500m长钢轨厂焊施工技术.docx

1、500m长钢轨厂焊施工技术 500m长钢轨厂焊施工技术第一节 概述为适应铁路建设和铁路提速需要,进入20世纪90年代,我国铁路部门已相继建成17个焊轨厂，并在焊轨生产线中引进国外先进的接触焊机，引进的焊机主要有两种机型，一种是瑞士苏莱特公司生产的GASS-80型、另一种是乌克兰E.O巴顿国际有限公司生产的K型接触焊机。秦沈客运专线施工时，中国铁道建总公司国内工程公司和中铁三局焊轨厂的焊轨生产线所采用的焊机是瑞士的 GASS-80焊机，中铁一局焊轨厂的焊轨生产线采用的焊机是乌克兰的K1000焊机。京沪高速铁路建设要求铺设500米长的长钢轨，且技术标准高，施工质量要求严，焊轨作为整个铺轨施工过程中

2、的重要一环，焊轨质量的好坏直接影响到工程质量，为保证焊轨质量符合高速铁路建设标准要求，应选购性能良好、焊轨质量稳定的焊轨设备。拉伊台克苏莱特公司提供的焊轨生产线设备，在我国已被许多单位选购采用，且性能稳定，焊接质量较好。在我国首次新线一次铺设无缝线路-秦沈客运专线的建设中引进了三条焊轨生产线，其中两条采用了拉伊台克苏莱特公司的焊轨设备，另外一条焊轨生产线除主焊机外，其余引进设备主要为拉伊台克苏莱特公司的产品，这三条焊轨生产线在秦沈客运专线焊轨700余公里，焊接质量满足标准要求。鉴于此，我们焊轨生产线所选用的主要焊轨设备为拉伊台克苏莱特公司产品。第二节 焊轨生产线主要设备和技术参数一、除锈机（M

3、BS-14A型）MBS-14A型钢轨除锈机用于清除钢轨表面的铁锈和杂质，其工序在焊机前一道工序，其目的是通过对钢轨的工作踏面、下表面及两端面除锈，使焊接电极与两钢轨表面达到良好的电接触。其主要技术参数见表3-1。 主要技术参数 表3-1水平刷头电动机功率22 kW电动机转速2950 rpm刷头转速2700 rpm电动机额定电压、频率3x400 VAC 50 Hz行程1200 mm（理论上每侧600mm）除锈机空气压力6 bar刷头直径250 mm额定电压、频率3x400 VAC 50 Hz控制电压、频率24 VDC / 230V AC 50 Hz垂直刷头电动机功率7.5 kW 电动机转速295

4、0 rpm刷头转速2700 rpm电动机额定电压、频率3x400 VAC 50 Hz垂直刷头的进给电动机电动机功率0.37 kW 电动机转速1400 rpm 电动机额定电压、频率3x400 VAC 50 Hz除尘器额定气流量1800m3/h真空风扇1800Pa过滤器面积67.5m2噪声水平75dB(A)电机输出3kw电机额定电压3X400V AC 50Hz自动清洁从除锈机供电240V AC 50Hz电磁阀控制电压24V AC 50Hz重量300kg二、焊机（GAAS80/580型）GAAS 80型焊轨机为世界上一种先进、可靠的焊轨机。能够对新轨或旧轨自动进行对正、起拱量调整、焊接、推凸。能满足

5、高速铁路的焊接标准和精度要求。其主要技术参数见表3-2。 主要技术参数 表3-2GAAS80电气部分焊接功率Max660kVA次级焊接电流DC80KA功率因素0.85次级开路电压6.3V电压（三相）AC3x380V 50Hz主变压器的电压补偿10%焊接变压器数量6变压器功率因素50%电极夹紧力Max400kN机械部分顶锻力Max800kN轨腰夹紧力Max1500kN推凸力Max600kN可调节的推凸刀数目4水平对正装置夹紧力60Kn水平调整7.5mm预选中心线、钢轨左右运行边可以顶锻行程50mm电极块间距离Max250mm起拱量辊轮行程50mm垂直调整10mm预选自动起拱量调节可以尺寸长度66

6、00mm宽度2050mm高度2500mm支撑GAAS80焊机的两根钢轨距离1435mm重量30000kg三、水冷隧道水冷隧道的目的是在四向调直机对焊头进行校直前确保焊头的温度降低到接近环境温度。冷校直可防止在调直处理以后钢轨焊头可能出现的变形现象。其主要技术参数见表3-3。 主要技术参数 表3-3冷却隧道水泵电机功率3 kW水流量20 m3/h进口管50mm水箱（地下）4000L尺寸长度3000 mm宽度400 mm高度800 mm重量150 Kg四、四向调直机（SPM-4NL型）四向调直机用于在垂直和水平方向矫直钢轨外形的焊后变形。其主要技术参数见表3-4。 主要技术参数 表3-4四向调直机

7、水平压力Max1200kN垂直压力Max250 kN运行压力26MPa电机功率7.5 Kw电力供应380 V 3 相 - 50 Hz激光测量装置测量基准1000mm测量系统激光测量范围0-10 mm分辨率0.01 mm重复精度0.02 mm焊接温度（在标准状态下） 100 C单元间的间隙0.02 mm压力工具的调整压力工具的长度600 - 1000mm电机功率4 Kw调整速度160 mm/s运行齿轮和导向转轮运行速度28 m/min运行齿轮工作压力90 bar导向转轮工作压力40 bar油箱容积250 L马达功率2.2 Kw过滤装置，吸油、回油和进油滤芯尺寸长度5205 mm高度2840 mm

8、重量14000Kg五、精磨机（MMA-14AL型）MMA-14AL型精磨机用于对焊缝轨顶面和工作面进行精磨，使焊头工作面的不平度0.2mm。该机配有最先进的直线度激光测量仪，能将测量结果显示并存储在计算机里（见下页图）。其主要技术参数见表3-5。主要技术参数 表3-5MMA-14AL辅助钢轨的轨距1435 mm钢轨底部离地面高度800-1000 mm设备移动速度Max30 m/min.电力供应415 V 3 相- 50 Hz每个周期耗电量0.35 kw打磨头在第二档程序速度时，支架横向弯曲度：Max 90打磨头纵向单独行程和左右两侧行程：Max 500 mm行程调整速度Max 0.4 m/s打

9、磨轮对磨损补偿54 mm(2 x 27 mm)推进力行程0.05 mm,可编程控制倾斜支架马达1.1 kw打磨前向马达54 w打磨轮对速度Max32 m/s.形状环状直径 200 / 130x80 mm硬度和颗粒根据钢轨材质和温度来决定自动装置Telemecanic轮对导向角度1/2打磨轮对马达5 kw尘土收集装置防尘装置3 kw液压装置泵, 调节装置,阀BOSCH液压夹盘NENCKI液压马达4 kw尺寸长度3620 mm高度 (工作高度 940 毫米)2565mm宽度2600mm重量6800Kg 第三节 焊接施工工艺一、工艺流程图（见附件I）二、工艺说明1、短钢轨装卸、存放。短轨列车停放对位

10、后，使用移动式门吊和专用扁担梁及夹具进行卸车。卸车时，钢轨互为扣放在三根一组。钢轨存放时应支垫，每层存轨时支垫间距不大于5m。钢轨码放时两端对齐，排列平直。层间支垫上下层对齐。存放层数视存放台承载能力和稳定性确定。不同轨型的钢轨按类别分开存放。2、选配轨。移动式门吊运轨至选轨平台，每次1组（3根），人工散开钢轨。检查钢轨平直度、断面尺寸、表面质量。对平直度超过时速300公里60kg/m钢轨暂行技术条件钢轨，利用轨端校直机校直至合格。不合格钢轨单独存放。对合格钢轨进行焊前配轨，根据需要长度使用带锯床锯轨。3、轨端除锈刷面。用除锈刷面机对钢轨的踏面、轨底底面及端面进行除锈，除锈范围距轨端50-60

11、0mm，刷锈打磨后钢轨表面露出金属光泽，刷锈打磨深度不超过0.2mm。钢轨刷锈打磨面若待焊时间超过24小时以上，必须重新处理。4、焊接。瑞士施拉特GAAS80/580焊机使用三相380V、50Hz交流电源。焊接前检查轨端刷锈质量，清除焊接电极处的焊渣；做好焊接前的准备工作后，根据长轨工作面的位置进行轨端对位后进行自动焊接过程。电阻闪光焊接的过程为钢轨闪平、预热、烧化、加速烧化、有电流顶锻、无电流顶锻、保压7个阶段。加速烧化后，焊机自动进入顶锻阶段，快速挤压钢轨。自由顶锻，顶锻量为14-17mm。焊接后焊缝四周形成一圈焊瘤，焊机有自动焊后推瘤功能，利用推凸刀保证轨顶面及轨头两侧面的残留量不大于0

12、.6mm ,轨角上表不大于0.8mm，其余部位不大于1.0mm，避免切及母材。焊接过程中检测焊接曲线的各项参数值是否符合焊接工艺参数的的规定，对焊接曲线异常的焊头，将予以锯掉，并重新焊接。5、轨底打磨。轨底采用手持砂轮机，在焊缝两侧各150mm范围内打磨顺平及距两侧轨底角边缘各35mm范围内打磨平整。最后打磨底面，轨底凸出量0+0.5mm。母材打磨量不超过0.5mm。打磨过程中，应避免砂轮中冲击钢轨和在钢轨上跳动，产生凹坑，并防止进刀量过大和时间过长，造成钢轨表面发黑、发蓝。6、焊缝正火及风冷。在焊接工位后应设一正火工位。当轨温降到450500时，用专用的正火设备把钢轨焊接接头加热到A3（亚共

13、析钢）或ACM （过共析钢）温度以上3050（即830950），正火完后，用喷风装置对焊缝进行快速冷却，使其轨温快速冷却至550。以达到细化金属结晶、均匀组织，提高焊缝硬度，减少或部分消除焊接的残余应力，改善并提高焊缝及附近粗晶区的力学性能的目的。7、焊缝踏面和工作面粗打磨。将焊缝顶面、两侧面的残留焊瘤及全部毛边除尽，保持轨头原圆弧部分形状，避免打亏。打磨后保证焊缝较钢轨母材高0.6mm。打磨过程中，避免砂轮冲击钢轨和在钢轨上跳动，产生凹坑，并防止进刀量过大和时间过长，造成钢轨表面发黑、发蓝。8、焊缝水冷却。冷却隧道利用雾化循环水进行钢轨焊缝冷却，冷却时间一般为2-4min，冷却后钢轨焊缝温度

14、低于50或与周围钢轨温度一致。冷却完毕，及时擦干焊缝1m范围内的水渍，保证下道工序的正常进行。9、焊缝四向调直。钢轨焊缝调直前利用直线度电子测量系统检测焊缝位置1m范围仙的平直度，并确定踏面和内侧作业面调直位置和调直力。利用SPM-4N四向调直机进行调直。然后再测量焊缝位置1m范围内的平直度，若直线度超出规定范围，需重新调直，直至合格。10、焊缝精磨。首先利用直线度电子测量系统检测焊缝位置1m范围内的平直度，使用瑞士MMA-14AL精磨机进行焊缝精磨时，根据测量结果确定进给量。精磨完毕，再次测量焊缝位置1m范围内的平直度，若直线度超出00.2mm/m范围，需重新进行精磨作业，直至合格。11、焊

15、缝超声波探伤。使用超声波探伤仪和全断面组合探头对每个焊缝进行无损探伤。探伤前，清理焊缝两侧各40cm范围内的锈斑、焊碴、水渍等；将焊缝两侧各40cm范围的钢轨均匀涂满探伤介质，并安置好探伤仪探头，确保探头与钢轨间紧密接触。探伤结果做好记录。12、长钢轨最终检验。使用专用1m直靠尺、塞尺、电子不直度测量尺、轨温计、长钢卷尺等测量工具对每一个焊缝和长轨进行最终检验，测量并记录长轨出厂轨温和长度。13、长钢轨存贮、装车。500m长钢轨存放区设有35台3t固定式龙门吊，龙门吊电动葫芦采用单控和集中控制相结合。长轨存放区的轨垫间距不大于5m，多层存放时，应保持轨垫的上下对齐稳定。从辊轮线上吊轨时，确保每

16、一个夹具夹紧钢轨轨头后，使用集中控制系统将长轨起吊、横移、下落放置在轨台上,并逐一摘去夹具。在长钢轨吊起行走过程中，设专人检查35台龙门吊电动葫芦统一运行情况，保证相邻两个夹具高度差不大于15cm、水平位置直线偏差不大于15cm，防止长钢轨吊装过程中变形。不同类型的长钢轨分开存放。装车时，应确认长钢轨运输车停放在正确位置，并逐一将长钢轨的每个吊点顺序落入槽中，摘去夹具，移开龙门吊电动葫芦。14、长钢轨输送线自选轨平台至长轨存放区的长钢轨辊轮输送线是焊轨生产线的重要组成部分。标准辊轮间距为3.0m.。主动辊轮占全部辊轮的三分之一并均匀布置。辊轮输送线的主动辊轮通过中央计算机控制。各工序作业时均需

17、锁住辊轮线，只有线上所有工位均打开输送线开关，输送线方能正常运行。三、技术标准1、待焊轨检查标准待焊轨的允许偏差、平直度及扭曲应符合时速300公里60kg/m钢轨暂行技术条件的要求。2、焊接接头试验标准在下列情况下应进行焊接型式检验：钢轨焊头试生产时；采用新轨型、新钢种；调试工艺参数时和周期性生产检验结果不合格。焊接周期性生产检验是每焊接500个钢轨焊头作为一批进行周期性生产检验。钢轨焊头的型式检验、周期性生产检验的项目和内容应符合钢轨接头焊接技术条件的相关要求。3、长钢轨焊接质量检验（1）焊缝必须进行超声波探伤，焊缝质量应符合规定要求。（2）焊缝外观质量检验：；焊缝两侧各100mm范围内无明

18、显压痕、碰痕、划痕缺陷。焊头无电击伤。焊缝圆角在1m范围内打磨圆顺。母材打磨深度不超过0.5mm；焊缝轨底上表面两侧各150mm范围内及两侧轨底角边缘各为35mm的范围内打磨平整。焊缝纵向打磨平顺，不能出现低接头，用1m直尺测量其平直度应符合表3-6的要求。 钢轨焊接接头平直度 表3-6轨顶面0，+0.2mm/m轨头内侧工作面0，+0.2mm/m轨底（焊筋）0，+0.5mm/m四、注意事项1、启动机器设备前，必须先检查设备状况是否良好。2、上岗人员必须经过严格的焊接技术培训学习，持证上岗。3、严格配选钢轨，选择合格的钢轨进行焊接，防止不合格钢轨进入生产线。4、设定好已确定的钢轨焊接参数，作业前应重新确认一次，防止错误参数，导致不合格品。附件1：长钢轨焊接工艺流程图