铝热焊作业指导书

新建哈尔滨至大连

铁路客运专线TJ-1标铝热焊施工作业指导书

中铁二局哈大铁路客运专线项目经理部

新运公司工程大队

2010年4月

1、适用范围

适用于新建哈尔滨至大连铁路客运专线TJ-I标

2、作业准备

2.1内业准备

（1）对设计图纸进行会审，并熟悉相关施工、设计文件以及无砟道岔铝热焊相关规范、规程、技术条件等。

（2）汇编资料，在所有资料审核无误的基础上编制施工组织设计、各分项工程施工方案、作业指导书、技术交底书等施工技术文件。

（3）开展对铝热焊施工各工序操作人员的岗前培训，应在开工前组织技术人员认真学习实施性施工组织设计，澄清有关技术问题，熟悉规范和技术标准．制定施工安全保证措施，提出应急预案．

2.2 外业准备

(1)检查施工现场，焊接前专人根据焊接物品清单进行清点以防漏带，影响施工。

(2)检查施工机具且试用，保证焊接前设备的完好率100%。用肥皂水检测氧气瓶、燃气瓶及其他系统，如有漏气情况不能使用。

(3)检查轨道的平直度和表面情况。检查钢轨端头有无裂缝、倾斜或其它缺陷，当轨端有低接头时必须锯掉低接头。有大于2mm深的掉角等必须锯除。

(4)检查轨缝大小与位置以及接头相错量情况。焊缝不得落在轨枕上，轨缝位置须距轨枕边100mm以上，保证左右股钢轨拉伸时接头相错量满足小于100mm 的要求。

(5)测量轨温。在钢轨背光一侧测量轨温，当轨温低于5℃时不进行焊接。

(6)焊接钢轨两侧50m范围内必须严格按规定上紧扣件，确保焊接时轨缝间隙不得发生移动，影响焊接质量甚至发生钢水泄露。

3技术要求

(1)对钢轨两端一米的范围进行烘干,距离轨端50mm范围内,用钢丝刷或角磨机清除钢轨表面的油污、锈蚀等污物。打磨完成后须将轨顶边缘倒角45o 。

(2)用一米直尺的中点与焊缝中点重合，用钢楔子或对轨架进行高度调节，焊缝两侧各0.5米处钢轨行车面与直尺的间隙为1.5-2mm。

(3)用一米直尺分別检查焊缝两端钢轨轨头\轨腰\轨底是否平直,如有误差,用对轨架或钢楔子进行调节.

(4)轨缝调整：以轨脚边为基准，控制轨缝宽度为28(+2-1mm) 在轨缝难以控制时，须用拉伸器械配合焊接。

(5)磨耗轨的焊接对轨时以行车面为准,高低错牙不得超过8mm.

(6)封箱过程是比较关键的步骤之一，在操作的时候应特别留意，特別留意，如果封箱不好，会造成漏钢水的大问题。封箱完成后，负责该项目的人应该仔细检查封箱是否达到要求，以确保焊接质量。

(7)预热时先开一点氧气阀门，后打开丙烷阀门，然后点火，逐渐交替打开两个阀门，直到氧气阀门完全打开为止（丙烷1.2 Bar，氧气4.5 Bar），再通过调节丙烷阀门来调节火焰大小，使火焰的长度保持在15—20mm.火焰为中性。在预热过程中，应该密切关注轨头受热颜色变化过程，轨头预热完成的温度为：950~1000℃，其颜色为亮红色(预热时间参数4‘00"- 5‘00 " )。

(8)反应时间：8"—15" ,镇静时间：6"—18" 反应过程中，操作者应该距离坩埚3米以上，确保安全。反应完成后，如果钢水不能浇铸下来，应该让钢水在坩埚中冷却20分钟后才能移动坩埚。

(9)打磨

○1、热打磨：推瘤完成后，就可以进行粗打磨。焊后温度降到300攝氏度以下才能放車通行。

○2、冷打磨：浇铸完成 1小时后进行。

○3、平直度：以焊缝为中点，钢轨一米范围内，顶面垂直方向最大偏差≤0.3mm;导向面水平方向最大偏差≤0.3mm.

4．施工程序与工艺流程

4.1施工程序

以每一组道岔为一个工作区按，辙叉轨排与导轨连接部，先直股，后曲股；导轨与尖轨跟部，先直尖轨，后曲尖轨。基本轨焊接，先直股，后曲股；道岔前后钢轨焊接顺序：先岔前，再岔后；先直股，再曲股的顺序进行逐个焊接．

施工程序为：施工准备轨端干燥及除锈对轨安装模具封箱钢轨预热坩埚安装点火浇铸拆模、推瘤打磨探伤、记录

4.2工艺流程

5．施工要求

5．1施工准备

1、首先确认道岔施工上道工序完毕，已经达到铝热焊施工条件。

2、清理机具，防止遗漏。

5.2施工工艺

5.2.1轨端干燥

对轨端除锈去污前可用预热枪对钢轨焊缝两侧1米范围内烘烤，充分排除钢轨表面水分及油污。

5.2.2轨端除锈去污

⑴用带有钢丝刷的角磨机对焊接钢轨端部、两侧、轨头和轨底的锈污进行打磨清洁，范围为50mm，特别要重视轨底的清洁，轨端不垂直度≤1mm。

⑵打磨完成后，轨头端部边缘需倒角1mmⅹ45度。

5.2.3对轨

⑴轨缝调整：在轨头和轨底的两侧进行测量,同等条件下，轨缝须满足(28mm+2mm~28mm-1mm)，宁大勿小。焊接过程中保持间隙不变，从对轨开始禁止在焊缝两端各50m范围内松扣件、起拨线路、拉轨撞轨和通行车辆，直至焊接完毕，轨温降至300℃以下为止或推瘤20分钟以后。

⑵尖点对正：将1m直尺的中点与焊缝隙中点重合，用钢楔子或者对轨架进行高度调节，使焊缝两侧0.5m处钢轨轨顶面与直尺的间隙为1.5-2mm。

⑶水平对直：用1m直尺分别紧贴钢轨的轨头、轨腰,并用钢板尺紧贴轨脚，一般情况下必须做到三处均密贴方为水平对正。必须保证接头的作用面一侧水平对正，钢轨内侧纵向要求平直，以1m直尺同时测量两轨平顺度，错动不大于0.2mm。

⑷対轨先调高低，后调水平。対钢轨两端需加重重量，以使提高対轨精度。

5.2.4夹具安装

⑴夹具装置安装要与轨面平行；

⑵在调整预热枪高度时，首先要调整预热枪与轨面平行；

⑶用多用塞尺测定夹具安装位置，并调整定位预热枪的高度，预热枪头到轨面的高度为40mm。

5.2.5砂模安装

⑴检查砂模应无受潮、无裂纹、无变形，各组件完整，状态良好。有裂痕或受潮的砂型不能使用；

⑵砂模浇注孔略作休整，防止高温时砂粒脱落；

⑶将砂模与钢轨接触面进行摩擦，使砂模与钢轨结合部位密贴；

⑷如果砂模与钢轨接触面吻合不好，则会发生漏钢水的严重后果；

⑸底模一定要对中，并且与钢轨紧贴。

⑹砂模浇注孔要与左右轨角对称，以确保两侧轨底受热均衡；

⑺砂型中央与轨缝中央一致,砂型与钢轨垂直，两片砂型要对齐，不要错开，不要忘记放入白卡纸。

⑻在扭紧夹具时，应由一人完成，均匀夹紧。

⑼要试放分流塞，使分流塞在砂型中高低松紧合适，安装侧模时，倾斜45度。

5.2.6封箱

封箱过程是比较关键的步骤之一，在操作的时候应该特别留意，如果封箱不严密，会发生漏钢水的问题，封箱完成后，焊接负责人应该检查封箱是否达到要求，以确保焊接质量。

⑴在封箱时要盖上砂型盖，防止砂粒落入砂型中形成夹渣

⑵封箱分两步进行，首先对各缝隙关键部位压紧封砂，打好基础，然后整体封箱并用捣实棒捣实在；

⑶在封箱过程中，两侧模板之间的砂要高于砂型模板，防止钢水从两侧流出。

⑷封箱先从轨底开始，从下往上按顺序进行，封箱速度快。

5.2.7预热过程的控制

⑴工作压力控制：氧气和丙烷的工作压力分别是3.5Bar和1.0Bar，如果使用的是氧气和乙炔气，其工作压力也分别是3.5Bar和1.0Bar。在调压过程中，首先将氧气打开，而后开启并调节丙烷压力与流量，调节预热枪火焰；

⑵预热火焰的调节：先稍开氧气阀门，再打开燃气阀门，然后点火逐渐交替打开两个阀门，直至氧气阀门完全打开为止，再通过调节丙烷阀门来调节火焰大小，使火焰的长度保持在15-20mm，火焰为中性焰，预热枪头应距轨头40mm；

⑶密切关注整个预热过程：在预热过程中，应该密切关注轨头受热颜色变化过程，轨腰预热完成的温度为950-1000的摄氏度，预热时间为5.5分至6.5分，其颜色为鲜红色；

⑷预热枪头须调至轨缝中央，以保证预热效果。

⑸预热完后，先关丙烷，枪头朝上，注意安全。

注：须使用施密特公司提供的预热系统。

5.2.8坩埚的使用

⑴使用坩埚前须检查坩埚,受损,受潮的坩埚不能使用。

⑵须清除坩埚内的杂物,易熔塞表面须干净。

⑶从焊剂包装中取出焊剂，混合均匀后（反复倾倒三次），将焊剂旋转倒入坩埚中，并使其顶部形成锥形，插入高温火柴，盖上坩埚盖，预热完成后，立即

放入分流塞并将坩埚安置在砂模侧模板顶部定位槽内。

5.2.9焊剂高温反应

焊剂反应时间：8-15秒；镇静时间：8-18秒（若大于30s，燃烧不均匀）。

注意：焊剂反应及浇注过程中，操作者应该距离坩埚3米以上的距离，确保人身安全。反应完成后，如果钢水不能漏下来，应该让钢水在坩埚中冷却了20分钟后才能移动坩埚。

5.2.10拆模

浇铸完成后1分钟，移去坩埚，并将其放在安全的地方，然后移去灰渣盘，并将灰渣倒入坩埚中，保持环境干净。浇铸完成4.5分钟后，先拆除侧模板和夹紧装置,再拆除底模板。

注意：

⑴在拆摸过程中要小心，不要将砂型一起脱下，造成钢水流出。

⑵拆摸后，及时将轨面清理干净，防止推瘤时残渣拉伤轨面。

5.2.11推瘤

浇铸完成8分钟以后开始推瘤。浇铸棒在推瘤完成20分钟后打掉。

注意：

⑴推瘤过早会因为焊头硬度不够而拉伤轨面。。

⑵推瘤过迟会给推瘤带来困难。

⑶打掉浇铸棒时，要注意敲击方向，不能由内向外敲击。

5.2.12热打磨

⑴推瘤完成后，就可以进行粗打磨。焊后接头温度降低到300度以下才能放车通行。

⑵打磨焊头使其轮廓与两侧钢轨相同。

⑶打磨后，焊头处的凸出量不小于0.5mm。

5.2.13冷却打磨

⑴当轨温降至常温时进行冷打磨，打磨位置包括轨顶及内侧工作面、轨底上表面、轨底。

⑵使钢轨表面整体平齐。

⑶焊缝两侧100mm范围内不得有明显的压痕、碰痕、划伤等缺陷。

⑷焊头须打磨至0~+0.3毫米，不能低凹。时速200公里以上线路打磨要求为0~ +0.2毫米。

5.2.14外观及探伤检查

焊缝两侧10mm范围内不得有明显的压痕、碰伤、划伤等缺陷。当轨温降至50℃以下时进行探伤。首先清理焊缝两侧各100mm范围，确定无锈、无裂纹、无毛刺等再涂抹机油，进行全端面探伤，不合格焊头须切掉重焊。编写焊头编号，作好记录。

5.2.15经打磨后的焊接接头轨头部位满足

⑴不应出现裂纹；

⑵可出现1个最大尺寸为1mm的气孔；

⑶在轨头下鄂与焊筋边缘交界处半径为2mm的区域内，可出现1个最大尺寸为1mm的气孔、夹渣或夹砂；

5.2.16焊接接头焊筋表面应满足

⑴最多可出现3个最大尺寸不超过2mm的气孔；

⑵焊筋表面夹渣或夹砂等缺陷的尺寸应符合下表的规定，这些缺陷不应侵入钢轨的横断面内；

焊筋表面夹渣或夹砂等缺陷的最大尺寸

⑴检查焊好的接头，做好原始记录并编写焊接序号。

⑵清理道床，按标准方枕。

⑶加强捣固焊接接头两侧的两根轨枕。

⑷将轨道恢复正常，并进一步清理焊接现场。

⑸把灰渣、废钢料、砂模等清理干净，装入坩埚中，在离开的时候带到指定

的场所处理。禁止将其乱丢在铁路沿线，造成对铁路沿线的污染。

5.2.18探伤

⑴探伤人员资质要求

探伤人员应持有铁道部门无损检测人员技术资格鉴定考核委员会颁发的II 级或以上级别的技术资格证书，并经过钢轨焊缝探伤技术培训方能独立上岗作业。

⑵焊接接头探伤要求

①钢轨焊接后均应对焊接接头进行超声波探伤，并填写探伤记录。记录应包

括仪器、探头、焊接接头编号、测试数据、探伤结果及处理意见。

②探伤时焊接接头的温度不应高于40℃时。

③探伤前应对探测系统校准。

④扫查前检查探测面表面粗糙度，应无锈蚀和焊渣，打磨面应平顺、光滑，

打磨范围应能满足探伤扫查的需要。

⑤使用双探头或单探头对轨头、轨腰、轨底分别进行探测。如发现内、外缺

陷要及时向施工人员反映，采取补救措施。

5.2.19道岔焊接顺序图

13、14详述如下：

（1）基本轨焊接，先直股，后曲股；

（2）辙叉组件与导轨连接部，先直股，后曲股；

（3）导轨与导轨之间，先直股，后曲股；

（4）导轨与尖轨跟部，先直尖轨，后曲尖轨。

（5）道岔前后钢轨焊接顺序：先岔前，再岔后；先直股，再曲股。

5.2.20铝热焊接注意事项

⑴寒冷、刮风及下雨天焊接时，必须搭设帐篷。气温低于5℃及大风、大雨天气严禁焊接。当温差变化大时必须使用拉轨器在保证轨缝大小稳定的情况下进行焊接。

⑵铝热焊剂应当密封包装，要有干燥的储藏环境，要有包装标记，便于识别产品类型，生产日期。

⑶砂模是预制好的，并与待焊钢轨断面吻合；包装上有标记，便于识别产品类型，生产日期；不得受潮、破损、开裂。

⑷坩埚使用前不得受潮、破损、开裂。配备限制钢水飞溅的坩埚盖；坩埚底部易熔塞用来控制钢水流下的时间，必须保持完好状态。

⑸冬季使用氧气、丙烷或乙炔采取保温措施，以保证气体的压力正常。

6.劳动力组织

6.1劳动力组织方式：采用架子队组织模式

6.2无砟道岔铝热焊接人员配置

铝热焊施工人力资源配置

原材料应符合《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、铁科技[2005]135号《客运专线道岔暂行技术条件》、铁建设[2005]160号《客运专线铁路轨道工程施工质量验收暂行标准》、铁建设［2007］85号《客运专线无砟轨道铁路工程施工质量验收暂行标准》、工管技［2008］8

号《客运专线无砟轨道道岔铺设暂行技术条件》

8.设备机具配置

9.1施工进度保证措施

1、严格按照设计要求、投标文件及施工组织设计进行施工，在整个施工过程中合理配备人、物、材等资源，确保施工工作顺利完成。逐层分段定制进度指标，实施奖惩制度，日、周、月总结工作并兑现奖惩制度。

2、制定各项相关管理办法，保障每个作业环节不脱钩，保质保量完成任务，如有滞后环节，及时处理。

3、对施工作业人员进行技术理论和现场实践培训，保证每个人都能熟悉掌握操作技能及技术要求。做到不合格人员不上岗的原则。

4、针对工期紧，施工任务重的情况，加强做员工思想工作，树立铁路军人的意识，贯彻执行敬职、敬业、爱岗原则。

5、展开施工特期大干热潮，确保完成每项指标的实现。

6、派专人对各工序进行质量监控．

9.2施工质量保证措施

1、优化施工组织设计，全面落实安全、质量、技术责任制。

2、做好施工前准备工作，图纸复核、技术交底、机具设备完整、完好性。严格按报监理、咨询及业主批复后实施施工组织设计。

3、严格按照设计要求施工。

4、密切注意周边施工环境变化，对影响质量的关键工序制订相关的应急预案，确保整组道岔施工质量。

10.安全及环保要求

加强生态环境保护的宣传工作，使全体参建员工充分认识对环境保护的重要性和必要性，加强环保意识。制定详细的环境保护措施，建立严格的检查制度，避免人为恶化环境。保护好铁路沿线的植被、水环境、大气环境、自然生态环境、土壤结构、自然保护区、野生动植物，维护生态平衡系统。

⑴临时用地范围的裸露地表植草或种植树木绿化。

⑵针对施工过程中产生的噪音，对动植物和人体损害均较大，为了保护环境，应尽量减少噪音污染，避免夜间作业。对机械设备产生的超分贝噪音利用消音设备减噪。

⑶施工营地生活废水就近排入不外流的地表水体，严禁将生活污水直接排放至江河中，对于含沙量大且浑浊的施工生产废水，采用沉砂池处理后再排放，含油废水经隔油池处理后排放，防止油污染地表和水体。

⑷加强生态环境保护的宣传工作，使全体参建员工充分认识对环境保护的重要性和必要性，加强环保意识。制定详细的环境保护措施，建立严格的检查制度，避免人为恶化环境。保护好铁路沿线的植被、水环境、大气环境、自然生态环境、土壤结构、自然保护区、野生动植物，维护生态平衡系统。

⑸合理规划施工便道、施工场地，固定行车路线、便道宽度，限制施工人员的活动范围，尽量少扰动地表、少破坏地表植被。

⑹严禁将生活污水直接排放至江河中，含油废水经隔油池处理后排放，防止油污染地表和水体。生活污水经化粪池处理后排放。

⑺施工营地设置集中垃圾收集地，设专人管理，经无害化处理后排放，定期填埋，严禁就地焚烧。对营地生活垃圾（包括施工废弃物）集中装运至指定垃圾处理场处理。对不能处理的垃圾拉到设有处理设施的厂处理。

⑻油和废油的管理：施工机械维修、油料存放地面应硬化，减少油品的跑、冒、滴、漏，所有油罐要有明显的标志，在不使用时要密封；严禁随意倾倒含油废水，应集中处理。