钢轨接头现场焊接工艺.pdf

1钢轨接头现场焊接工艺钢轨接头现场焊接工艺同方威视-产品线管理本部 潘辉潘辉【关键词】轨道型号、V 形坡口、焊条烘焙、接头保温、A60 打磨 【说明】NUCTECH 制造的 MB1215HS、MB1215DE、PB6000、PB2028 等大型设备，是在钢轨上 运行，由于钢轨较长，在土建工程现场施工过程中，常将钢轨采用手弧焊对接形式，焊接 成一根无缝隙的长钢轨本文依据《中华人民共和国铁道行业标准》TB/T 1632.1—2005 参考《焊接与切割》 ； 《机械工人-热加工》有关文献 本文适用于不具备自动熔接、铝热焊接条件的现场现将钢轨对接焊接工艺及要求介绍如 下一、钢轨选择1.1.钢轨型号：一、钢轨选择1.1.钢轨型号：选用起重 P 型钢轨P38、P431.2.钢轨规格：1.2.钢轨规格：钢轨的截面为工字形，具有良好的抗弯强度，底部是具有一定宽度的平板，可增大与基础的接触面，国标材质检测，其含碳量 wC=0.5％～0.8％， 含锰量 wMn=0.6％～1.5％钢轨长度一般选用国标 12.5 米和 9 米1.3.钢轨截面（1.3.钢轨截面（图一）和（图二）图一）和（图二）：：图一图一2图二二、手弧焊条2.1.图二二、手弧焊条2.1.第一种方法：：采用 E5016 和 D322 两种焊条。

在轨道焊接端头的下部，用 E5016 焊条；在焊接头上部表面，用堆焊焊条 D322(铬钨钼钒冷冲模焊条)这样既经济又实用，不但可保证对接焊缝质量和强度，而且可使堆焊层硬度(焊后空冷)≥55HRC上述两种焊条直径为 5mm 为宜2.2.第二种方法：采用 TYD360、TYD380 焊条，这两种焊条都是钢轨接头专用焊条，可以不用烘烤、自动脱渣2.3.第三种方法：采用 J506RH、J507 低合金钢焊条J506、J507 焊条直径从 2.5mm 到 6.0mm 不等，可以进行全位置焊接，焊接时选用直流焊机，极性为反接三、焊机：三、焊机：采用交、直流两用焊机（或直流焊机），焊接电流均为 180～250A， 电弧电压均为 36～24V四、钢轨调整四、钢轨调整34.1.端头切割（图三）4.1.端头切割（图三）钢轨末端应为平滑的光面，必须垂直于钢轨的纵轴，可使用电锯切割应注意清除末端表面的锈蚀，必要时该表面应做磨光处理图三图三44.2. 接头坡口：（图四）4.2. 接头坡口：（图四）需要焊接的端头要开成 V 型坡口，坡口开在轨道上半部，至轨道高度的1/3 处，V 型上口大小为 30mm图四4.3.轨道接头间隙：图四4.3.轨道接头间隙：坡口打磨完成后，对两条被焊接轨道间隙要进行调整，当轨缝太大时，调整端头底部间隙为 10mm-12mm。

调整好以后，V 型上口间隙为 25mm-27mm4.4.除锈：4.4.除锈：采用剖光机对端头进行打磨除锈，端头如果不规则，采用 A60细砂轮打磨，砂轮机应沿钢轨纵向进行打磨，严禁横向打磨，要保持轨端头原曲线形状，对母材的打磨量不超过 0.2mm打磨时砂轮应与钢轨平稳接触，防止砂轮跳动打磨时不得用力过猛，防止钢轨表面局部过热发黑发蓝4.5.调直：4.5.调直：54.5.1.用经纬仪和钢板直尺，将两根需要焊接的轨道调直对正，直度偏差<0.5mm；再用水准仪把钢轨接头调平调直，水平偏差<0.5mm钢轨对正后用轨道夹板夹好扣牢（上紧扭矩为 275 NM），在夹紧钢轨的同时，对准两根钢轨中轴，对准精度为 0.3mm；操作人员用手摸的方式检查钢轨的上下方向是否对正，如没有对正，松开夹钳重新对正4.5.2.当整条钢轨完成调校后，把轨道预埋螺栓的压板压紧（上紧扭矩为 275 NM） ，焊接前应重复检查轨道压板螺栓的是否上紧4.5.3.把钢轨调整好后，钢轨接头底部，点焊一块钢板，（一般用钢轨垫板临时替代），防止拆开夹具后端头错位，把钢板点焊在两条被焊接钢轨的端头，然后在拆开夹具，准备好后，开始焊接五、焊接工艺5.1.工具准备五、焊接工艺5.1.工具准备交直流电焊机（或直流焊机）1 台；0～300℃温度计一只；氧气、乙炔气及焊炬 2 把；烘焙箱或电炉一台；保温岩棉、毛毡；5.2. 焊条准备5.2.1.5.2. 焊条准备5.2.1.当采用 TYD360、TYD380 焊条时，可直接焊接，保证焊接环境温度不低于 0℃即可。

65.2.2. 焊条采用 E5016 和 D322 焊条时，要经过高温烘培焊前将焊条放在200～400℃烘箱内烘焙1h （或电炉丝加热烘焙） ； 对接焊缝底部间隙10mm，校直、校平，钢轨对接表面除油、除污、打磨及擦洗干净5.2.3.如果使用国产 J506、J607 焊条，焊条应保持干爽清洁，使用前，要烘焙至 150℃以上，焊条应储存在热柜内，热柜内的温度应比外面大气温度高 25℃焊条从热柜取出后，必须马上使用J507、J507 焊接后的焊缝成型较酸性焊条难看，如果在盖面时可以用酸性焊条焊条直径 mm 2.53.24.06.0选用电流 A 70-90 90-130 130-150 150-1905.2.4.如使用直流电，焊条应该接在焊机的正极5.3.焊接操作5.3.焊接操作5.3.1.由于钢轨焊接性能较差，因此焊接工艺较为繁琐，要把 0～300℃的温度计固定在钢轨上，在距离焊缝两边 100mm 长的位置，用 2～3 把焊炬同时对钢轨预热当钢轨温度达到 200～250℃时，先用 E5016 焊条从钢轨底部边加热边堆焊，堆焊至轨道头部时，在用 D322 焊条边加热边堆焊焊接要间断进行，尽量减少焊接部位的热量，使焊接过程中始终保持轨道温度200～250℃。

全部焊接完成后，还要继续加热到 250℃，再将钢轨在空气中经过≥0.5h 时间缓慢冷却到室外温度(30℃左右)，以防止裂纹产生焊接后应检查焊缝处和与钢轨衔接处有无明显痕迹及焊后硬度5.3.2.焊接时要分层时堆焊，最后的焊缝要高出轨道表面 1mm-2mm，焊接完成后，钢轨应立即盖上毛毡等隔热物六、焊缝打磨：六、焊缝打磨：76.1.对焊接好的轨道接头，要利用 A60 打磨机，打磨焊接接头的轨顶面、各侧面轨头、轨底上圆角在 100mm 范围内应圆顺，不允许横向打磨，母材打磨深度不超过 0.2mm焊头在轨底上表面焊缝要清理干净，35mm 范围内应打磨平整焊缝两侧 200mm 范围内不得有明显压痕、碰痕、划伤缺陷，焊头不得有电击伤6.2.钢轨焊缝接口处的凸出部位应作磨光处理磨光作业可在焊缝温度降至大气温度时进行磨光作业应小心缓慢地进行，焊缝的顶部尤为重要，必须确保平滑，没有凹位打磨不得使钢轨“发蓝”打磨时若温度过高，要适当暂停打磨，待温度适宜时再进行打磨最后用锉刀或细砂纸将表面磨光滑一些，消除大的痕迹6.3.最后用锉刀或细砂纸将表面磨光滑一些，消除大的痕迹（图五）图五八、焊缝验收图五八、焊缝验收焊缝探伤合格应检查其外观尺寸，用一米钢板直尺测量钢轨焊并头的平直度应满足下表要求的规定。

焊缝平直度允许偏差：8a.接头处轨顶面 0~+0.2mm；b.接头处两侧工作面 0~+0.3mm；c.焊缝轨底 0~+1.0mm；d.接头一米范围内检测平直度：0~+1.0mm；e.接头一米范围内检测水平度：0~+1.0mm；九、工作原理九、工作原理钢材在不同的温度下具有不同的内部组织结构，而内部组织结构发生变化必然使钢的力学性能也发生改变 钢轨的 wC=0.5％～0.8％， 属于亚共析钢，在 AC1线(723℃)以下时，钢的内部组织是铁索体和珠光体，这种钢表面淬火后形成马氏体组织，具有很高的强度和硬度在焊接之前，钢轨先预热到 200～250℃，做一次低温回火处理，使焊缝部位的金属冷却后不开裂，这时硬化层的结构由马氏体向回火马氏体转变，使钢的内应力局部消除，韧性有所增加，而硬度几乎不降低，也可保证钢轨在预热温度下不变形如果预热温度过高，会使原表而硬化层的马氏体组织转变成其他组织，比如索氏体，导致钢轨硬度降低在钢轨对接焊时，随着焊接温度的升高，焊接部位的回火马氏体开始向其他组织转变焊接要间断进行，尽量减少焊接部位的热量，使钢轨焊接过程中始终保持 200～250℃的温度当这一部位焊接结束，如在空气中迅速冷却到200～250℃，回火脆性是经常遇到的问题。

对一般碳钢而言，马氏体开始形成温度为 200～350℃，而钢轨是含锰元素的合金钢，钢轨的马氏体形成温度应为 100～200℃这就要求钢轨全部对接焊接后，应加热到 200～250℃后在空气中缓慢地冷却，经过≥0.5h，温度从 200～250℃缓慢地冷却到室外温9度，这样焊缝金属才能逐步转变成马氏体组织由于焊缝部位合金与轨道整体缓慢冷却到室外温度，所以使焊缝部位的内应力减小，表面不产生裂纹另外，经硬度计测试，轨道顶部焊缝达到了轨道顶部表面原来的硬度，说明表面硬度也达到了要求十、质量安全保证十、质量安全保证钢轨接头不宜在低温环境内进行焊接工作，如在冬季施工时，应采取措施使钢轨接头在施焊与热处理过程中，避免急剧冷却现象；焊接技术人员也可根据成熟经验持证上岗，穿戴好劳动保护用品；焊接现场必须防止雨水和冰雪淋湿，风速不应超过 8m/s；必须有一定的防高空坠落和防滑措施其他未尽事宜参见《中华人民共和国铁道行业标准》TB/T 1632.1—2005参考文献】 《焊接与切割》 ； 《机械工人-热加工》 ； 《现行建筑安装规范》撰稿：潘辉审核：宗春光审批：李荐民日期：2013 年 6 月 20 日。