鋁熱焊施工技術(shù)

呂國(guó)濤

摘 要：鐵路是重要的陸上運(yùn)輸渠道，近些年來(lái)隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，國(guó)內(nèi)企業(yè)相繼走出國(guó)門去國(guó)外承接業(yè)務(wù)，沙特鐵路達(dá)曼至利雅得貨運(yùn)2號(hào)線的改造升級(jí)工程主體分78.4km和91km兩個(gè)項(xiàng)目。本文介紹了沙特鐵路營(yíng)業(yè)線改造鋁熱焊施工的關(guān)鍵技術(shù)。

關(guān)鍵詞：改造升級(jí)；鋁熱焊；工藝流程

中圖分類號(hào)：TG457 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

一、鐵路工程概況

沙特達(dá)曼至利雅得鐵路貨運(yùn)2號(hào)線的改造升級(jí)工程分78.4km和91km項(xiàng)目。2號(hào)線全長(zhǎng)556km，是連接沙特東西部交通的鐵路主干線，也是環(huán)GCC鐵路項(xiàng)目的沙特境內(nèi)段。本項(xiàng)目施工翻新全長(zhǎng)169.13km，分為28個(gè)翻新段。

鐵路線路每隔500m進(jìn)行一次應(yīng)力放散，放散后采用鋁熱焊進(jìn)行線路鎖定。

二、施工工藝流程及操作要點(diǎn)

1 工藝流程

鋁熱焊工藝流程如下：現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備→軌端處理→尖點(diǎn)對(duì)正→安裝砂?！A(yù)熱→澆注→拆模推瘤→粗打磨→精打磨→質(zhì)檢、編號(hào)、驗(yàn)收。

2 施工方法及工藝

（1）焊接前的準(zhǔn)備工作：做好焊接施工前的準(zhǔn)備工作對(duì)于確保焊接的施工質(zhì)量有著十分重要的影響。在焊接前的檢查中應(yīng)當(dāng)對(duì)焊接中所需要使用的工具、材料、設(shè)備等進(jìn)行仔細(xì)檢查，同時(shí)還需對(duì)工作所需要的材料進(jìn)行清點(diǎn)、分類、歸置便于查找，提高工作的效率。

將需要焊接的接頭處的夾板撤去，同時(shí)在鋼軌焊接接頭的兩端分別將3～6根鋼軌枕上的扣件去除，如果焊接機(jī)頭位于鐵軌的拐彎部分，則應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)去掉扣件的鋼軌枕數(shù)目以確保焊接效果。使用鋼絲刷或是其他工具對(duì)焊接接頭處進(jìn)行清理打磨，將表面的雜質(zhì)或是鐵銹等予以去除避免其對(duì)焊接造成影響。

在對(duì)焊接區(qū)段進(jìn)行檢查時(shí)注意確認(rèn)端頭鋼軌沒(méi)有出現(xiàn)裂縫，還要注意檢查軌頭有沒(méi)有塌陷問(wèn)題，如發(fā)現(xiàn)塌陷現(xiàn)象應(yīng)當(dāng)立即進(jìn)行鋸軌處理，鋸軌的端面應(yīng)當(dāng)垂直，避免內(nèi)斜，以達(dá)到將鋼水灌滿軌縫的效果，若出現(xiàn)外斜應(yīng)確保兩軌頭上下間距控制在23～27mm范圍內(nèi)。

（2）焊接場(chǎng)地的準(zhǔn)備工作：為了掌軌道溫度，在到達(dá)焊接現(xiàn)場(chǎng)后首先需要對(duì)軌溫進(jìn)行測(cè)量10分鐘，而后再進(jìn)行軌縫的調(diào)整。在焊接開(kāi)始前需要對(duì)焊接現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行全方位細(xì)致的檢查，不留安全隱患。并對(duì)待焊的鋼軌類型、焊劑是否匹配進(jìn)行檢查。并在鐵道外側(cè)挖掘一個(gè)深300mm的坑，可將完成鋼水澆筑后的坩堝等放置其中，避免其燙傷人員或物資。

（3）軌道的準(zhǔn)備過(guò)程：鋼軌的型號(hào)及重量與所使用的焊劑是否相對(duì)應(yīng)。為避免鋼軌在施工時(shí)產(chǎn)生的熱膨脹對(duì)施工質(zhì)量造成影響，應(yīng)使用拉軌器等對(duì)焊接接頭處兩端15m范圍內(nèi)的鋼軌進(jìn)行鎖定。

（4）鋼軌端頭的準(zhǔn)備事項(xiàng)：待焊鋼軌端頭處的垂直度應(yīng)在施工允許1.0mm的范圍內(nèi)，且從未被焊接使用過(guò)。

（5）調(diào)整鋼軌端頭：焊接之前需要將兩端鋼軌對(duì)正，確保鋼軌之間的尖點(diǎn)、間距水平對(duì)正和扭轉(zhuǎn)等參數(shù)符合規(guī)范要求。

（6）鋼軌間隙的調(diào)整：兩軌端的間隙應(yīng)控制在25±2mm范圍內(nèi)，在間隙調(diào)整時(shí)使用采用梯度式測(cè)距尺或采用端帶尺對(duì)兩端鋼軌的頭部和根部分別取點(diǎn)測(cè)量，確保這4點(diǎn)的尺寸都符合尺寸公差要求，一般控制在23mm～27mm公差范圍內(nèi)。

（7）尖點(diǎn)垂直對(duì)正：進(jìn)行焊接工作之前，為避免鋼軌焊接后出現(xiàn)焊頭凹陷，應(yīng)在鋼軌焊接前在兩端鋼軌上設(shè)置一個(gè)交點(diǎn)，同時(shí)還能對(duì)多出的余量進(jìn)行打磨。在鋼軌運(yùn)行表的正中間放上1m的靠尺，將水泥枕上兩個(gè)端點(diǎn)之間的縫隙控制在1.6mm。

（8）鋼軌水平對(duì)正：焊接前需對(duì)鋼軌進(jìn)行水平對(duì)正，使用直尺規(guī)對(duì)鋼軌的接頭兩端一定距離內(nèi)的軌頭、軌腰和軌底進(jìn)行測(cè)量，確保兩端與中心線水平對(duì)齊，如不平齊則進(jìn)行一定的調(diào)整。

（9）扭轉(zhuǎn)：焊接時(shí)要同時(shí)對(duì)直軌頭內(nèi)側(cè)表面和軌肋的底部。如不對(duì)直則可以采用鋼軌對(duì)正架、鋼軌對(duì)正架梁或是對(duì)正桿來(lái)對(duì)鋼軌的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整過(guò)程需要反復(fù)多次確保調(diào)整效果，調(diào)整時(shí)為確保參數(shù)的準(zhǔn)確性與可靠性應(yīng)避免對(duì)鋼軌進(jìn)行踩踏。

（10）砂模的準(zhǔn)備：在砂模安裝前對(duì)鋼軌接頭處理進(jìn)行去打磨處理，并將砂模安裝前在鋼軌兩側(cè)重復(fù)輕輕摩擦幾次，增強(qiáng)兩者之間的貼合效果。若發(fā)現(xiàn)斷面缺陷等問(wèn)題應(yīng)立即去除確保對(duì)砂模進(jìn)行精準(zhǔn)定位。砂模安裝時(shí)要注意確保其中心線與鋼軌的軸線的平行度以提高安裝效果。并在砂模的出料口及夾具螺紋處抹上防漏泥。

（11）預(yù)熱：在焊接開(kāi)始前對(duì)待焊鋼軌進(jìn)行一定的預(yù)熱，主要作用是增強(qiáng)砂模和鋼軌的溫度，同時(shí)去除砂模里的剩余濕氣。預(yù)熱時(shí)注意做好鋼軌溫度的測(cè)量與控制，加熱時(shí)將加熱器放置在支架上，將加熱噴嘴咀與砂模中心對(duì)齊，在砂模的邊緣放置好分流塞，加熱采用氣焊噴加熱，調(diào)整好焊嘴火焰后將加熱的時(shí)間控制在5min以內(nèi)。預(yù)熱中要注意保護(hù)砂模壁，并注意檢查各處的防漏泥工作是否良好。

（12）在預(yù)熱前或預(yù)熱時(shí)準(zhǔn)備好焊藥包：仔細(xì)檢查好焊藥包有無(wú)潮濕或破損現(xiàn)象。要確保坩堝整潔沒(méi)有破裂。底端的中間點(diǎn)是自熔塞的安全部位。必須確認(rèn)好炸藥包的干燥性和密封性才能打開(kāi)，堅(jiān)決不能使用已經(jīng)結(jié)塊的炸藥包，以免對(duì)焊接場(chǎng)地和人員帶來(lái)危險(xiǎn)。

（13）澆注焊接：進(jìn)行澆筑焊接前，焊工要做好安全防護(hù)措施，預(yù)熱工作完成后，找準(zhǔn)砂模的正中央位置，把一次性坩堝放好，點(diǎn)燃焊藥的時(shí)間必須控制在半分鐘內(nèi)，并且要注意將引火芯插入焊藥中最深為25mm。對(duì)鋼軌進(jìn)行澆筑時(shí)，要提前準(zhǔn)備好兩條沾滿防漏泥的短棒，分別放置在鋼軌的兩邊。注意任何人員在澆筑過(guò)程中不要出現(xiàn)在焊接范圍的軌枕上以免出現(xiàn)危險(xiǎn)。當(dāng)廢渣停止留出時(shí)再開(kāi)始計(jì)時(shí)。

（14）拆除砂模與推瘤：砂模的拆除工作必須在移除廢渣盤和一次性坩堝后進(jìn)行，時(shí)間是在澆筑工作完成五分鐘后；六分半鐘之后，為了更好地對(duì)焊接頭進(jìn)行打磨處理，要將軌基處多出來(lái)的焊料做成彎狀，再把突出的焊料去掉。

（15）熱打磨：只有做好熱打磨工作才能順利恢復(fù)車輛通行，保證交通安全。在進(jìn)行熱打磨的時(shí)候，首先檢查焊工人員是否配備安全防護(hù)措施，保證焊頭金屬要大于鋼軌踏面0.8mm的高度。焊頭的兩側(cè)要與鋼軌的內(nèi)外側(cè)保持平行度和齊整度。為了使焊頭迅速冷卻，澆筑工作完成一刻鐘及時(shí)拔除楔子。

（16）冷打磨：冷打磨主要作用是更好地驗(yàn)收焊頭。澆筑完60分鐘后可開(kāi)始冷打磨工作，首先去掉軌基抬高器，仔細(xì)觀察好尖點(diǎn)位置，打磨鋼軌表面達(dá)到整體水平的效果，為避免鋼軌淬火情況出現(xiàn)，一定不要在任何一段鋼軌上打磨過(guò)度，技術(shù)檢測(cè)符合要求即可。

（17）收尾：徹底清理焊凸緣，去除毛刺，使施工現(xiàn)場(chǎng)干凈整潔。

（18）質(zhì)量檢測(cè)與編號(hào)：焊接完畢后，立即進(jìn)行焊頭表面平直度檢測(cè)和超聲波探傷，在焊頭附近軌腰處進(jìn)行焊頭編號(hào)。

參考文獻(xiàn)

[1]張寶猛.鋁熱焊焊接常見(jiàn)的缺陷、成因及其質(zhì)量控制[J].國(guó)防交通工程與技術(shù)，2012（03）.

[2]盧鋮昀.鐵路鋪軌工程中的鋁熱焊施工[J].四川建筑，2012（03）.

[3]高松福.提高鋼軌鋁熱焊接頭性能研究[J].中國(guó)鐵道科學(xué)研究院，2010.