钢轨铝热焊作业指导书.doc

铝热焊作业指导书
1、适用范围
本作业指导书适用于中铁一局集团有限公司朔黄铁路2015年第二批大中修工程施工项目经理部。
2、作业准备
2.1内业技术准备
2.1.1开工前组织技术人员认真学习实施性施工组织设计，阅读、审核施工图纸，熟悉规范及技术标准。
2.1.2做好作业人员培训工作，使其熟练掌握铝热焊焊接的工艺流程。
2.1.3在正式焊接前，按照焊轨组织初次焊接铁路钢轨的要求完成钢轨焊接接头的型式试验。确定焊接参数，制定相应操作规程。
2.2外业技术准备
2.2.1进入焊轨现场前，应根据设备材料清单检查并落实必备的工具、材料和设备。
2.2.2到达焊轨现场后，应对现场条件进行综合调查并采取必要防护措施。
2.2.3焊接前应对施工设备及各种小型机具进行调试。
3、技术要求
3.1铝热焊焊缝距离轨枕边缘应不小于100mm。
3.2调整对轨架，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。必须保证接头的作业面一侧水平对正，钢轨内侧纵向要求平直，用1m直尺同时测量两轨平顺度，错动不大于0.2mm。
3.3焊接时轨温应不低于0℃，应力放散、放行列车时，焊缝处轨温应降至300℃以下。
3.4低温焊接时，必须对轨端进行预热处理。
3.5铝热焊剂的技术参数
项目
拉伊台克焊剂
轨缝宽度
25±2mm
钢轨对正尖点设置
+1.6mm
预热时丙烷压力
0.07Mp
预热时氧气压力
0.49Mp
预热时间
6分钟
拆模时间（浇铸完成后）
5分钟
推瘤时间（浇铸完成后）
6.5分钟
冷打磨时间（浇铸完成后）
1小时
拆除对正架（浇铸完成后）
45分钟
低温焊接的定义
轨温低于15℃
钢轨端头处理

轨端对正及间隙调整

浇注

拆除砂模与推瘤

热打磨

冷打磨

装配砂模

收尾

焊剂准备

钢轨预热

探伤、收尾

4、工艺流程
铝热焊施工工艺流程图

5、施工要求
5.1 焊接接头准备
换轨车通过始端200m后，始端开始锁定50m线路，待焊头处钢轨稳定后开始锯轨。锯轨量为搭接长度减去一个预留焊缝值，焊缝大小为25mm-27mm且距轨枕边100mm以上，锯轨时，轨端必须平整、垂直，无偏斜，用直角尺测量，垂直和水平偏斜度不得大于 1mm。刨开接轨下200mm范围内的道砟，用钢丝刷清洁轨端100-150mm。轨端对正，安装钢轨对正架，将各调整螺栓就位（触及钢轨即可，不得上紧调整螺栓），当焊缝处对轨架不易对轨时可扒道砟处理，必要时方枕处理。用直尺检查轨端对正情况（两轨端应基本对正），按对正架操作程序，松紧相应的调整螺栓对正轨端（水平对平，纵向对直扭转对正）。
5.2 调尖峰
将直尺置于钢轨顶面、并以轨缝居中。用楔形垫板在轨缝两侧的轨枕上（胶垫已去除），将轨端上调（轨底的两侧同时打进楔形垫板，以防钢轨侧移）。可用对正架调尖峰为1.6mm。重新检查一遍，轨缝间隙、尖峰值、纵向对直、钢轨无扭转。
5.3 砂模的准备
检查砂模无受潮，无裂纹，无变形，各组件不缺件，状态良好。将侧砂模在轨缝处进行摩擦，使其与钢轨密贴，清除浮砂。将底砂模置于金属板中，将密封膏挤入底砂模两侧的槽中，将底砂模与金属底板架于轨底，并以轨缝居中，拧紧金属底板的固定螺丝（同时在底板下侧轻轻敲打，以使底板与钢轨密贴）。最后一次确认轨端的对正。将两侧的砂模装入侧模夹板中，再将侧模置于底板上，并以轨缝居中（有废渣出口的侧模位于钢轨的低侧）。套上侧模夹具，注意不要用力过度而夹裂侧砂模。将砂模上部开口盖住。用封箱泥封堵缝隙，外面再加一层封箱泥进行加固。放上灰渣盘在砂模灰渣流出口及夹具螺纹上抹一层封箱泥。在灰渣盘底部，垫一层干砂。在轨枕盒内放一块铁板，并撒一层干砂。准备两根堵漏棒（在末棍端部包以封箱泥）。
5.4预热
测量并记录轨温。天气寒冷时，如果轨温低于15℃，则应用焊炬加热至37℃，焊缝两侧应加热范围见下表：
轨 温
两侧各应加热的长度mm
－9℃ ～ 15℃
760 ～ 910
－15℃ ～ －9℃
910 ～ 1220
安放预热器支架，并调整它的位置，使预热器处于砂模的中央、高低适中。调节氧气（0.49MPa）和丙烷(0.07MPa)的压力，使得焊炬的火焰获得一个在约12mm长的焰心（通常为蓝色）。
火焰稳定之时，按下跑表计时，钢轨预热时间为6分钟。不间断地注视整个加热过程，到规定的预热时间，（跑表按停，确认时间，填入表中），将焊炬从砂模中取出，此时轨头，轨腰应为颜色发红。注意不要预热过度。
5.5焊药的准备（与预热同时进行）
揭下焊药编码标签，并将其贴在焊接记录表中。检查坩埚是否有裂纹，如有裂纹需更换。将自熔塞安在其位（坩埚底部中央）。打开焊药包，检查焊剂是否受潮，然后将焊药倒入坩埚内，用手将焊药搅匀，并将其顶部做成锥形。插入高温火柴，将坩埚盖上。
5.6浇注
将坩埚放在砂模上，并使其在砂模上居中。打开坩埚盖，点燃点火引信，将点火引信插入焊药中重新盖上坩埚盖（在预热结束后，焊药必须在30秒钟之内点燃）。手持防漏棒，站在两侧准备堵漏。浇注完毕，当废渣停止流入灰渣盘（砂模中流出最后一滴多余钢水）时，按下跑表开始计时。
5.7拆模及推瘤
浇注以后5分钟开始拆模作业，撤走坩埚及灰渣盘，拆走侧模夹具，夹板和金属底板，用热切凿切除焊头的顶部，推入铁铲中、并清理轨顶面、侧面的封箱泥，安装好推瘤机。浇注以后6分半钟开始推瘤（6分半钟未到之前不要推瘤）。
5.8热打磨
浇注后十分钟，可以对焊缝进行热打磨，打磨时穿戴好防护用品（防护眼镜、护腿等）。热打磨后，焊缝顶面及内侧面必须高出轨面1.0mm以上。浇注后15分钟，撤掉调尖峰用的楔形垫板，以便让焊缝冷却至水平（对正架亦在15分钟后拆除）。
5.9冷打磨
浇注后待轨温降至100℃后，即可进行冷打磨作业。冷打磨采用钢轨仿形打磨机，对轨顶面、轨头两侧进行打磨。采用手提式砂轮机对轨底进行打磨。打磨过程中避免钢轨出现发蓝现象。
5.10探伤、收尾
用超声波探伤仪对焊头进行探伤，焊缝内不得有未焊透、过烧、裂纹、气孔夹砟等有害缺陷，如有上述问题必须锯轨重焊。如果焊缝良好，恢复轨道、道床的原有状态。废弃物不得乱扔，收入袋中统一处理。清理所有设备、机具。
5.11焊接完成后将铝热焊头用鼓包夹板进行加固。
5.12焊接记录
及时填写铝热焊接头焊接记录表。其中接头编号一栏的填写应注意编号的完整性,以确保接头编号的可追溯性。
6、劳动力组织
劳动力组织表
序号
工种
人数
备注
1
铝热焊轨班
10

2
探伤
1
必须持有二级以上无损探伤证书
3
指挥
1

4
合计
12

7、材料要求
焊接材料应在阴凉、通风处保存，焊剂不得受潮，焊剂密封良好，钳锅不得产生变形，高温火柴不能与焊剂放在一起。
8、机具设备配置
施工机具表
序号
名称
型号规格
数量
单位
备 注
１
锯轨机
HC355
2
台

2
对轨机具

1
套

3
液压钢轨推瘤机
EGH2型
2
台

4
钢轨仿型打磨机
FMG-4.4
1
台

5
钢轨超声波探伤仪
CTS-23B
1
台

6
棒砂轮机

2
台

7
角砂轮机

2
台

8
轨温计

2
台

9
轨端打磨机
GDM1.1
2
台

10
型尺

1
把

11
预热装置

1
套

12
帐篷

1
顶

9、质量控制及检验
9.1质量控制
9.1.1将轨温计置于钢轨背光的一侧测量轨温, 并在预热前将待焊钢轨两端1m范围内加热至37℃, 待焊接的钢轨端头与最近轨枕的距离应不少于100 mm, 并将待焊轨缝之下的道砟掏至距轨底至少100 mm, 方便砂模安装和拆除砂模底板及清除多余焊料。
9.1.2为确保获得良好的连接面, 所有的毛刺或飞边都应打磨掉, 从轨端起至少100～150 mm 范围内, 任何油漆、铁锈和其它污垢都应用钢丝刷除尽。
9.1.3安装前将侧砂模在焊缝处钢轨的两侧轻轻摩擦, 确保侧模与钢轨完全密贴无间隙。
9.1.4目测检查坩埚及坩埚盖是否有任何破损的痕迹, 清除坩埚内部杂质, 并确认置熔塞在正确的位置。
9.1.5钢轨对正应检查四个要素: ①设置轨缝；② 尖点设定；③水平对正；④不等倾斜调整。
9.1.6检查焊药包有无破损或受潮的迹象。
9.1.7拆模后，焊缝两侧的封箱泥必须清除干净, 避免封箱泥及多余的砂模进入高热的焊头。
9.1.8检查氧气和丙烷的压力有无发生变动并不断注视预热的情况, 确保火焰直接朝向钢轨焊缝处, 并在两侧加热均匀, 检查并保持气体压力恒定, 在规定的预热时间结束。
9.1.9必须保证焊头温度下降到300 ℃以下时, 方能应力放散、放行列车。
9.1.10检查氧气和丙烷的压力有无发生变动并不断注视预热的情况, 确保火焰直接朝向钢轨焊缝处, 并在两侧加热均匀, 检查并保持气体压力恒定, 在规定的预热时间结束。
9.2质量检测
9.2.1钢轨焊头试生产时、采用新钢轨新钢种及调试工艺参数时、周期性生产检验结果不合格时，要进行型式试验,焊接过程中要进行周期性检验,具体见下表：
型式检验的项目及焊接接头试件数量

外观

探伤
静弯
疲劳
拉伸
冲击
硬度
显微
组织

断口
轨头受压
轨头受拉
焊缝硬度
软化区宽度
全部试件
全部试件

8

2

3

1

1

1
1

1
10
（利用静弯试件）
9.2.2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
1
轨顶面
+0.3，0
2
轨头内侧工作面
±0.3，0
3
轨底(焊筋)
+0.5，0
9.2.3每个焊头均应进行超声波探伤。
9.2.4探伤时钢轨接头温度必须小于40℃。探伤员必须持有二级及以上无损探伤证书。
9.2.5钢轨接头不得有未焊透、过烧、裂纹、气孔夹砟等有害缺陷。
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营业线施工要求，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施工时设置好防护人员并配足防护用品。
10.1.5预热时，操作人员要远离火焰，以防止点火时被烧伤。
10.1.6禁止站在未冷却透的铸件上或用手搬模具。
10.1.7拆模时，要站在模型旁边，严防被热砂烧伤。抽掉废渣盘时，以防止烧伤手脚。
10.1.8现场发电机及接线头要勤检查，发现隐患，及时处理。
10.1.9雨天、刮风天进行铝热焊作业时，必须要有可靠的遮盖防护措施，风力过大时应停止一切作业。
10.1.10严禁氧气瓶、丙烷瓶及油料同车运输。焊接作业时燃气具要摆放在焊接侧风上方各相距5m以上，丙烷瓶要远离火源10m以上。
10.1.11进行锯轨和打磨时，非操作人员应离开作业区至少5m以上。
10.1.12各种水、气管路及设备，要随时检查维修，不得在泄漏情况下工作。
10.1.13焊轨前先对加热器试火，对全系统设备仔细检查，胶管接头应用管箍或铁线捆扎牢固，发现故障应及时排除，再次试火。
10.1.14焊接过程中对所有的气、水胶管，严禁压、踩，要注意保证气、水管路畅通。
10.1.15铝热焊焊头高于300℃以上时不准过车。
10.1.16工作结束时，必须将工作现场清理干净，特别应注意工具不要遗漏在现场，确认安全后方可离去。
10.1.17所用焊轨设备存放在路肩上。
10.2环保要求
10.2.1铝热焊接完工后及时做好废旧料及剩余材料的清理工作，做到工完料清。并做好场地清理工作，使施工完毕的场地整洁干净。
10.2.2做好施工驻地及施工现场的布置和排水系统设施，保证生活污水、生产废水不污染环境；生活垃圾定点堆放，掩埋覆盖，严禁乱仍。
10.2.3加强机械设备的维修保养和达标活动，减少机械废气、排烟对空气的污染；加强生活、生产设备管理维修和使用，减少烟尘排放，净化空气环境。
10.2.4工地焊接后的废渣、废物等，要集中堆放，统一清理。
编制部门：工程部
编 制 ：
审 核 ：
批 准 人 ：
批准时间 ：

钢轨铝热焊接操作记录表
线名

日 期
年 月 日
里 程
行线 股 公里 米
钢轨型号

焊接接头编号：SH-
钢轨材质

操作时间
时 分 至 时 分
气 温
℃
作业前轨温
℃
作业完毕轨温
℃
拉前轨缝
mm
拉轨压力
MPa
轨缝
上部 mm
下部 mm
起拱
mm/m
氧气
高压 MPa
低压 MPa
流量 L/min
燃气
类型：
高压 MPa
低压 MPa
流量 L/min
预热时间
分钟

焊剂编号

反应时间
秒
平静时间
秒
推瘤时间
分钟
计时者

对轨者

装卡砂摸者

预热者

打磨者

备 注

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钢轨铝热焊接打磨记录
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