钢轨气压焊作业指导书.docx
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钢轨气压焊作业指导书
轨道工程
钢轨气压焊接作业指导书
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
钢轨气压焊接作业指导书
1、适用范围
适用于新（改、扩）建铁路现场钢轨焊接施工。
2、作业准备
2.1内业技术准备
2.1.1根据设计文件的要求和开通速度的标准，核实施工技术标准。
同时对施工设计图纸进行会审，了解设计意图。
澄清有关技术问题，熟悉规范和技术标准。
2.1.2施工人员开工前应通过安全、技术培训考核，特殊工种持证上岗，各种施工机具在开工前全部进场确保状态良好。
2.2外业技术准备
2.2.1在正式焊接前，按照《钢轨焊接第4部分：
气压焊接》（TB/T1632.4-2005）的要求完成钢轨焊接接头的型式试验。
确定焊接参数，制定焊机操作规程。
3、技术要求
3.1按照按照《钢轨焊接第一部分:
通用技术条件》（TB/T1632.1-2005）、《钢轨焊接第4部分：
气压焊接》（TB/T1632.4-2005）的有关规定要求施工作业。
3.2其他相关要求：
高速、客专铁路应符合《高速铁路轨道工程施工质量验收标准》要求及设计文件相关要求，普通铁路应符合《铁路轨道工程施工质量验收标准》的相关章节要求及设计文件相关要求。
4、施工程序及工艺流程
移动式气压焊工艺流程图
5、作业内容及施工要求
5.1施工准备
5.1.1焊轨前要全面检查水路、油路、气路是否畅通，加热器点火是否正常，气压焊机及推凸装置的各部件运转是否正常。
5.1.2卸开钢轨接头，卸掉焊缝两侧钢轨各25m的扣件，取出两侧各2～3对混凝土枕的胶垫。
5.1.3焊前设备检查。
按照气压焊设备组件说明，分别对发电机、液压系统、压接机、加热器和气控箱以及冷却装置进行检查。
5.1.4对焊接环境的要求：
施焊场所无雨，气温应不低于0℃，风力应不大于5级。
5.1.5焊接前进行型式试验，确定各种焊接参数。
5.1.6存气量检查：
检查氧气、乙炔瓶中气体最少够一个焊头的用量，不够时要及时更换。
5.1.7越线检查：
凡穿越线路的所有气、水、油、电路要从钢轨下方穿过，严禁从轨面上通过。
5.2施工工艺
5.2.1钢轨端面打磨
5.2.2.1焊接前两端必须调直，调直后用1米直尺检查，其矢度不得超过0.5mm。
5.2.2.2端面打磨前用钢丝刷和液体四氯化碳清除距钢轨端面50mm以内轨面的油污、水锈、泥沙等。
5.2.2.3用打磨机将端面磨平，应使钢轨端面斜度允许偏差不得大于0.2mm。
5.2.2.4打磨时应始终保持清洁，严禁手摸，打磨后被焊端面应使之不受污染及碰撞且全面呈现金属光泽。
5.2.2.5处理好的端面应在30分钟内焊接。
5.2.3对轨
5.2.3.1拨正待焊钢轨，以焊缝为中心40m～50m范围内钢轨顺直、平整。
5.2.3.2在待焊轨的下面，焊缝两侧使用专用的垫轨装置，将钢轨拨正、垫平，调整轨缝至8-15mm，把压接机移至焊缝处，保持压接机的推凸座工作面距焊接中心280-290mm。
夹紧钢轨，拧紧钢轨螺栓，然后开动油泵，进行预顶，预顶压力控制在15-17MPa。
5.2.3.3压接机固定后，用300mm钢直尺检查应达到以下标准：
⑴两轨顶面焊缝处拱度≤0.3mm，高低错牙≤0.3mm，严禁下凹。
⑵两轨工作边平直，误差≤0.3mm，当轨头宽度偏差过大或轨端有旁弯无法调直时，应保持内侧工作面在1m范围内偏差＜0.5mm。
两轨底角应对齐，两轨如有误差，相差量应对称布置。
两轨底平行，错牙≤1.0mm。
⑶两待焊端面间隙在预顶后应≤0.3mm，两轨底角必须保证密贴。
⑷在固定过程中，如达不到以上要求，应对钢轨重新处理，不得强行焊接。
5.2.4安装加热器
压接机压紧轨腰后，将已分解开的加热器两侧体的火孔平行于钢轨的纵向轴线，自上而下分别插入钢轨与压接机导柱间的空隙中，旋转90°，表面贴合，两侧体相对，已上下合口处的定位装置为基准，扣合拧紧螺栓，使火孔平面与钢轨纵轴线垂直，并与钢轨周边平面保持24-25mm的距离，然后接通气、水管路。
5.2.5安放刀垫
使刀垫块挂在压接机左横梁的内侧端板上，使下部的凸条放进压接机的拉块的槽内，确保刀垫与端板内侧面密贴。
5.2.6点火焊接
点火采用爆鸣点火。
即无烟点火方式，调整好火焰应成为中性焰或弱碳化焰后，迅速将加热器移向焊缝处，以焊缝为中心左右摆动，并调整好摆动量和摆动频率。
5.2.7加热及顶锻
加热及顶锻分为三个阶段:
第一阶段：
预顶及加热。
点火后的加热器移动向已预顶的焊缝后，同时用秒表计时，开始以焊缝为中心，摆动加热器加热，此时预顶的压力、时间、加热器的摆动频率按型检确定的参数执行，并观察两侧轨底角调整火焰，防止过烧。
采用26MPa的高压力，随着加热时间的延长，被焊轨的焊区由冷态逐渐升温，直至钢轨表面产生微量塑性凸起为止。
第二阶段:
低压。
压力由26MPa降至16MPa，被焊端面达到全面接触，迅速形成新的金属键连接；
第三阶段：
焊接阶段。
当轨温达到1350-1400℃时，随着相互接触的金属屈服强度的提高，对金属的挤压力也迅速增加，直至钢轨端面上的压力达到54MPa为止。
焊接过程中，顶锻量的控制是保证焊接质量的重要步骤，当顶锻量达到要求时，加热器熄火，再续顶2mm，便停止顶锻，焊接结束。
焊接过程中,遇有下列情况时,需停止焊接,打开焊缝或锯掉焊头,重新处理端面后,再点火焊接:
a、焊接初期加热器回火或降压前加热器放炮时；
b、压机斜铁夹持不牢，发生打滑跑轨时；
c、点火焊接已超过2分钟，加热器未供冷却水时；
d、加热器安放偏斜发生偏烧现象无法解决时；
e、因氧气、乙炔不够而熄火时；
f、影响焊接质量的其它设备及人为故障时；
5.2.8推凸
在顶锻结束、加热器熄火的同时，迅速摘掉加热器的挂钩并拉向大横梁，同时松开活动端轨顶螺栓，油缸换向倒车，使活动端带动刀垫后退，并松开活动端两侧的斜铁，后退到一定距离，其间距能放下推刀刀体时，将推刀放入，然后进行推凸。
推凸完毕后，拆除加热器，取下压接机。
至此，焊接过程结束。
5.2.9正火
当焊缝处轨温自然冷却至500℃以下时，安放加热器正火，点火加热至焊缝处轨温达750～850℃（时间约为1分30秒至2分钟）时为第一段，加热器的摆动量为以焊缝为中心40mm，频率为50～60次/分钟。
当焊缝处轨温升至850～950℃（时间约为2分30秒至3分钟）时，加热器熄火使之自然冷却，此为第二段，加热器的摆动量为50～70mm，频率为30～40次/分钟，在摆动时，要迅速通过焊缝，两端要略加停顿。
如遇故障中止正火时，应在焊缝处轨温降至500℃以下时，重新加热进行第二次正火，但不许第三次正火。
5.2.10粗磨
必须在轨温降到200℃以下时才能开始粗磨。
粗磨应保证焊接接头的表面粗糙度能够满足探伤扫查的需要，应沿钢轨纵向打磨，钢轨打磨表面不应出现打磨灼伤。
焊接接头非工作面的垂直和水平方向错边应进行纵向打磨过渡。
5.2.11焊缝探伤
探伤前应将焊头表面温度降至40℃以下。
对焊缝作超声波探伤检测，并做好记录。
若探伤时发现有未焊透、过烧、裂纹、气孔、夹渣等有害缺陷，应切掉重焊。
5.2.12精磨
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。
外形精整的长度不应超过焊缝中心线两侧各450mm限度。
外形精整不应使焊接接头或钢轨产生任何机械损伤和热损伤。
6、劳动组织
人员配备表
序号
工序名称
人员配置
备注
1
轨端处理
2
2
钢轨固定
5
3
安装加热器
4
点火焊接
6
正火
7
打磨
3
8
探伤
1
合计
11
7、材料要求
焊接用热轧钢轨应符合TB/T2344-2003的规定；焊接用热处理钢轨应符合TB/T2635-2004的规定；焊接用客运专线以及国外生产的钢轨应符合相关定货技术条件的规定。
8、施工机具配置
施工机具表
序号
设备配置
单位
数量
备注
1
轨端打磨机
台
1
2
气压焊机
台
1
3
10Kw发电机
台
1
4
手提式砂轮机
台
2
5
仿形打磨机
台
1
6
探伤仪
台
1
9、质量控制及检验
9.1质量控制
9.1.1已经打磨合格的钢轨端头要严加保护，不准被行车、风沙、雨等造成的异物污染，不许用手触摸，不得用嘴吹，打磨后的钢轨表面及端面若有油、水、污垢污染时，必须重新打磨处理。
9.1.2根据环境温度适当调整轨缝，严防轨缝过小而划伤钢轨端面，影响焊接质量；或轨缝过大而造成压接机的行程不够，无法完成顶锻任务。
9.1.3安装加热器时，要精心操作，严禁有水、油或其它物质污染待焊轨端面。
9.1.4点火前先供足循环水，并且确认加热器已被冷却水冷却，循环水温高于40℃时及时更换。
9.1.5用手砂轮打磨时，注意要顺着钢轨的纵轴方向打磨，严禁垂直钢轨纵轴方向打磨。
打磨时进给量适当，严禁将表面打亏，不得出现发黑和发蓝现象。
9.2质量检验
9.2.1钢轨焊接接头平直度允许偏差应符合下表:
序号
项目
允许偏差（mm）
v≤120km/h
120km/h＜v≤200km/h
200＜v
1
轨顶面
+0.3，0
+0.3，0
+0.2，0
2
轨头内侧工作面
±0.3，0
+0.3，0
+0.2，0
3
轨底（焊筋）
+0.5，0
+0.5，0
+0.5，0
9.2.2严格执行《钢轨焊接第4部分：
气压焊接》（TB/T1632.4-2005）中有关型式检验、周期性生产检验的规定。
10、安全及环保要求
10.1安全要求
10.1.1施工人员必须严格遵守有关安全规范、规则及细则等，严格按技术交底进行施工。
10.1.2各种特殊工种操作人员和其他施工人员必须经过岗前培训，考核合格后持证上岗，严禁无证上岗。
10.1.3机械操作人员必须按照机械操作规程进行操作。
10.1.4施工时要按照有关规定要求进行现场防护，配足防护人员和防护用品。
10.1.5遇到有工程列车通过时，要停止一切操作，及时恢复线路，人员和机具要及时撤到安全限界。
现场指挥检查确认一切无误后，方可通知防护人员放行列车。
10.1.6严禁将氧气瓶与丙烷瓶同车运输。
焊接作业时燃气具要摆放在焊接侧风上方各相距5m以上，氧气瓶、丙烷瓶要远离火源10m以上。
10.1.7进行锯轨和打磨时，非操作人员应离开作业区至少5m以上。
10.2环保要求
焊接完毕清理焊接作业区域焊渣，废弃物、易燃物统一清理收回。
11、质量记录
按附表要求认真填写检查记录。
附表1：
钢轨气压焊接工艺记录
附表2：
钢轨气压焊接头打磨质量记录表
附表1
钢轨气压焊接工艺记录
钢轨标志
铺设位置
焊机型号
焊接接头标识
环境温度
日期
年月日
焊前轨端测量
轨顶面平直度偏差mm/m
轨头侧面平直度偏差mm/m
端面斜度（A向）mm
端面斜度（B向）mm
焊接工艺参数
第一阶段
第二阶段
第三阶段
油压
氧气
乙炔
油压
氧气
乙炔
油压
氧气
乙炔
时间
摆动幅度
摆动频率
时间
摆动幅度
摆动频率
时间
摆动幅度
摆动频率
焊接接头测量及探伤
轨顶面平直度
探伤结果
缺陷位置
轨头侧面工作边平直度
表面质量
焊工签字
探伤工签字
检查人员签字
附表2
钢轨气压焊接头打磨质量记录表
编号：
序号
接头
里程
接头编号
平直度（mm/m）
备注
工作边
轨顶面
非工作边
轨底角上表面
轨底面
作业人员：
年月日
升级会员 