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1、鐵路、高速鐵路道岔、軌道鋼軌鋁熱焊接施工作業指導書編 制： 審 核： 批 準： 版 本 號: ESZAQDGF001 編 制： 審 核: 批 準： 發 布： 二XX年X月 鋼軌鋁熱焊接施工作業指導書1.適用范圍適用于一般鐵路、高速鐵路道岔、軌道的鋼軌鋁熱焊接。2.作業準備2.1焊接作業人員應取得鐵路主管部門認可的技術機構頒發的崗位培訓合格證書。2.2購置相關的鋁熱焊設備及材料。2.3做一組用于型式檢驗的試件，并經檢驗合格以后才能夠正式開始焊接作業。3技術要求3.1現場鋼軌的單元焊與鎖定焊分開進行，分別標識。3.2現場鋁熱焊的作業區與其后的應力放散、鎖定線路作業區之間，應設隔離區。4施工工藝流程2、與程序4.1鋁熱焊接施工工藝流程圖4.2施工程序鋁熱焊接是將配好的鋁熱焊劑放到特制的坩堝中，用高溫火柴引燃焊劑，產生強烈的化學反應，得到一定高溫的鋼水，待反應平靜后，注入對正的鋼軌端部砂模中，冷卻后去除砂模，并及時推凸、打磨，將兩節鋼軌焊接成一體的焊接方法。具體操作程序如下：4.2.1施工準備班組長應在收到鋁熱焊型式檢驗合格的通知后,方可開始進行工地焊接。焊接作業前應備齊各種機具、材料，按標準清單逐一落實。工地應設好防護措施，防止在對正焊接中，鋼軌發生移動。正在焊接反應時禁止鄰線過車，檢查鋼軌軌縫距軌枕應不少于100mm，道碴距軌底至少應100mm，上緊鋼軌兩側各至少15m范圍內的扣件，去掉焊3、頭兩側3根6根枕木上的扣件及墊板。高壓氣體裝置的準備裝配預熱器之前，應先檢查每一部件是否破損，是否通暢。安裝氧氣減壓表與丙烷減壓表之前，應打開高壓閥門少許，除塵。將所有部件安裝完畢后，打開槍體，檢查流量計、各接頭是否漏氣。一次性坩堝的安裝安裝時用水玻璃砂將坩堝桶與坩堝內襯間接縫填平、封嚴。準備料具準備封箱砂封箱砂是在焊接時用來封閉砂模的，一般在焊接施工前準備好。坩堝的準備在給坩堝的裝料及安放坩堝支架前，應檢查一次性坩堝的完整性，有無裂紋，有無受潮等現象，如果沒有則進行對坩堝裝料及安放坩堝支架。準備鋼軌待焊鋼軌焊前應仔細檢查，有損傷、裂紋的必須鋸掉，扭曲的必須校正；焊接舊軌時，若軌端部有低接頭或4、損傷者，必須將該部分切去；鋼軌端部用氧乙炔切割時，兩切口端面應盡量平直，其不平度小于2，并將熔渣除凈。千萬不能將端部切成軌頭與軌腰過渡處成死角的端面；凡有下列情形之一者，只能將該部分完全切取才能焊接；a鋼軌扭曲無法校直；b鋼軌端面距螺栓孔的邊緣不足50mm；c螺栓孔采用氧乙炔焰切成。鋼軌端頭焊前應用鋼絲砂輪清刷除銹，清刷部位為端面及鋼軌長度方向，縱向清刷長度部不小于150200mm，并除去油污、油漆。4.2.2焊接固定鋼軌鋁熱焊接頭的平順程度直接關系到接頭的壽命，鋼軌端面平順程度是由對軌狀態決定的，為了保證對軌后接頭處平順，應采用專用對軌裝置、鋼軌高度微調裝置來對軌。鋼軌焊接時需墊起，接頭處的5、支墊距離要便于操作；固定鋼軌時應從稍遠處觀看接頭處平順性，調成目測平順的程度，然后安上對軌架，墊上軌高微調器或楔型鐵；將1米直尺置于兩軌頭側面，通過調節對軌架，使兩段鋼軌都緊貼于直尺上，再檢查軌底、軌腰處，也要達到同樣要求；為避免焊后形成低接頭，接縫處固定時應稍加高，加高量為1.52mm，將1米直尺置于軌頂上，中線與焊縫對正，壓住一端，另一端距鋼軌頂面34mm，由軌高微調器或楔鐵來實現；焊縫間隙預留為262mm；軌縫大小隨氣溫變化時可使用拉軌器進行固定；若兩端鋼軌外形尺寸差異較大，對軌時盡量保持工作面的平順。裝卡砂模砂模易碎，運輸過程種一定要小心。使用前必須仔細檢查砂模，看是否有缺陷、是否受潮6、是否有裂紋，通氣口、澆口及冒口是否通暢；焊接前每副砂模應在待焊鋼軌上試合，若有不合，可輕輕在待焊鋼軌上研合使之密貼，最后檢查砂模是否完好并用毛刷將浮砂清除；拉簧式砂模卡具按如下順序裝卡：a 在砂模背面放置砂模框，由二人相對將左右兩片砂模扣到鋼軌接縫處。扣箱時要將砂模端平、對準鋼軌接縫，輕輕地將砂模平直地推向鋼軌；b左右兩片砂模相互頂緊后，即用弓性卡將砂模卡牢。通過冒口檢查軌腳處砂模是否對正，如稍有偏斜，可用手輕輕敲打做少量調整。對正后，擰緊弓形卡上的螺絲至砂模對縫嚴密；c 將軌頂砂芯放在交叉處試合，若不合適，可稍作修整，使其合格；d將軌頂砂芯放在底板砂模框上，然后將其裝到砂模框拉簧桿上，調整7、底板砂模框位置使底板砂模與先裝好地左右兩片砂模校正，最后轉動砂模框轉把，使底板砂模與軌底貼緊；護托式砂模卡具按如下順序裝卡：a下安裝底板，注意底板兩側伸出長度應一致，底板應與軌縫對中； b卡左右砂模，砂模卡好后用手電從冒口孔檢查是否兩側軌底角伸出長度一致，如果不一致應調整；c擰緊緊固螺絲。把預先配好地封箱砂填封到封箱溝槽內。注意：一定要封嚴；最后再檢查一遍砂模安裝是否正確，砂模是否有開裂、掉砂，封箱是否封嚴；在接渣斗內放適量干砂，將其放在鋼軌上，與砂模卡有接渣口的一側貼緊，并用封箱砂封嚴接渣斗與砂模間的接縫。坩堝裝料及安放坩堝支架定時預熱工藝采用自熔塞，其安裝方法為：a先將自熔塞輕輕打入清除好8、的坩堝口內，深度要合適；b將清渣桿有圓桶的一端罩在自熔塞上，在自熔塞周圍倒適量的鎂砂，輕轉幾下清渣桿，注意一定不要將鎂砂弄入自熔塞上杯中；撤掉清渣桿，將溶劑倒入坩堝內，倒前應將焊劑攪合一下，以免在運輸過程中造成成份不均勻。將坩堝支架安好，把坩堝放在支架上，轉到砂模上方，調整坩堝位置，使澆注口正對砂模型腔，坩堝底部距砂模頂面為30。轉開坩堝，準備預熱。一次性坩堝裝料方法簡單，由于自熔塞已預先裝入一次性坩堝底部，直接將焊劑裝入坩堝，焊劑頂部呈丘型，插入高溫火柴，蓋上坩堝帽。預熱預熱結束時鋼軌端部溫度約為800900，預熱時間允許有5的誤差。預熱前的準備工作預熱采用液化石油氣和氧氣作燃料。接通液化石9、油氣和氧氣管路，檢查各個環節是否暢通。預熱器在使用前需標定，具體操作如下，把流量計接入氧氣減壓表與預熱器之間，調節氧氣減壓表使氧氣流量至規定值（不同規格鋼軌的預熱時間與氧氣流量均不同，見表1），然后記錄預熱器上氧氣表讀數，焊接時拆除流量計（僅限槍體上帶氧氣表的新型加熱器，如果用槍體不帶氧氣表的老式預熱器，焊接時嚴禁拆除流量計），按記錄值調節氧氣壓力即可，使用一段時間后需重新標定。預熱前應檢查液化氣與氧氣的壓力，若瓶內氣體不足以完成預熱，禁止使用。點燃并調節火焰首先輕輕打開氧氣瓶和液化石油氣的瓶閥，再分別打開兩個減壓表上的低壓閥門，液化石油氣開至0.040.08Mpa，氧氣頂開至0.30.5Mp10、a。注意，氧氣減壓表之低壓不許超過0.6Mpa。先少許打開液化石油氣開關和氧氣開關，用明火點燃燃燒嘴，火焰開始燃燒后，陸續增加液化石油氣和氧氣，最后將氧氣開關全部打開，調節氧氣減壓表上的低壓閥門，使預熱器上的氧氣壓力達到記錄值，再微調液化石油氣使火焰呈藍色火焰，焰心長度為1216。預熱表1 焊接氧氣流量及預熱時間鋼軌規格50公斤/米60公斤/米氧氣流量（升/小時）35003800100預熱時間（分鐘）35調節好火焰后，將預熱器放于砂模上，將手柄架在預熱器托架上，此時注意觀察使預熱器燃燒嘴出口與軌縫平行，同時不要使燃燒嘴與鋼軌接觸，否則不僅加熱不均勻，而且會使燃燒嘴燒損。還要注意從砂模兩邊的冒口11、反上來的火焰是否通暢，是否一樣。預熱過程中還應注意觀察預熱情況，隨時保證預熱器的正確位置。預熱完成后，提起預熱器，先減少一些氧氣，然后逐漸減少液化石油氣與氧氣，使火焰逐漸減弱。隨后先關閉液化石油氣閥，再關閉氧氣開關，防止預熱器內管路變黑變臟。點火及澆鑄預熱進行至最后10秒時，開始倒記時。當數至3時，點燃高溫火柴，移開預熱器，放入軌頂砂芯，點燃焊劑并將坩堝轉至砂模上方，擰緊鎖緊螺絲。注意，確定焊劑被點燃前不要關閉預熱器，以備重新點燃焊劑；反應開始后，鋼水會自動澆注。焊接操作人員需記錄從點燃焊劑至開始澆注的時間，這一時間在1535秒內為宜；拆除焊接工具由點火開始計時：坩堝：澆注結束后移開坩堝支架、12、接渣斗：2分鐘后移開；移開一次性坩堝需要使用坩堝叉砂模卡具：5分鐘后拆除修整焊縫拆卸完機具后，用液壓推瘤機推瘤，然后用打磨機打磨接頭。壓推瘤機的使用a拆除砂模卡具后，將推瘤機安放到位。b清除砂模封箱溝槽（需推瘤處）內的封箱砂。c從點火計時，7分鐘時開始推瘤；氣溫較低時這一時間應適當縮短，氣溫較高時應適當延長。d推瘤完畢，卸下推瘤機。打磨a推薦在澆注完畢20分鐘后，敲掉冒口棒，拆除對軌架、軌高微調器；b熱打磨結束后待鋼軌冷卻到300左右時再對鋼軌軌頂面、工作邊、軌底面和軌底角上表面進行冷打磨。c冷打磨結束后使鋼軌接頭表面溫度降至40以下時，用超聲波探傷儀對焊縫進行探傷，凡有氣孔、夾渣、夾砂、裂縫13、等超標準規定的缺陷時，應切除重焊。檢查合格者，作好記錄，完成收尾作業，轉入下一焊縫作業。d用專用設備打磨鋼軌頂面和側面，要經常停下來用直尺檢查，防止出現低接頭；e完成打磨應檢查打磨面，打磨后焊頭表面質量應符合技術交底中的相關規定。4.2.3收尾工作恢復軌道、道床的原有狀態；廢棄物不得亂扔，必須集中回收統一處理；作好焊接接頭的標識，注意區分單元焊和鎖定焊，位置不得倒錯；清理所有設備、機具；認真及時填寫鋁熱焊接頭焊接記錄表。4.2.4其它情況若軌縫寬度大于27mm，則需用鋼軌拉伸器將前面的鋼軌尾端往回拉伸，拉軌時，軌下應每隔10m墊入一個滾筒（軌底面高出膠墊10mm以上）。拉夠長度后隨即撤除滾筒，14、上好軌距塊及彈條，再檢查軌縫寬度，軌縫寬度穩定不變后，才能進行焊軌作業。若軌縫小于23mm，則要進行鋸軌。鋸軌前必須準確計算好鋸軌量，經反復確認無誤后方可進行鋸軌作業；若需要使用拉伸器拉伸進行焊軌作業時，則焊完后軌溫必須降至300以下(澆鑄后30分鐘)，才允許撤除鋼軌拉伸器。而且在焊軌作業過程中，拉軌器必須保壓良好，始終保持軌縫在要求范圍內，必須附有壓力表；拉軌器需要拉伸的長度與對應的扣件拆除長度見下表。扣件拆除長度表軌縫(mm)30354045505560657075拉伸量(mm)5101520253035404550拆除長度(m)20304050658095105120130軌縫(mm)815、0859095100105110115120125拉伸量(mm)556065707580859095100拆除長度(m)145160170185200210225240250265探傷后，焊縫存在缺陷需切除重焊時，應沿熔合線邊緣進行切除，切除后重新調整軌縫在262mm，再焊好這個焊縫。4.2.5焊接記錄為了考核焊接的質量和使用壽命，以便于對焊接接頭質量進行綜合的調查研究，以保障線路的安全運行，無論時焊接試驗還是焊接生產，都應該作詳盡的焊接記錄。記錄包括時間、操作人員、接頭位置、鋼軌類型、焊劑類型、軌縫、焊劑反應時間、自熔塞熔化時間、氧氣壓力、預熱時間、天氣狀況及一些特殊情況。4.2.6注意事項16、作業組不應少于2人；焊接作業前，應仔細核對所有焊接材料、設備是否與焊接軌型、鋼種相符；焊接用預熱器應采用供貨商指定預熱器，推瘤機應采用雙向推瘤方式，軌頭打磨應用仿型打磨機；焊接結束后，接頭溫度高于300，嚴禁放行列車，根據氣溫差異，放行首列列車的時間一般應在焊后2040分鐘后；大雨條件下不得進行鋁熱焊接，小雨必須采取防雨措施，防止砂模及坩堝、焊劑及鋼軌焊接部位被淋濕；光照充足，否則會造成對軌及卡模偏差，室外光線不足時應輔以另外光源；焊接場地濕度大于50%時，焊劑、砂模、坩堝不允許打開包裝，長時間暴露。僅允許作業需要時打開包裝；氣溫若低于5，應對氧氣減壓表采取防風，同時應熱敷防凍；液化氣應采取保17、溫或加熱措施（用熱水淋熱液化氣鋼瓶，不得用明火）；軌溫若低于5，應烘烤待焊軌縫兩側鋼軌至17左右，烘烤鋼軌長度約為1米。焊接材料保存條件焊接材料應在陰涼、通風處保存，保存處相對溫度部允許大于50%；高溫火柴不能與焊劑放在一起。5.勞動組織每個作業面人員配備: 下表是以單個工作面為例進行人員配備，其中班組長、安全員、技術人員包括測量、試驗、質檢等人員全部由正式職工擔任。每作業面勞動力配備表序號崗位名稱人數（人）備注1班組長12技術、試驗、質檢3-53安全員14焊接工65線路工2線路配合及移、搭帳篷6防護37軌頭處理28鋼軌打磨49其他輔助人員6-106質量控制單元軌節左、右股鋼軌在始終端相錯量不18、大于100mm。鋸軌時，鋼軌端面不垂直度不大于0.8mm。表面平直度允許誤差見下表。平直度允許的最大偏差線路設計速度m/h軌頂面垂直方向最大偏差mm軌頭側面工作邊水平方向最大偏差mm12121200.300.40.41202000.200.30注1：1、2分別代表測量長度范圍高處、低于鋼軌母材軌頂基準面最大允許偏差。注2：1、2分別代表測量長度范圍軌頭內測工作面凹進、凸出鋼軌母材基準最大允許偏差。7.安全要求現場焊接時，必須設專人防護，負責嘹望；焊接材料、工具應放置有序，不得零亂，不得侵入限界；氧氣及液化石油氣皆為高壓氣體，使用時應按章操作，注意安全 ；焊劑和高溫火柴必須保持干燥，受潮焊劑禁止使用。管路接頭必須緊密連接，不得漏油、漏氣。開始焊接時，坩堝要烘干，點燃高溫火柴插入坩堝后，工作人員應立即離開坩堝3米以外；如焊劑未點燃不準立即去查看，打釘澆鑄時應距坩堝1.5米以外。施工人員必須嚴格遵守有關安全規范、規則及細則等，嚴格按照作業指導書進行施工。各種特殊工種操作人員和其他施工人員必須經過崗前培訓，考核合格后持證上崗，嚴禁無證上崗。遇到有工程列車通過時，要停止一切操作，及時恢復線路，人員和機具要及時撤到安全限界以外。小雨和刮風天焊接必須要有可靠的遮蓋防護措施，大雨條件下不得進行鋁熱焊接，風力過大時應停止一切作業。進行鋸軌和打磨時，非操作人員應離開作業區至少5m以上。