钢轨铝热焊接作业指导书

钢轨铝热焊接作业指导书

2011年×月××日发布 2011年×月××日实施

中铁一局集团新运工程有限公司

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钢轨铝热焊接作业指导书

1、适用范围

本作业指导书适用于新（改、扩）建铁路钢轨铝热焊接作业。

2、作业准备 2.1内业技术准备

2.1.1开工前组织技术人员认真学习实施性施工组织设计，阅读、审核施工图纸，澄清有关技术问题，熟悉规范及技术标准。

2.1.2做好作业人员培训工作，使其熟练掌握铝热焊焊接钢轨的工艺流程。

2.1.3在正式焊接前，按照《钢轨焊接第1部分:通用技术条件》（TB/T1632.1-2005）的要求完成钢轨焊接接头的型式试验。确定焊接参数，制定相应操作规程。

2.2外业技术准备

2.2.1进入焊轨现场前，应根据设备材料清单检查并落实必备的工具、材料和设备。

2.2.2到达焊轨现场后，应对现场条件进行综合调查并采取必要防护措施。

2.2.3焊接前应对施工设备及各种小型机具进行调试。 3、技术要求

3.1按照按照《钢轨焊接第1部分:通用技术条件》

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（TB/T1632.1-2005）、《钢轨焊接第3部分：铝热焊接》（TB/T 1632.3-2005）的有关规定要求施工作业。

3.2铝热焊焊缝距离轨枕边缘应不小于100mm。 3.3调整对轨架，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。

3.4焊接时轨温应不低于0℃，放行列车时，焊缝处轨温应降至 300℃以下。

3.5低温焊接时，必须对轨端各 1m 范围内进行预热处理。

3.6铝热焊剂的技术参数

60kg/m 钢轨常用铝热焊剂的技术参数（参考） 项目 轨缝宽度 钢轨对正尖点设置 预热时丙烷压力 预热时氧气压力 预热时间 拆模时间（浇铸完成后） 推瘤时间（浇铸完成后） 冷打磨时间（浇铸完成后） 拆除对正架（浇铸完成后） 两端轨头允许高度差 低温焊接的定义

施密特焊剂 28+2mm、28-1mm、 +1.5mm～2.0mm 0.1Mp（或1.0Bar） 0.35Mp（或3.5Bar） 6.5分钟 4.5分钟 6.5分钟 1小时 45分钟 ≤3mm 轨温低于－3℃ 3

拉伊台克焊剂 25±2mm +1.6mm 0.07 Mp 0.49 Mp 5分钟 5分钟 6.5分钟 1小时 45分钟 ≤3mm 轨温低于15℃ 3.7根据钢轨的材质选择对应的铝热焊剂型号。 3.8客专铁路施工应符合《高速铁路轨道工程施工质量验收标准》（TB107-2010）及设计文件相关要求。

3.9普通铁路施工应符合《铁路轨道工程施工质量验收标准》（TB10413-2003）及设计文件相关要求。

3.10执行设计文件相关要求。 4、施工程序及工艺流程

现场铝热焊接工艺流程图

机具、材料准备 轨端处理 轨端对正 扣箱及封箱 坩埚安装 浇铸 拆模与推瘤 热打磨与冷打磨 探伤、检查 恢复线路

预热

5、施工要求 5.1施工准备

5.1.1对焊接钢轨进行全面检查。状态严重不良的钢轨

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应预先予以更换，轨头压塌、掉块部分应予以切除，严禁钢轨带伤焊接。

5.1.2备齐作业机具、材料、安全防护及劳保用品，并确认其性能良好，质量可靠，严禁使用受潮焊剂焊接钢轨。

5.1.3钢轨端头应做外部处理：拆除焊头两侧各三至四根轨枕的扣件和垫板，检查钢轨端头，并用钢丝刷清洁钢轨端头100～150mm，使其满足铝热焊要求。

5.1.7调整轨缝使其满足焊接要求。 5.2施工工艺 5.2.1焊接准备

5.2.1.1 检查焊剂及模具

根据焊接钢轨材质和型号检查焊剂及模具是否匹配。 5.2.1.2 轨端处理

开裂、掉块、压塌等伤损轨头必须切除；清洁钢轨，除锈、去油，轨端面应为色泽均匀的银灰色；轨端必须平整、垂直，无偏斜，用直角尺测量，垂直和水平偏斜度不得大于 1mm。

5.2.1.3 调整轨缝宽度

按照焊剂生产厂家的工艺要求控制，同时应测量轨温，必要时采用拉伸器拉伸钢轨控制锁定轨温，并做好记录。

5.2.1.4 钢轨对正

必须使用功能全面、性能稳定的对轨架，对轨架要安设

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牢固、位置合适、便于调整。调整对轨架。

5.2.2 安装并固定砂模

安装前应检查砂模，确认完好无损、无受潮方可使用，严禁使用受潮砂模。安装时，砂模中心应与焊缝中心重合，先装底模后装侧模，砂模必须和钢轨外轮廓（轨底、轨腰及轨头）密贴良好，确认后固定砂模，用专用封箱泥封闭砂模缝隙。

拉簧式砂型卡具按如下顺序装卡：

⑴在砂型背面放置砂型框，由二人相对将左右两片砂模扣到钢轨接缝处。扣箱时要将砂模端平、对准钢轨接缝，并将砂型平直地推向钢轨；

⑵左右两片砂型相互顶紧后，即用弓性卡将砂型卡牢。检查轨脚处砂型是否对正，如稍有偏斜，可做少量调整。对正后，拧紧弓形卡上的螺丝至砂型对缝严密；

⑶将轨顶砂芯放在交叉处试合，若不合适，可稍作修整，使其合格；

⑷将轨顶砂芯放在底板砂型框上，然后将其装到砂模框拉簧杆上，调整底板砂型框位置使底板砂模与先装好地左右两片砂模校正，最后转动砂型框转把，使底板砂模与轨底密贴；

护托式砂模卡具按如下顺序装卡：

⑴下安装底板，注意底板两侧伸出长度应一致，底板应

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与轨缝对中；

⑵卡左右砂模，砂模卡好检查是否两侧轨底角伸出长度一致，如果不一致应调整；

⑶拧紧紧固螺丝。

最后再检查一遍砂模安装是否正确，砂模是否有开裂、掉砂，封箱是否封严。

5.2.3 装填焊剂

将焊剂缓慢均匀倒入坩埚，成自然锥形，盖上坩埚盖，谨防受潮。

5.2.4 钢轨预热

测量并记录轨温。如果轨温低于15℃，则应加热至37℃以上，焊缝两侧应加热范围见下表：

轨温 －9℃ ─ 15℃º －15℃ ─ －9℃ 两侧各应加热的长度mm 760 ─ 910 910 ─ 1220 如果轨温低于15℃，则两侧钢轨加热后用保温材料进行保温，并在推瘤之后用保温罩扣在焊缝之上保温10分钟。

预热前应检查丙烷与氧气的压力，若瓶内气体不足以完成预热，禁止使用。

安装预热器支架，调整预热头到合适高度。调节火焰。先打开氧气阀门，后开丙烷阀门，然后点火，逐渐交替开大两个阀门，以此调节火焰大小，直至火焰长度达到规定要求。

应根据使用的焊剂类型和钢轨型号来决定预热时间，在

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湿冷气候条件下，应适当延长预热时间。

预热过程中，应随时观察氧气和丙烷的工作压力是否正常，谨防火焰过氧。

5.2.5点火及浇注

预热进行至最后10秒时，开始倒记时。当数至3时，移开预热器，将坩埚放置在砂模正上方，点燃高温火柴，将高温火柴斜插入焊剂中，盖上坩埚盖，开始反应。操作人员必须戴上墨镜，观察反应过程。反应完成后，钢水注入砂模，开始浇铸。当灰碴停止流入灰碴盘时，用秒表开始计时。

浇铸完成 1 分钟后，移去坩埚，将其放在干燥的地方，再撤走灰碴盘。

5.2.6 拆模

浇注完成后按焊剂工艺要求时间开始拆模。 5.2.7 推瘤

按焊剂工艺要求时间开始推瘤。 5.2.8 热打磨

在浇注完毕20分钟后，敲掉冒口棒，拆除对轨架、轨高微调器。

用专用设备打磨钢轨顶面和侧面，顶面焊缝应高于钢轨面0.8～1.0mm，以防止冷却后造成焊缝低塌。

5.2.9 拆除对轨架

浇注完成后按焊剂工艺要求时间拆除对轨架。

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5.2.10 冷打磨

在浇铸完成后1 小时左右进行冷打磨，冷打磨接头平直度符合《客运专线无砟轨道铁路工程施工质量验收暂行标准》和《铁路轨道工程施工质量验收标准》的相关要求。

焊缝上下角圆顺、整体光滑平顺，无棱角毛刺，便于探伤。

5.2.11 收工清理现场。

5.2.11.1 清除焊缝上残留物，做好标记。 5.2.11.2 恢复松卸的钢轨扣件。

5.2.11.3 检查恢复焊缝前后 10m 范围内轨道几何尺寸，并做好记录。

5.2.11.4 全面恢复线路外观，整理道床。 5.2.12探伤

超声波探伤按《钢轨焊接第1部分：通用技术条件》（TB/T 1632.1-2005）的有关规定要求施工作业。

5.2.13焊接记录

及时填写铝热焊接头焊接记录表。其中接头编号一栏的填写应注意编号的完整性,以确保接头编号的可追溯性。

6 劳动力组织

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劳动力组织表

序号 1 2 3 4 工种 铝热焊轨班 探伤 指挥 合计 人数 6 1 1 8 备注 必须持有二级以上无损探伤证书 7材料要求

焊接材料应在阴凉、通风处保存，保存处相对温度部允许大于50﹪；高温火柴不能与焊剂放在一起。

8机具设备配置

施工机具表

序号 １ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 名称 锯轨机 对轨机具 液压钢轨推瘤机 钢轨仿型打磨机 钢轨超声波探伤仪 棒砂轮机 角砂轮机 轨温计 轨端打磨机 型尺 预热装置 帐篷 型号规格 HC355 EGH2型 FMG2.2A CTS-60B GDM1.1 数量 2 1 2 1 1 2 2 2 2 1 1 1 单位 台 套 台 台 台 台 台 台 台 把 套 顶 备 注 9质量控制及检测

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9.1质量控制

9.1.1将轨温计置于钢轨背光的一侧测量轨温, 并在预热前将待焊钢轨两端1m范围内加热至37℃, 待焊接的钢轨端头与最近轨枕的距离应不少于100 mm, 并将待焊轨缝之下的道碴掏至距轨底至少100 mm, 方便砂模安装和拆除砂模底板及清除多余焊料;

9.1.2焊缝设置好后, 将焊缝两侧各15m范围内的扣件上好。

9.1.3焊接前要将焊缝两侧各3～6根轨枕上的扣件、轨枕板及绝缘垫板卸掉, 同时在焊缝两侧第3根的轨枕、钢轨底部及轨底板上各划一标记, 以确保焊缝大小设置、对正和不移位。

9.1.4为确保获得良好的连接面, 所有的毛刺或飞边都应打磨掉, 从轨端起至少100～150 mm 范围内, 任何油漆、铁锈和其它污垢都应用钢丝刷除尽。

9.1.5钢轨对正应检查四个要素: ①设置轨缝；② 尖点设定；③水平对正；④不等倾斜调整。

9.1.6安装前将侧砂模在焊缝处钢轨的两侧轻轻摩擦, 确保侧模与钢轨完全密贴无间隙。

9.1.7检查氧气和丙烷的压力有无发生变动并不断注视预热的情况, 确保火焰直接朝向钢轨焊缝处, 并在两侧加热均匀, 检查并保持气体压力恒定, 在规定的预热时间结束。

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9.1.8目测检查坩埚及坩埚盖是否有任何破损的痕迹, 清除坩埚内部杂质, 并确认置熔塞在正确的位置。

9.1.9检查焊药包有无破损或受潮的迹象。

9.1.10拆模后，焊缝两侧的封箱泥必须清除干净, 避免封箱泥及多余的砂模进入高热的焊头。

9.1.11必须保证焊头温度下降到300 以下时, 方能拆除焊头两端30m 以内的轨下支撑物(包括临时支撑的压机) , 放行列车。

9.2质量检测

9.2.1钢轨焊头试生产时、采用新钢轨新钢种及调试工艺参数时、周期性生产检验结果不合格时，要进行型式试验,焊接过程中要进行周期性检验,具体执行TB/T1632-91有关规定。

9.2.2每个焊缝均应进行超声波探伤。

9.2.3探伤时钢轨接头温度必须小于40℃。探伤员必须持有二级及以上无损探伤证书。探伤前必须用标准试块对探头进行检验。

9.2.4钢轨接头不得有未焊透、过烧、裂纹、气孔夹砟等有害缺陷。

9.2.5表面平直度允许误差见前表《 工地钢轨焊接接头平直度允许几何偏差》。

10安全及环保要求

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10.1安全要求

10.1.1施工人员必须严格遵守有关安全规范、规则及细则等，严格按技术交底进行施工。

10.1.2各种特殊工种操作人员和其他施工人员必须经过岗前培训，考核合格后持证上岗，严禁无证上岗。

10.1.3机械操作人员必须按照机械操作规程进行操作。 10.1.4施工时要按照有关规定要求进行现场防护，配足防护人员和防护用品。

10.1.5遇到有工程列车通过时，要停止一切操作，及时恢复线路，人员和机具要及时撤到安全限界。现场指挥检查确认一切无误后，方可通知防护人员放行列车。

10.1.6所有机械操作人员及配合施工人员要穿戴防护用品，确保作业安全。

10.1.7雨天、刮风天进行铝热焊作业时，必须要有可靠的遮盖防护措施，风力过大时应停止一切作业。

10.1.8严禁氧气瓶、丙烷瓶及油料同车运输。焊接作业时燃气具要摆放在焊接侧风上方各相距5m以上，丙烷瓶要远离火源10m以上。

10.1.9进行锯轨和打磨时，非操作人员应离开作业区至少5m以上。

10.2环保要求

焊接完毕清理焊接作业区域焊渣，清扫焊接区域，废弃

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物、易燃物统一清理干净装袋收回。

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附表1

钢轨铝热焊接操作记录表

日 期 里 程 钢轨编号 钢轨炉罐号 钢轨型号 钢轨材质 操作时间 气 温 拉前轨缝 轨 缝 氧 气 ℃ mm 上部 mm 下部 mm 高压 MPa 低压 MPa 高压 MPa 低压 MPa 年 月 日 序号 行线 股 公里+ 米 时 公 至 时 公 轨 温 拉轨压力 起 拱 流 量 ℃ MPa Mm L/h 液 化 气 预热时间 焊剂编号 反应时间 计 时 者 装卡砂模者 打 磨 者 备注 流 量 min L/h s 平静时间 对 轨 者 预 热 者 s

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附表2

钢轨铝热焊接打磨记录

序 号 接头 里程 接头 编号 工作边 轨顶面 平直度（mm/m） 备注 非工作边 轨底角上表面 轨底面

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