铝热焊接施工作业指导书

中铁十一局集团有限公司石济铁路客运专线项目经理部 铝热焊接作业指导书

石济铁路铺轨工程

铝热焊接作业指导书

一 编制目的

规范现场铝热焊接施工的标准化作业，确保铝热焊接施工作业的质量和安全，使之符合设计要求、符合施工规范及验收标准的规定。 二 编制范围

本作业指导书适用于石济铁路铺轨工程D2K19+909.43～DK197+900范围内铝热焊接施工作业。 三 施工工艺流程及程序

3.1 现场铝热焊接工艺流程图

现场铝热焊施工工艺流程图

到焊接现场前的准备工作在焊接现场的准备工作轨道的准备工作钢轨端头的准备钢轨端头的对正安装砂模、封泥预 热焊药包的准备浇 注拆除砂模与推瘤热 冷 收 打 打 磨磨尾工作质量检测与编号 3.2 施工程序 3.2.1 施工前准备

对物品类型及数量进行清点，并进行机械设备的调试。

轨道的准备工作:当焊头距离轨枕边缘小于100mm或在轨枕上，应挪开轨枕直至不影响立模为止，再扒开轨枕盒内的道碴，深度100mm，如果预计在施工过程中钢轨伸缩量较大或温度剧烈变化时，使用拉轨器锁定轨端15m范围内的线路，松开线路上待焊头处附近三根轨枕的扣件，若是曲线地段适当多松几根轨枕扣件。

3.2.2 钢轨端头的准备

用电动钢丝刷或者打磨机清理待焊钢轨接头端面及距轨端150mm范围内全

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部断面，以除去氧化物，待焊轨头两端面和轨底边缘必须严格保证干燥清洁。

检查端部尺寸，并确认端头钢轨无裂纹、压塌、飞边、补焊等缺陷。如有轨头有压塌现象，应先进行锯轨。锯轨时应注意：保证钢轨断面垂直，不能内斜，确保浇注时钢水能灌满轨缝；将1m直靠尺靠在钢轨顶面上，用塞尺塞缝确定应锯掉钢轨的长度，将轨头压塌部分完全锯掉，避免焊头成马鞍形。

3.2.3钢轨端头的对正

使用两个对轨架对钢轨焊头进行接头校正，不准用铁锤撞击钢轨或强行对正。对正架的位置应放在离焊头2-3根的轨枕上。

调整时应使两接头保持规定间距，水平纵向对直，不得扭转。 3.2.4间隙调整

轨端间隙必须在23～27mm之间。在焊接过程中必须保持间隙不变，从对轨开始禁止在两端50m范围内松动扣件、起拨动线路，直至焊接完毕。尖点（垂直对正）：在焊接之前，两端钢轨向上应有一交点（见“尖点对正示意图”），这样就不会因为焊完后的冷却造成焊头凹陷，并能保证留有一定的凸出余量供打磨。

尖点对正示意图 c 1m靠尺 a长 钢 轨注:(a+b)/2=1.6mm ，23mm≤c＜d≤27mm3.2.5水平对正 用直尺规分别检查钢轨对接尺寸的一段钢轨轨头、轨腰和轨底，如果两根钢轨不一样宽，将两端钢轨的中心线对齐，差异均分。

3.2.6安装砂模、封泥

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砂模安装前应在钢轨上轻轻摩擦，以使其与钢轨结合得更紧密，所有影响砂模精确定位的断面缺陷（如毛刺等）必须去除，砂模的中心线与钢轨接头的轴线必须在同一条直线上。

先安装底板（底板安装后，复查钢轨轨缝、拱度、方向有无变化），后安装侧模，再用砂模固定夹将砂模定位，用防尘罩盖住砂模上口，防止污物掉入砂模内腔。

3.2.7用封箱泥封箱、安装渣盘

在砂模的出料口及夹具螺纹处抹上防漏泥，使砂模与钢轨之间严实密封，防止浇注时“跑火”，把装有少量干砂土的渣盘置于砂模开口处，将渣盘与砂模间的连接处密封。

3.2.8预热

为消除砂模中残余湿气和提高钢轨及砂模的温度，焊接之前要进行预热。 将点温计置于钢轨上，随时观测钢轨温度。

预热操作方法：使用调节器增大压力，一直获得丙烷压力为0.07MPa，氧气压力为0.49MPa，然后关掉钢瓶；将加热器装于支架上，调整喷咀对准砂模的中心，并将分流塞放在砂模的边缘上，将加热器从支架上拿开，点燃喷火咀；调整丙烷气（0.07MPa）和氧气的压力（0.49MPa）及混合比，以得到最佳火焰，火焰长度（蓝色部分）约12mm。

预热时间从火焰调节好之后计起，用跑表严格控制。预热时间根据轨型选定（60kg/m钢轨为5分钟）。

预热完成后，先关掉丙烷气，后关掉氧气将预热器拿出，操作时注意不要将砂模壁碰坏，预热时要注意观察各缝隙上的防漏泥是否有裂纹或掉下，并采取相应的措施。

3.2.9浇筑

预热完毕后，将坩埚迅速放在模具上，并对准位置，迅速点燃火柴，插入

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焊剂中心25mm深。从预热完成至点燃焊料不得超过30秒。当废渣停止流动时开始计时，5分钟后可将坩埚、废渣盘移去并弃置防火弃渣坑内。

3.2.10拆除砂模与推瘤

在浇注5分钟后，移走废渣盘和一次性坩埚，拆除砂模；在浇注6分半钟后，将多余的焊料切除掉，轨基处凸出的焊料打弯，以便打磨机打磨焊头；放上推瘤机，迅速推除焊瘤，推瘤时应进行双向推瘤。除瘤后残余部分不大于1.5mm，也不得小于0.5mm。

3.2.11热打磨

在线路恢复通车前，焊头必须进行热打磨：在热打磨时，应在钢轨踏面上保留至少高出钢轨0.8mm的焊头金属；打磨焊头的内侧及外侧与钢轨的两侧平齐；在浇注完15分钟后去掉楔子或钢轨对正架，以便让焊头冷却至水平；假如使用了起轨器来使钢轨端头降低，可以浇注后过30分钟将其撤掉。

3.2.12冷打磨

冷打磨是为了除掉由于焊接生成的任何几何不连续，也是为了最终对焊头的验收。冷打磨应在浇注后1小时后进行，先去掉轨基抬高器，目测尖点，对钢轨表面进行冷打磨使其整体平齐，注意千万不要在某一处打磨过度而造成钢轨淬火。

3.2.13清理

对焊缝区焊带边缘清理，除去毛刺及凸棱，并清理焊接现场，将机具等撤出线路，防止侵入限界。

3.2.14质量检测与编号

焊接完毕后，立即进行焊头表面平直度检测和超声波探伤，若有问题及时处理。在焊头附近轨腰处进行焊头编号。 四 设备机具及人员配置

现场铝热焊接施工设备机具及人员配置间表4-1、4-2。

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表4-1 铝热焊主要施工机具表

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 锯轨机 液压钢轨拉伸器 对正架 液压钢轨推瘤机 钢轨焊缝打磨机 钢轨探伤仪 棒砂轮机 角砂轮机 轨温计 点温计 轨端打磨机 1m钢直尺 正火设备 预热设备 名 称 型号规格 HC335 TR75 Epm2 Mr150 单位 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 把 套 套 数量 4 1 4 4 4 2 4 4 8 2 2 4 2 2 备 注 两台备用 两台备用 两台备用 两台备用 两台备用 两台备用 两台备用 900℃ 表4-2钢轨铝热焊接施工劳力组织表

工种 铝热焊轨班 探伤 指挥 合计 人数 12 2 1 15 备注 2组 必须持有二级以上无损探伤证书 五 质量控制

5.1 型式检验和周期性生产检验:当有下列情况时，需要进行焊接型式检验：试生产时、采用新轨型、新钢种及周期性生产检验结果不合格。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。型式检验和周期性生产检验按《钢轨焊接接头技术条件》（TB／T1632－91）要求进行。

5.2 外观质量

经打磨后，焊头平直度用1m靠尺检测其允许偏差应满足“表5-1铝热焊

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焊头平直度允许偏差表”的要求，且焊缝两侧100mm范围内，不得有裂纹、碰伤等明显质量缺陷，钢轨表面不得有“发蓝”现象。

表5-1 铝热焊焊头平直度允许几何偏差表(mm)

轨顶面 0～+0.2 轨头内侧工作面 0～+0.2 轨底 0～+0.5 5.3超声波探伤

当焊缝冷却到50℃以下时，对焊头进行超声波探伤检查，探伤检查时焊头不得出现未焊透、过烧、裂纹、气孔夹碴等有害缺陷。

5.4 钢轨铝热焊焊缝距离承轨台边缘不应小于100mm。 六 施工安全及注意事项

6.1 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。

6.2 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。

6.3 机械操作人员必须按照机械操作规程进行操作。

6.4 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。

6.5 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区域。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。

6.6 所有机械操作人员及配合施工人员要穿戴防护用品，保证作业安全。 6.7 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。

6.8 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1Om以上。

6.9铝热焊接应符合下列规定：

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（1）材料及机具到达现场后，将所有机具及工具放置到位。对任何可能导致火灾或安全事故的隐患务必进行清除。

（2）高温火柴与焊剂必须分开存放，高温火柴不应放在衣袋中。 （3）检查安全及火灾隐患，将可能引起火灾的干草及灌木丛以及所有易燃的物品打湿。

（4）焊接现场应配备足够的灭火器材，以防现场出现火灾。 （5）铝热焊接区域内及废渣弃置坑附近要保持干燥。

（6）锯轨和打磨作业时，非操作人员应离开作业区至少5m以上。 （7）铝热焊坩埚使用前不应受潮、破损、开裂。应配备限制钢水飞溅的坩埚盖。

（8）焊缝两侧6至10根轨枕以外的钢轨15m范围内必须严格按规定上紧扣件，确保焊接时轨缝间隙不应发生改变，避免钢水泄漏伤人。

（9）铝热焊焊剂在预热和高温反应过程中，操作者应佩戴护目镜。反应完成后，如果钢水不能漏下来，应等钢水在坩埚中冷却20分钟后才能移动坩埚。

（10）拿走灰渣盘时应端平，避免高温废渣溅出，不应将高温的灰渣盘放置在轨枕上或将高温废渣倒入水中，废渣未冷却之前，不应将废渣盘内的废渣倒入废物弃置坑。

（11）当出现焊药“冻结”情况时，操作人员应立即远离坩埚，并离开焊接现场，等坩埚内焊药反应完全之后再返回。

（12）钢轨焊接、冷却、打磨、探伤等各工序温度测量必须使用钢轨测温仪检测，不得用手触摸检测。 七 附录

本作业指导书由项目部工程管理部负责解释。

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