使轨距扩大；
②轨顶面“+”表示高出钢轨母材基准面。
8.2表面质量要求
8.2.1焊接接头的轨头工作面经外形精整后的表面不平度应满足：
在焊缝中心线两侧各100mm范围内，表面不平度不大于0.2mm。
轨顶面及轨头侧面工作边母材打磨深度不应超过0.2mm。
8.2.2焊接接头及其附近钢轨表面不应有裂纹、划伤、碰伤、电极灼伤、打磨灼伤等伤损。
九、探伤
9.1探伤人员资质要求
探伤人员应持有铁道部门无损检测人员技术资格鉴定考核委员会颁发的II级或以上级别的技术资格证书，并经过钢轨焊缝探伤技术培训方能独立上岗作业。
9.2焊接接头探伤要求
9.2.1钢轨焊接后均应对焊接接头进行超声波探伤，并填写探伤记录。
记录应包括仪器、探头、焊接接头编号、测试数据、探伤结果及处理意见。
9.2.2探伤时焊接接头的温度不应高于40℃时。
9.2.3探伤前应对探测系统校准。
9.2.4扫查前检查探测面表面粗糙度，应无锈蚀和焊渣，打磨面应平顺、光滑，打磨范围应能满足探伤扫查的需要。
9.2.5使用双探头或单探头对轨头、轨腰、轨底分别进行探测。
9.2.6发现内、外缺陷要及时向施工人员反映，采取补救措施。
十、焊接记录
焊接操作人员应记录焊接过程，记录内容“钢轨铝热焊接操作记录表”，记录应保留3年。
十一、安全质量措施
11.1各工序工作人员应经过安全技术培训并考试合格后方可上岗。
11.2液化气、氧气瓶、乙炔瓶等应布置在焊接和切割火焰的上风和侧风向，禁止在火焰的下风，必须站立放置，禁止倒放，氧气瓶和燃气瓶应相距5m。
11.3加热器发生回火、放炮时，应先立即关闭氧气，后关燃气、熄灭火焰，防止出现严重事故。
11.4焊接过程对所有气管严禁压、踩，保证气体畅通。
11.5搬运及作业时，各工序严格按操作规程进行操作，以防止发生人身伤害。
11.6焊轨作业时，应配置好必须的劳动防护用品（工作服、眼镜、长皮手套等）。
配备干粉灭火器。
11.7施工点附近不应有挥发性气体，易燃易爆物。
如果存在，在设法转换或争取安全保护措施后，方可施工。
11.8气管不要靠近已燃加热器太近，以防爆炸。
11.9加热过后钢轨，严禁身体各部位碰及，以防烫伤。
11.10打磨前应检查端磨机是否漏电，运转是否良好，如有异常应立即联系维修电工进行维修，严禁私拉乱接，避免发生人身事故。
11.11打磨后的钢轨端面严禁再次污染，如有污染要重新打磨。
11.12点火焊接前所需工具摆放齐整，位置合适，禁止闲杂人员进入作业范围内。
11.13焊接前卸下的道岔零部件要原位恢复；
11.14存放铝热焊材料的房间应配制干燥剂及干湿温度计，保证其环境相对温度不大于70%。
十二、铝热焊操作规程
12.1施工准备前所有施工机具及材料、人员到位。
12.2每次开工前加热工具需进行检查，防止出现漏气现象。
12.3角磨机在使用之前必须检查砂轮出螺丝是否拧紧。
12.4调整轨缝及轨端对正，撬棍不可插得过深，两人叫号一起翻动，迅速抽出，以防撬棍打人。
12.5砂模安装必须严格按照说明进行。
12.6钢轨预热前工人必须带护目镜，防止伤眼睛。
现场工班长检查氧气管线及燃气管线是否漏气。
严禁氧气瓶、液化瓶靠近加热器5m以内。
12.7坩埚安装必须按照说明书进行。
12.8点火浇铸前人员必须佩戴防火手套、护目镜、防护衣，防止烫伤。
12.8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与运转正常。
12.9打磨时人员必须佩戴护目镜、防护衣、面具安全帽、隔热手套。
十三、铝热焊安全操作规程
13.1从事道岔焊接工种人员应经过专门培训，掌握焊接安全技术，经过考试合格取得上岗证后，方可进行操作。
13.2焊接工作前需进行人员、材料等报验，经监理部批准后方可进行道岔焊接工作。
13.3在焊接作业区内，必须清除周围易燃物品，如无法清除，应采取安全可靠措施加以保护。
13.4焊接作业前，要认真检查燃气，氧气瓶是否分开放置各5m开外位置；安装压力表和开气时不准戴有油的手套，检查管线是否接牢和漏气。
13.5在焊接过程中严格控制时间，防止未达到时间就停止焊接作业，影响焊轨质量。
13.6焊剂应存放在干燥房间，防止受潮，并设专人看护并检查。
附件：
焊轨机具及焊药
后附试验报告
铝热焊机具及焊剂
序号
名称
型号
单位
数量
备注
1
汽油发电机
2KW
台
1
2
角磨机
台
3
除锈用
3
1米钢直尺
1m
把
1
4
液化气瓶（纯丙烷）
个
6
5
氧气压力表
个
1
6
丙烷压力表
个
1
7
氧气防回火塞
个
1
8
丙烷防回火塞
个
1
9
氧气管
m
10
10
丙烷管
m
10
11
铝热焊磨具夹具
套
2
12
铝热焊推瘤机
4冲程液压推瘤机
台
1
13
钢轨仿形打磨机
台
1
14
氧气-丙烷预热枪
付
1
15
轨温计
付
2
16
秒表
个
2
17
米尺
5米
把
2
18
塞尺
把
2
19
仿形打磨机砂轮
片
20
20
角磨机砂轮片
片
50
21
锯轨机砂轮片
直径420mm
片
50
22
钢丝刷
把
20
23
大铁锤
把
1
24
小铁锤
把
1
25
三角形铁块
长18cm,短5cm,,厚2cm
块
12
26
测尖点用楔形塞规
个
1
27
拉轨机
套
1
28
撬棍
把
2
29
活动扳手
最大开口宽度20mmm
把
2
最大开口宽度30mmm
把
2
最大开口宽度45mmm
把
2
30
法国拉伊台克焊接设备、焊药等
套
144
根据轨头而定，其中包括焊药、砂模、封箱泥、坩埚、密封膏等
31
面具安全帽
个
10
32
隔热手套
副
10
33
防护衣
套
10
34
护目镜
个
10
35
轨道小车
个
1
36
焊头保温罩
个
1
升级会员 