无缝线路焊接施工工法.docx

换铺无缝线路闪光对焊与铝热焊相结合焊接施工工法中铁十五局集团公司宁夏宁东铁路工程工程经理部 齐超会 赵丰第一章 前言无缝线路(continuous welded rail)用焊接长轨条铺设的轨道，因为长轨条没有 轨缝而得名我国铁路焊接长钢轨工作始于1957年，是由捷克铁路引进了电弧焊法焊 接长钢轨技术至1963年电接触焊机由铁道科学研究院相继研究成功至20世纪90 年代，我国不但有自己的焊接专业技术，还能向国外提供先进焊机设备2009年，铝 热焊技术首次被我单位应用于大古线换铺无缝线路工程，2010年我单位施工的大古线 换铺无缝线路工程被业主单位评为优质工程，工程部被业主单位评为优秀工程部2011 年我部承建的古羊枣线换铺无缝线路工程首次使用闪光对焊与铝热焊相结合工艺，使得 整体工程在质量、平安、工期得到很好的保证第二章 工法特点2.1采用的成套施工机械设备处于国内领先焊接工艺采用的铝热焊及闪光对焊工艺引进世界上先进的机械设备，铝热焊材料 及其设备全部引进于德国，并且闪光对焊工艺是引进德国最新焊轨车，此焊轨车设备 昂贵，精密度高，在西北地带数量极少2. 2优点鲜明，操作简单闪光对焊车优点是行走方便，可单独行走，不需轨道车牵引，焊接过程全自动作 业，精密度高；现场施工铝热焊设备简单，易于操作，适合工地流动作业，焊接时间 短等。

2. 3加快施工进度，提高质量换铺无缝线路属于既有线施工作业，每天在业主给定天窗点内施工，传统现场焊 接接头全部采用铝热焊的方法，每个接头焊接时间为30分钟左右，并且只能在换轨 工序完成后进行焊接，在时间少，作业程序限制的前提下，提前一天将长钢轨进行闪 光对焊焊接施工，很好的加快了施工进度而闪光对焊焊接是把同一种材料焊接在一 起，与铝热焊工艺相比，极大的提高焊缝质量，为以后的维修保养带来了很大便利第三章 适用范围闪光对焊适用于长度大于100m钢轨的无缝线路，换铺无缝线路施工时，需提前将长钢 轨卸于线路两侧，且只能在下一个换铺区段内焊接，以保证换轨车换轨时作业效率铝热焊 适用于无缝线路换铺完成后，合拢口以及剩余接头焊接两种焊接方法相结合进行施工适用 于50Kg/m, 60Kg/m, 75Kg/ni无缝线路换铺施工第四章 工艺原理4. 1闪光对焊焊接闪光对焊焊接时，两个钢轨端面接触，通过端面的接触点导电，由于导电面积的突然减 少，造成电流线弯曲及收缩，从而形成电阻极大的接触电阻，通过接触电阻产生的电阻热加 热钢轨端部，当温度到达一定程度时，钢轨接触面的金属熔化形成液态金属层，通过外加纵 向力挤出液态技术，并使高温金属产生塑性变形，在结合面产生共同晶粒，获得致密的热锻 组织形成对接接头。

4. 2铝热焊焊接4.1.1 钢轨铝热焊的原理钢轨铝热焊是利用铝和氧化铁在化学反响过程中释放的大量热量熔化金属，使金属之间 形成熔接或堆焊铝热化学反响是氧化还原反响，主要反响产物为液态铝热钢和氧化铝熔渣, 铁元素被还原成具有高温的铝热钢水，铝被氧化成氧化铝熔渣铝热焊化学反响的表达式为3FeO+2 AI=3Fe+A12O3+199.5kCalFe2O3+2AI=2Fe+A12O3+99kCal3Fe2O3+8AI=9Fe+4Al203+773.3kCal钢轨铝热焊接就是将铝粉、氧化铁和其他合金添加物配制成的铝热焊剂放在特制的反响 生期中，用高温火柴点燃引发铝热反响在反响过程中，放出大量的热熔化合金添加物，与 反响合成的铁形成为钢液，由于其密度大沉于生期底部，反响生成的熔渣较轻而浮在上部, 在很短时间内，高温的铝热钢水熔化用烟底部的自熔塞，浇铸到与钢轨外形尺寸一致的砂型 和局部预热待焊钢轨形成的封闭空腔中，同时铝热钢水本身又作为填充金属，与熔化的钢轨 共同结晶、冷却，将两段钢轨焊成整体4.1.2 工艺装备⑴制作砂型设备：烘干箱、磨具等⑵制作砂型原料：石英砂、膨润土、水玻璃⑶制作砂型成品：砂型、砂芯、排渣砂槽、珀烟等。

⑷热源及预热设备：热源一氧气、丙烷、乙快工具一预热具、点火枪、秒表等⑸焊接材料：焊剂、高温火柴、封砂箱⑹其他：锯轨机、推凸机、砂轮、大锤、平锤等第五章施工工艺流程及操作要点5. 1闪光对焊5. 1. 1闪光对焊施工工艺流程钢轨焊前检查一矫直钢轨一焊前除锈一焊接和推凸一粗磨一焊后热处理一焊接接头矫 直一焊接接头编号6. 1.2闪光对焊操作要点钢轨焊前检查首先应剔除有严重锈蚀、裂痕、重皮、夹渣、偏析等不符合要求 的钢轨同时应保证焊接用钢轨长度不小于9m,为满足长钢轨焊接需要，可加焊不小于6m 的短轨矫直钢轨在焊轨前，必须对钢轨的垂直面和侧工作面进行调直调直重点在轨 端1m范围内，并用1m直尺检查，保证其矢度不超过0.5mm5.1. 2. 3焊前除锈调直好的钢轨在焊接前进行端面除锈工作用除锈打磨机打磨掉650mm 范围内外表，用砂轮打磨机打磨钢轨轨腰两侧650mm范围内外表，直至打出金属光泽如遇 轨腰部位有钢号，必须磨平焊接和推凸焊接过程可以分为钢轨固定、加热、顶锻、推凸固定钢轨时轨缝 应为广2mm，焊缝位置以去瘤刀面为基准，轨端外漏25nlm加热、顶锻、推凸过程为全过程 自动化控制，焊接过程中各操作人员应认真观察，不得离开操作岗位。

5. 1. 2. 5粗磨将轨头顶面和两侧面、轨底角上外表及轨底角底面的残瘤及全部毛边除尽, 保持轨顶面圆弧局部形状不得出现发黑和发蓝现象打磨时，砂轮片不得跳动，打磨后表 面光滑平整焊后热处理为使焊缝处由于焊接高温行成的粗大金属晶粒细化，使珠光体金属 组织奥氏体化，从而提高钢轨的韧性和塑性，减少应力，增加抗脆裂性能，需对钢轨进行正 火处理正火处理时钢轨焊头温度低于5001方可重新进行加热轨头外表加热温度不超过950℃,轨底角加热的外表温度不低于820℃正火温度采用测温仪测量，并做好正火温度测 量记录5.1. 2.7焊接接头矫直当焊接接头温度低于400 °C后，进行焊接接头矫直工作5. 1.2. 8焊接接头编号焊接结束后，应对焊接接头进行编号编号前，在焊头前方2m 处轨腰上将钢轨外表除锈，与其上先涂防锈漆，再涂上白色油漆标出编号书写字迹应清晰、 工整、并能保持长久5. 2铝热焊施工5. 2. 1长轨焊接施工工艺流程5. 2. 2操作要点5. 2. 2. 1 预热将预热器放在预先定位好的预热支架上，并将预热器在砂模中迅速居中定位，火焰调节 好后，立刻按下跑表计时加热6分钟后，将分流塞放在砂模边缘上进行加热。

在规定的时 间结束之后，撤走预热器，预热正确完成5. 2. 2. 2 浇注预热完毕后，将分流塞放入顶部的入口内，将一次性生烟放置在砂模的正中央，点燃高 温火柴，燃烧焊剂由自熔塞自动进行浇注，至废渣停止流动，按下跑表开始计时5. 2. 2. 3 拆模当浇注完毕5分钟后进行拆模移走灰渣盘及一次性地烟，拆掉砂模夹具、夹板及金属 底板，用热切除凿划去焊头的顶部，除掉冒出的焊料，将钢轨运行外表已变干的封箱泥稍加 清理1.2. 2.4 除瘤浇注完毕6分半钟后进行除瘤，采用双向手动液压推瘤机除瘤，方向与钢轨纵向相同， 最低处严禁凹入钢轨外表，留茬高度超出原轨外表1〜3mm将多余的焊料切除掉，将轨底 处冒出的焊料打弯，以便于打磨的进行5. 2. 2. 5焊缝打磨焊缝打磨采用专用打磨机或手砂轮进行，对轨顶、钢轨工作面、轨底、两轨底角进行打 磨打磨时，砂轮沿钢轨长度方向运动，严禁垂直钢轨长度方向打磨将焊料顶部外表打磨 至距轨面1mm左右，将钢轨头部两侧与轨面过度的圆弧处打磨至与既有钢轨齐平，将钢轨的 内外侧打磨至与既有钢轨齐平浇注15分钟后去掉对正架，浇注30分钟后去掉起轨器浇 注完毕1小时后进行焊缝冷打磨，目测尖点（垂直对正），对钢轨外表进行冷打磨使其整体 平齐。

第六章材料、设备及劳动力组织6. 1本工法所需机具设备如表6. 1 o表6. 1机具设备一览表序号名 称型号数量（台）1轨端清理刷面机MBS-14-L12焊轨车（含配套设备）13精磨机MMA-1414小型发电机16. 2本工法劳动力组织表6. 2o5端头打磨机GDM-1. 116推瘤机EGH217拉伸器TR7528撞轨器自制29轨温表SWG-11410铝热焊焊药（含配套设备）德国111钢轨锯轨机德国1表6. 2工地焊接长钢轨劳动力组织表序号工序及岗位单位 （人）人员配置说明1焊轨队长2铝热焊与闪光对焊焊接队分工明确2轨道车司机43焊轨车操作1轨道车与移动焊轨车联挂4除锈、锯轨3钢轨除锈5正火36打磨2手砂轮和仿型打磨机各1台7探伤28质量检查及喷号29防护2线路两端10普工50拆卸扣件、安拆其他等11值班电工及机修工2包括锯轨等12调车人员1合计74第七章质量控制7.1施工时应严格执行以下标准、规范：7. 1. 1《钢轨焊接接头技术条件》TB/T 1632.8. 1.2《客运专线铁路轨道工程施工技术指南》TZ 211o7. 1.3《客运专线铁路轨道工程施工质量验收暂行标准》（铁建设[2005] 160号）。

8. 2施工中应严格遵守以下质量控制要求：钢轨焊头均采用便携式超声波探伤仪进行探伤，钢轨探伤前将焊缝处温度冷却到50℃ 以下淋水冷却时的钢轨温度不得高于250C,钢轨焊头不得有裂纹、气孔、夹磴等有害缺 陷超声波探伤仪在使用前用比照试样校准，并认真填写探伤记录，发现缺陷及时汇报，进 行处理，防止不合格焊头出现钢轨焊头采用超声波探伤仪对焊缝进行内部质量质量检测合格后，采用1米直尺、精密塞尺进行外观质量检测，有缺陷的焊头及时处理第八章 平安措施8.1在施工过程中应严格遵循以下标准、规范：8. 1. 1《铁路工程施工平安技术规程》TB 10401. 1, 10401. 2.8. 1.2《建筑机械使用平安操作规程》JGJ 33.9. 2施工过程防止飞溅金属造成灼伤和火灾清渣必须在去瘤前结束，否那么，推瘤时可能将清渣工具挤入轨头，损伤焊头或伤人第九章 环保措施本工法施工影响主要涉及废弃物、热污染二个方面，应采取相应的防止措施9.1 施工现场废料处理措施施工现场废料及垃圾采取集中堆放，统一处理，防止对环境造成污染10. 2降低热污染的措施施工地点选择通风处第十章效益分析11. 1社会效益我国铁路列车速度与轴重不断增加，从而对线路的要求越来越高，未来需要铺设大量的 无缝线路。

本工法解决了换铺长轨时铝热焊接头过多，造成的平安隐患，而且也提高了施工 效率，具有良好的社会效益12. 2技术效益本工法实施的钢轨接头完全满足《钢轨焊接接头技术条件TB/T 1632》的技术要求，具 有良好的技术效益10. 3经济效益本工法设备自动化程度高，需要操作人员少，施工进度快，减少了铁路天窗点的时间和 天窗数量，从而使既有铁路线路开通的时间延长，为铁路的运营带来相当利润，具有良好的 经济效益第十一章应用实例10.1 本工法应用于大古铁路换铺无缝线路工程本工法成功的应用于我单位承建大古铁路大坝至古窑子区间换铺无缝线路工程,总体质 量合格。