铝热焊质量管理办法.docx
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铝热焊质量管理办法
中铁十六集团京沪高速铁路三标段项目部
济南铺轨分部
轨道工程
铝热焊质量管理办法
2010-4-24发布2010-4-27实施
轨道工程
铝热焊质量管理办法
编制人：
审核人：
批号：
施行日期：
2010年4月27日
编制单位：
2010年·济南
铝热焊质量管理办法
一、编制依据
《钢轨焊接第1部分通用技术条件》TB/T1632.1-2005
《钢轨焊接第3部分铝热焊接》TB/T1632.3-2005
《客运专线无砟轨道铁路工程施工质量验收暂行标准》（铁建设【2007】85号）
二、概况
中国水电集团京沪高速铁路土建工程三标段项目经理部铺轨工区承担泰山西站、曲阜东站正线道岔、到发线道岔的焊接任务，其中正线道岔16组，涉及钢轨型号为R350HT、包钢U71Mn（k）、鞍钢U71Mn（k），型式实验种类为R350HT+包钢U71Mn（k）、包钢U71Mn（k）+鞍钢U71Mn（k）、鞍钢U71Mn（k）+鞍钢U71Mn（k）、R350HT+鞍钢U71Mn（k）四种，到发线道岔13组，涉及钢轨型号未知。
根据《客运专线无砟轨道铁路工程施工质量的暂行标准》第14.3.1条的规定，道岔内及两端与线路连接的钢轨锁定焊采用铝热焊焊接。
我单位计划采用焊剂为施密特公司产品。
在设计锁定轨温范围内，焊接顺序为先直后曲导轨，再焊接岔内转辙器基本轨，然后与区间焊联，最后焊接尖轨。
道岔尖轨焊接及与相邻无缝线路的焊联在设计锁定轨温范围内进行。
三、目的
为确保铝热焊焊接质量，使铝热焊焊接一次合格率达到100%，编制本质量管理办法。
四、适用范围
本办法适用于中国水电集团京沪高速铁路三标段铺轨工区（中水十三局）泰山西站、曲阜东站道岔铝热焊接质量管理。
五、管理机构
为确保铝热焊焊接质量，成立质量管理机构。
管理机构框图如下：
铝热焊管理机构图
六、铝热焊作业流程及质量要求
见下图：
铝热焊工艺流程图
铝热焊工艺流程图
1）、准备工作
a.出发前必须安排专人根据焊接清单清点全部施工物品，以免少带、漏带影响施工。
b.对施工设备、燃气瓶等进行检查，确保使用时安全可靠。
c.从焊缝两侧钢轨开始，每一侧松开2-4组扣件，然后至少将50米范围内的钢轨扣件按规范锁紧，并在焊缝两侧各第一个锁紧扣件处的钢轨上，做划线记号，以便观察钢轨是否移动，然后才可以进行铝热焊接。
2）、轨端干燥
砂型安装前需用预热枪对焊缝两侧1米范围内钢轨进行加热干燥，充分除去钢轨表面水分。
3）、轨端除锈去污
a.在距轨端50mm范围内，用角磨机和钢丝刷对焊接钢轨的端面、轨头、轨腰和轨脚进行打磨清污除锈，要特别注意将轨底打磨清洁干净。
b.打磨完成后，轨头端部边缘需倒角1mm×45°。
4）、对轨
以轨脚处为基准，控制轨缝宽度为27mm-30mm。
a.水平调整：
用一米直尺分别检查焊缝两端钢轨头、轨腰、轨底是否平直。
如有偏差，用对轨架或者钢楔子对轨端高度进行调节，轨头侧面以行车面为基准进行调整。
b.尖点调整：
将一米直尺自由放置在轨顶，使其中点与焊缝中点相重合，用对轨架和楔子对轨端高度进行调节，使直尺的两个端部与轨底之间的间隙为1.5～2mm。
5）、夹具安装
a.夹具应安装在上风方向，避免逆风安装导致火焰灼伤预热系统。
b.调整预热枪管与轨面平行。
c.用多用塞尺设定万能加紧装置安装位置和预热枪高度，预热枪头高度一般设为40mm。
6）、砂型安装
a.确认砂型无裂痕、无缺损、无受潮，否则不能使用。
b.砂型浇注孔略作修整，防止预热和浇注时砂粒脱落，造成焊接夹杂。
c.必要时，将砂型贴合钢轨侧面进行左右摩擦，使砂型与钢轨装配处紧密贴合。
7）、封箱
封箱是铝热焊操作过程中，比较关键的步骤，应高度注意，如果封箱发生问题，很容易造成泄漏钢水的焊接事故。
a.盖上砂模盖，防止砂粒等杂物落入焊缝型腔内，造成焊接夹杂。
b.首先对轨底、轨头处缝隙用封箱砂塞紧压实，然后整体封箱，用捣实棒将所有缝隙捣紧捣实。
c.在砂型顶端，两侧模板之间的封箱砂要填满砂型凹槽，防止浇注时钢水从两砂型之间的侧缝处淌出。
d.将侧模板顶端的边耳，覆盖上封箱砂以保护侧模板。
e.试放分流塞，如果过紧，进行适当修锉。
f.封箱结束后，焊接负责人应仔细检查封箱是否达到规定要求，以确保焊接成功。
g.将灰渣盘安装在侧模板的挂壁上，要挂稳落位，以避免熔渣流入时灰渣盘发生倾斜甚至脱落。
8）、预热过程的控制
a.预热气体压力参数
预热气体压力参数表
预热参数系列
预热枪高度（mm）
气体压力（Bar）
氧气
丙烷
A系列
40
3.5
5.0-6.0
B系列
40
4.5
4.0-5.0
C系列
30-35
5.0
2.0
b.火焰调节：
先微开预热枪的氧气阀门，3秒钟后微开燃气阀门，再点火。
然后交替开两大阀门，直到氧气阀门完全打开为止。
c.调节燃气阀门，控制火焰形态，使蓝色的焰心长度保持在15～20mm范围内，此时火焰为中性火焰。
提示：
在火焰调节过程中，时刻观察氧气和丙烷工作压力是否符合参数要求。
d.用预热枪对两个灰渣盘稍作烘烤，除去灰渣盘可能带有的水分。
e.将预热枪安置在预热枪支座上，调节枪头垂直并在焊缝中的位置呈前后左右置中，火焰喷出浇注孔，开始预热计时。
f.密切关注整个预热过程，特别是轨腰受热颜色的变化，预热完成时，轨腰的温度为950～1000℃，其颜色为亮黄色。
g.预热过程中，需要对分流塞作适当烘烤预热除去水分。
h.预热完毕，撤除预热枪，先关闭燃气阀门，3秒钟后关闭氧气阀门。
9）、坩埚的使用
a.打开一次性坩埚的封盖，确认坩埚壁、自熔塞完好无损，清理并倒出坩埚内浮砂。
b.确认焊剂袋无破损，将焊剂反复倾倒三次，混合均匀后倒入坩埚中，使其顶部成锥形，此时可以把高温火柴放置在坩埚内的焊剂上面。
c.预热完成后，立即将坩埚安置在砂型侧模板顶部定位片内，取出坩埚内的高温火柴，在红热状态下的砂型浇注孔内将其擦燃，然后轻而稳地将高温火柴三分之二长度插入焊机锥形顶部，点燃焊剂，迅速盖上坩埚盖，所有人员退离到3米以外安全距离。
10）、焊剂反应
记录者观察焊剂反应状况，当坩埚盖孔一出现明火时，为焊剂开始反应时间；一旦明火迅速萎缩，则为焊剂反应结束时间。
焊剂反应从开始到结束之间的时间间隔为焊剂反应时间，焊剂反应时间一般为6～18秒。
11）、拆模
a.浇注完成后2分钟，移去坩埚，将其放在干燥、无易燃物的地方，然后移去灰渣盘，并将灰渣倒入坩埚中。
b.浇铸完成后4分30秒钟，拆除模板和万能夹紧装置。
在拆除模板的过程中一定要小心，不要晃动砂型，更不能拉裂砂型，以免影响以免影响焊缝金属的正常结晶。
甚至导致砂型开裂，钢水流出。
c.拆除模板后及时将轨面清理干净，防止推瘤时残渣拉伤轨面。
12）、推瘤
a.浇注完毕7分30秒，除去轨头砂型。
b.7分40秒开始推瘤。
c.推瘤完成后，用撬棍将浇注棒向外侧下方扳曲，便于下一步进行热打磨。
d.浇注完毕20分钟以后，才能打掉浇注棒。
13）、打磨
a.推瘤完成后，可立即进行粗打磨，以节省施工时间。
b.焊头温度降至300℃以下时才能放车通行，焊头冷却期间，不得采取浇水等手段进行强制冷却。
c.焊头冷却至环境温度后，进行精打磨，经打磨标准按铁道部TB/T1632.3-2005《钢轨焊接第3部分：
铝热焊接》规定的技术条件执行。
14）、完成焊接
a.焊接完成后，将熔渣、废钢料、废砂型等清理干净，装入反应后的废坩埚内，撤离工地时带到指定的场所处理，不得丢弃在施工现场，造成对铁路沿线的垃圾污染。
b.将焊接点涂抹油，做好标记，拆除对轨架或钢楔子，按规范要求恢复轨道正常的通车条件。
c.做好焊接记录，存档保管。
七、质量控制
钢轨接头焊接质量通病，主要是钢轨接头焊接后，经探伤检查不合格。
产生原因主要为焊接参数不适宜，焊工操作技术不当，为此采取以下预防及控制措施：
1）、坚持持证上岗，我单位计划采用施密特铝热焊，必须经施密特厂家培训通过考核后方能上岗作业，并在施工期间不随意更换。
2）、坚持实验为先，焊轨正式施工前，通过试验确定焊接参数，在转换新轨型时、进行焊接工艺参数调试时、或周期性检验的结果不合格时，进行型式检验，主要试验内容有：
落锤、静弯、拉伸、疲劳、硬度、冲击韧性、延伸率、晶相、探伤等试验项目，并由质量监督部门出具型式试验报告，合格后方可开始或继续焊接。
3）、停焊15天以上，正火工艺参数调整后，进行周期性检验。
4）、配备专职质检员，进行外观检查，主要内容包括：
钢轨纵向打磨平顺，不得有低接头；轨底上表面焊缝两侧各150mm范围内应打磨平整，焊缝两侧各100mm范围内不得有明显压痕、碰痕及划伤等缺陷。
轨顶面0～+0.2mm、轨头内侧工作面0~+0.2mm、轨底0~+0.5mm。
5）、焊接时严格执行工艺参数，在钢轨对正前除锈彻底，焊后正火严格控制正火温度，四向校直及焊后精磨的平直度符合要求，对每个焊头均进行探伤和外观检验，不合格的进行处理。
八、关键点控制：
如果砂型与钢轨配合不良，可能会造成钢水泄露的焊接事故。
●安装砂型时，浇注孔要对准焊缝中心，并与轨底垂直，以确保焊缝两端钢轨特别是轨底预热均匀。
●安装三片模底模板时，底模一定要前后、左右对中、并且要紧贴轨底。
●第一片砂型安装完毕后，在轨头处放置白卡纸并塞紧缝隙，然后合上第二砂型。
放置时，白卡纸必须露出侧模板。
白卡纸燃烧后，会形成碳膜可以保护轨面。
●锁紧夹具时，应由一人完成，使两侧均匀加紧。
●对轨保证平顺。
●打磨符合规范要求。
●正火要保证气体压力。
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