U71Mn钢轨手弧焊工艺的探讨.docx

U71Mn 钢轨手弧焊工艺的探讨摘 要】 本文介绍了一种材质为 u71mn 的车间起重机行走钢轨的手弧焊工艺关键词】 u71mn 钢轨 手弧焊1 简介某设备制造公司车间内起重机行走钢轨有qu38型、qu80型、qul00 型三种规格，采用压板安装于混凝土横梁上，设计要求钢轨采用焊 接连接钢轨材质为 u71mn2 焊接性分析2.1 焊接性能u71mn 钢为高碳珠光体钢，具有强度高、耐磨性好的特点，是我国主干线铁路钢轨主要使用的钢轨型号之一由于u71mn钢含碳量 较高，达到 0.7%左右，属于高碳钢，碳当量为0.94，焊接性能较 差，特别是在焊接热循环的作用下，热影响区的粗晶区是焊接接头 薄弱的部位，这个部位会发生晶粒长大，使组织脆化，韧性降低， 容易产生焊接裂纹u71mn钢化学成分和力学性能见表12.2 现场条件钢轨焊接工作在混凝土横梁上完成，操作空间狭小，保证作业的 安全是值得特别关注的问题3 施工准备3.1 钢轨的处理（1）钢轨在鱼腹式混凝土梁上就位前应调平调直，满足规范要求2) 施焊前，钢轨端部20mm范围内清理干净油、锈、毛刺及泥 土污垢至露出金属光泽3.2 焊接夹板的准备(1) 准备200mm X 100mm X 20mm的紫铜t2垫板2块。

2) 轨头紫铜托板的准备托板按 qu38、 qu80、 qu100 三种钢 轨轨头的形状加工成形各2对托板宽80mm成型前在板中刨槽， 槽宽16mm、深5mm呈圆弧形，托板成型后形状为，与轨头外侧吻合 无明显间隙3) 紫铜托板弹簧钳加工焊接过程中为了固定托板，须用-40 X5扁钢或卩12圆钢加工6个形弹簧钳3.3 保温箱制作尺寸800mmX400mmX 400mm，采用厚度1.2mm以上的铁板制作 保温箱从宽度方向做成两半，合拢后恰好将钢轨包在箱体中间3.4 技术准备( 1)施焊前进行焊接工艺评定，合格后按工艺施焊2)施焊前组织参加施工的所有有关人员学习相关的“安装施 工方案”及有关标准、规范；技术人员对班组进行详细的技术交底 和安全技术交底，做好书面记录，并签字确认 3)正式施工前组织焊工进行试焊操作练习4 焊接工艺及要求4.1 施工程序轨道清理、打磨f钢轨组对一预热一钢轨焊接f焊后回火处理f 焊后检查一钢轨焊接接头的磨平处理4.2 轨端清理、打磨钢轨调平、调查就位后，在组对前将要组对的钢轨的端部20mm 范围内的油、锈、水、泥土污垢清理干净，坡口内清理至出金属光 泽，将毛刺打磨平整。

4.3 钢轨组对（1） 在焊接过程中钢轨接头会因焊接而产生变形，为此，利用 反变形原理在焊接前钢轨组对时将钢轨端头垫高40mm，以保证在焊 接完成后钢轨保持平直，组对按照图1 所示进行2） 组对组对间隙以轨底间隙为标准当钢轨端头无坡口时 间隙为12mm；当钢轨端头有坡口时间隙为5mm3）钢轨的固定钢轨端头垫起40mm后，利用已制作好的钢轨 压板，拧紧螺母使钢轨固定在行车梁上，每一钢轨接头附近设置4 处固定点当轨底部分焊接完后，松开压板，将钢轨端头垫起高度 降低到20mm，再拧紧螺母同时焊口部位用钢垫板填平当轨腰部 分焊完后，拆除全部垫板并松开压板，此时钢轨接头处应有很小的 上跷值在施焊过程中，根据钢轨恢复平直的情况，决定是否再拧 紧压板螺母在调整固定钢轨接头时，除了保证端头间隙的尺寸以 外，还必须保证两根钢轨端头对齐，不得有歪扭和错开等现象在 焊接前和施焊过程中，随时检查两根钢轨中心线的位置在一条直线 上，防止焊接完毕的轨道弯曲现象的发生4.4 预热两根钢轨端头预热范围为80〜100mm，预热温度为250°C，采用 氧-乙炔火焰、7 号喷嘴围绕轨头、轨腰和轨底反复进行加热，达到 预热温度即开始焊接。

4.5 钢轨焊接工艺(1)焊接方法：手工电弧焊2) 焊机：逆变式直流焊机z7-400 (igbt),直流反接3) 焊接材料：采用e7515 (j707)焊条，焊前按产品说明书进 行烘干4) 焊接顺序：轨底焊接一轨腰焊接一轨头焊接一周围修补焊5) 焊接夹具见图 1(附图) 6)每个钢轨接头的焊接，安排电焊工、气焊工和清渣配合工 各一人，气焊工负责预热与回火处理，电焊工负责焊接操作，清渣 配合工负责清理焊渣、紫铜托板的清理、回火处理保温箱的安装及 其他配合性工作7) 钢轨底部焊接：焊接第一层焊缝时，焊接电流稍大，为 180〜200 安培，保证焊透和排渣；以后每层焊缝焊接电流为 160〜180 安 培每焊完一层焊缝，必须立即将焊渣清理干净并立即继续施焊至 轨底焊接完毕轨底焊完后将紫铜托板紧贴轨头两侧，托板上的槽 与钢轨间隙对正，采用 150〜170 安培的焊接电流，从轨腰的下部 向上施焊每焊一根焊条，立即取下紫铜托板清除焊渣，夹板用水 冷却并清除粘附的熔渣后，重新贴在轨头两侧继续焊接直至轨头焊 完最后对焊缝周围未焊饱满的位置进行补焊8）钢轨焊接注意事项：1）施焊轨底的每层焊缝时，保证使用 一根焊条一次焊完，中间避免接头或断弧。

2）前后两层焊缝的施 焊方向相反3）每个钢轨接头的焊接必须连续作业直至焊完整个 接头4）焊接中途因故长时间停焊时，在每次焊接前必须重新进 行预热5）焊接过程与回火处理过程中，必须避免接头受水淋或 急剧冷却现象9）焊后热处理钢轨焊接完后，立即将电加热片和保温箱安装好并装满石棉粉，将钢轨接头两侧各100mm范围加热至600〜650°C，达到热处理温度后恒温1小时，使接头缓慢冷却至室温4.6 焊后检查当钢轨接头缓冷到室温后，拆除保温箱，将接头表面的石棉粉清 理干净，检查接头表面焊接质量，用着色方法检查有无表面裂纹， 若无则表示接头焊接合格4.7 焊接接头的磨平处理钢轨焊后检查合格后，对轨头的顶面及两侧面的焊缝进行磨平处 理，先用手持电动砂轮将焊接打磨到与轨头平齐，然后用锉刀或细 砂纸将表面打磨光滑，清理大的刻痕4.8 焊接接头底座安装焊接完成应在轨道接头底部垫放400*300 钢板，并在两边焊挡铁各一块，钢板用m10*120膨胀螺栓固定5 安全保证措施（1）对所有参加施工的人员进行入场三级安全教育，并坚持周 一安全例会制度2）施工前技术员对班组进行详细的安全技术交 底3）施工班组必须坚持做好班前安全活动。

4）操作人员必须 佩带安全帽、穿戴好劳保用品上岗5）焊接操作部位临空的一面 必须设置足够的作业平台和高度 1.2m 的护栏6）操作人员高处 作业必须系好安全带7）操作部位的工具物品必须放置稳当，防 止坠落伤人8）乙炔减压阀必须安装回火防止阀，氧气瓶、乙炔 瓶防止爆晒并分类存放，使用时放置相距5m以上6 结语对于接头数量不大的工程，手弧焊因其操作灵活方便而具有一定 优势施焊前做好充分的准备，施焊过程严格执行工艺并及时进行 检查，保证预热温度和焊后热处理温度是保证钢轨焊接质量的关 键参考文献：[1]中国机械工程学会焊接学会.焊接手册，机械工业出版社， 2001.[2]杨锦辉.u71mn钢轨道焊接工艺探讨.广东科技，2008.。