工地钢轨铝热焊施工工艺
一、适用范围：
本作业指导书适用于京沪达标线工地铝热焊作业的全过程。现场不同轨种之间及淬火轨与普通轨的单元焊与锁定焊采用铝热焊工艺。
二、作业内容
施工现场单元轨条的焊接 、单元轨节锁定焊接，以及道岔两端
与线路钢轨的焊接。
三、引用规范
TB/T1632-2005《钢轨焊接接头技术条件》；
客运专线无砟轨道铁路工程施工技术指南（TZ216-2007）； 新建时速300～350公里客运专线铁路设计暂行规定（上、下）（铁建设[2007]47号）；
客运专线无碴轨道铺设条件评估技术指南（铁建设[2006]158号）；
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）。
四、技术标准
1、根据顾客招标文件要求：本次换铺无缝线路不同轨种之间焊接采用铝热焊，淬火轨与普通轨之间焊接采用铝热焊。
2、焊接接接头质量标准执行TB 10413-2003《铁路轨道工程质量验收标准》，其平直度允许误差如下表：
工地钢轨焊接接头平直度允许几何偏差
部位 顶面 内侧工作面 标准值（mm/m） 0～＋0.5 0.5 3、待焊钢轨端头端面垂直度不大于1mm。 4、铝热焊缝距轨枕边缘不得小于40mm。
五、工艺流程
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现场铝热焊接工艺流程图
到焊接现场前的施工准备 在焊接现场的施工准备 轨道的准备工作 钢轨端头的准备 钢轨端头的对正 砂模的准备 预热 焊药包的准备 浇注 拆除砂模与推瘤 热打磨 冷打磨 质量检查 收尾工作
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六、准备工作
㈠到焊接现场前的准备工作
在出发到现场之前，检查并落实是否已备齐铝热焊接所必需的所有工具、材料、设备、以及资料。
1、动力设备
1.锯轨机 2.液压钢轨拉伸器 3.液压推瘤器 4.钢轨仿型打磨机 5.棒砂轮机及打磨架 6.角砂轮机。 2、焊接设备与机器
1.预热器及支架 2.氧气、液化气瓶 3.调压表、防回火塞 4.气焊炬 5.保温罩 6.钢轨对正架 7.起道器 8.可调扳手 9.扣件拆装器 10.钢轨定位器 11.捣固棒 12.铁铲 13.钢丝刷 14.木楔子 15.直撬棍 16.大铁锤 17.手锤18.热切凿 19.侧模夹具 20.金属侧模夹板 21.金属底板 22.废渣盘 23.坩埚叉 24.焊渣铁板 3、 消耗性材料与备件
为每个焊头准备一套QPCJ焊剂（两箱：一箱焊剂、一箱钳锅）2. 多备用三套QPCJ焊剂 3.密封膏4.砂模封箱泥5.点火引信6.足够的氧气及液化气7.足够的燃油8.备用切割锯片、打磨砂轮9.备用机械易损配件。 4、安全防护用品
1、焊工护目镜2. 焊工手套3 .护腿4.急救包5.防火设施6.防护标识牌7.防风板。 5、 测量器具
1.焊工直尺(1米)2.锥形轨缝卡3.轨温计4.跑表5.塞尺6.点式轨温计7.硬度仪8.探伤仪9.钢卷尺10.记录表格。
㈡在焊接现场的准备工作
材料及机具到达现场后，将所有机具及工具放臵到位。对任何可能导致火灾或安全事故的隐患务必进行清除。
1、检查安全及火灾隐患将可能引起火灾的干草及灌木丛以及所有易燃的物品打湿。
2、铝热焊接区域内及废渣弃臵坑附近要保持干燥。检查道碴是
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否潮湿，如果钢水一旦泄露遇水可能会引起爆炸。
㈢轨道准备
采取适当的防护措施，避免钢轨在对接、对正、以及焊接的过程中发生移动。
1、检查待焊长钢轨的水平与长平。
2、检查轨缝大小(25±2mm)与位臵（距轨枕边100mm以上）。 3、测量轨温。将轨温计放在钢轨背光的一侧。 4、刨开接头轨下２００mm范围内的道碴。 5、轨端锯轨时，不垂直度＜1mm。 ㈣钢轨端头的准备
仔细检查钢轨端头，并做好焊接前的清理工作，使其达到铝热焊接所应具备的条件。
1、尽可能不要让轨端间隙位于轨枕之上。 2、用钢丝刷清洁轨端１００－１５０mm。 3、焊接区域为轨缝两侧各0.5m的范围。
4、轨面如果锈蚀，应在一米范围内清刷。端面手砂轮除锈，避免产生氧化层。
㈤轨端对正
正确做好轨端间隙的设定，垂直对正和水平对正，并消除钢轨端头间的不等倾斜。
1、在进行单元焊轨端对正时，应在轨端间隙两侧20m范围内每隔4m用短枕木头支垫，被焊钢轨在12.5m范围内至少有三个支承，以轨顶面和作用边为准对齐端头，绝对避免错牙。
2、安装钢轨对正架，将各调整螺栓就位（触及钢轨即可，不得上紧调整螺栓）。
3、用直尺检查轨端对正情况，按对正架操作程序，松紧相应的调整螺栓对正轨端（水平对平，纵向对直扭转对正）。
4、调尖峰
（1）将直尺臵于钢轨顶面、并以轨缝居中。
（2）用楔形垫板在轨缝两侧的轨枕上（胶垫已去除），将轨端上调（轨底的两侧同时打进楔形垫板，以防钢轨侧移）。亦可用对正
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架调尖峰。
（3）尖峰值暂定为1.6ｍｍ，即直尺为水平状态时，直尺两端尺下间隙均为1.6mm，注意不得用直尺一端贴紧钢轨，而另一端翘起3.2mm的方法来检查尖峰值（这样检测容易忽视两边的钢轨不均匀上抬的因素）。
5、重新检查一遍，轨缝间隙、尖峰值、纵向对直、钢轨无扭转。 ㈥砂模的准备
1、检查砂模无受潮，无裂纹，无变形，各组件不缺件，状态良好。
2、将侧砂模在轨缝处进行摩擦，使其与钢轨密贴，清除浮砂。 3、将底砂模臵于金属板中，将密封膏挤入底砂模两侧的槽中，将底砂模与金属底板架于轨底，并以轨缝居中，拧紧金属底板的固定螺丝（同时在底板下侧轻轻敲打，以使底板与钢轨密贴）。
4、最后一次确认轨端的对正。
5、将两侧的砂模装入侧模夹板中，再将侧模臵于底板上，并以轨缝居中（有废渣出口的侧模位于钢轨的低侧）。
6、套上侧模夹具，注意不要用力过度而夹裂侧砂模。 7、将砂模上部开口盖住。
8、用封箱泥封堵缝隙，外面再加一层封箱泥进行加固。 9、放上灰渣盘在砂模灰渣流出口及夹具螺纹上抹一层封箱泥。在灰渣盘底部，垫一层干砂。
10、在轨枕盒内放一块铁板，并撒一层干砂。 11、准备两根堵漏棒（在末棍端部包以封箱泥）。
七、焊接
㈠预热
1、测量并记录轨温。天气寒冷时，如果轨温低于１５℃，则应用焊炬加热至３７℃，焊缝两侧应加热范围见表4.6.1。
表4.6.1
轨温 两侧各应加热的长度mm 5
－9℃ ─ 15℃º －15℃ ─ －9℃ 760 ─ 910 910 ─ 1220
如果轨温低于15℃，则两侧钢轨加热后用毯状物或保温罩予以保温，并在推瘤之后用保温罩扣在焊缝之上保温十分钟。
2、安放预热器支架，并调整它的位臵，使预热器处于砂模的、高低适中。
3、氧气及丙烷气压力调节
(1)在氧气及丙烷气钢瓶上，将调节器的压力完全释放，使压力表指针归零。
(2)将气焊炬的两个阀门完全打开。
(3)慢慢地并且完全地打开氧气和丙烷气瓶，利用调节器增大压力，使得丙烷气的压力为0.07MPA（0.7kg/cm2）,氧气压力为0.49MPA（4.9kg/cm2）。
(4)关掉气焊炬上的两个阀门（此时压力调节完成，如果钢瓶上的调节器不被调乱，则无须再重复此调节过程）。
4、火焰调节
(1)在砂模外稍许打开焊炬的丙烷阀门，点燃火焰并将丙烷阀门再稍许开大些 。
(2)慢慢打开焊炬的氧气阀门，调整两个阀门的开度，直到丙烷气阀门完全打开，而氧气阀门也开到一个适当的程度，使得焊炬的火焰获得一个在约12mm长的焰心（通常为蓝色）。
5、将焊炬迅速放在支架上，并将焊炬臵于砂模的定位，火焰从砂模的两侧均匀地冒出来（若火焰的声音发生改变时，关掉焊炬的氧气阀门，并重新打开约三分之一转）。
6、火焰稳定之时，按下跑表计时，６０kg/m轨预热时间为５分钟。
7、将分流塞臵于砂模边缘进行加热，有刻字的一侧朝向火焰，并使其靠近火焰但不在火焰中。
8、不间断地注视整个加热过程，到规定的预热时间，（跑表按停，确认时间，填入表中），将焊炬从砂模中取出，此时轨头，轨腰应为
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颜色发红。注意不要预热过度。
9、将分流塞放到砂模顶部的开口处，并用木棒轻轻捣实。 10、确认预热问题，先关氧气阀门，再关丙烷气阀门。 11、 在低温和大风的天气中应采取适当的保温与防风措施。 ㈡焊药的准备（与预热同时进行）
1、检查钳锅不得受潮，无损伤，钳锅内无杂物。
2、检查焊药包是否有破损或受潮。揭下焊药编码标签，并将其贴在焊接报表中。
3、将自熔塞安在其位（钳锅底部）。
4、打开焊药包，将焊药倒入钳锅内，用手将焊药搅匀，并将其顶部做成锥形。
5、插入点火引信，将钳锅盖上。 ㈢浇注
1、将钳锅放在砂模上，并使其在砂模上居中。
2、打开钳锅盖，点燃点火引信，将点火引信插入焊药中（最深为２５mm）重新盖上钳锅盖（在预热结束后，焊药必须在３０秒钟之内点燃）。
3、手持防漏棒，站在两侧准备堵漏。
4、浇注完毕，当废渣停止流入灰渣盘（砂模中流出最后一滴多余钢水）时，按下跑表开始计时。
㈣拆模及推瘤
1、浇注以后５分钟开始拆模作业。 (１)撤走钳锅及灰渣盘。
(２)拆走侧模夹具，夹板和金属底板。
(３)用热切凿切除焊头的顶部，推入铁铲中、并清理轨顶面、侧面的封箱泥。
(４)将外侧钢柱敲掉。
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(５)安装好推瘤机。
2、浇注以后６分半钟开始推瘤（６分半钟未到之前不要推瘤）。 3、将小钢柱从轨侧推开，并从柱基处切除。 ㈤热打磨
1、浇注后十分钟，可以对焊缝进行热打磨，打磨时穿戴好防护用品（防护眼镜、护腿等）。
2、热打磨后，焊缝顶面及内侧面必须高出轨面0.8mm以上。 3、浇注后１５分钟，撤掉调尖峰用的楔形垫板，以便让焊缝冷却至水平（对正架亦在１５分钟后拆除）。
㈥冷打磨
1、浇注后１小时可进行冷打磨作业．此至尖峰应完全消失，经冷打磨后，焊缝外形尺寸应符合设计规范的要求，即轨顶面不平度＜0.3mm/m，轨内侧工作面不平度＜±0.3mm/m ,轨底不平度＜0.5mm/m。
2、冷打磨作业过程不得出现使钢轨发蓝的现象。
3、现场打磨钢轨（含粗打磨与精打磨）采用仿形打磨机，打磨钢轨时必须严格按操作规程进行操作（操作人员必须持有上岗证）。
4、打磨轨底使用棒砂轮，利用打磨架对轨底进行反向打磨，用镜面反照监督打磨的全过程并检查打磨的质量，操作人员必须经岗前培训，持证上岗。
八、 收尾工作
1、恢复轨道、道床的原有状态。
2、废弃物不得乱扔，收入蛇皮袋中统一处理。
3、做好焊接接头的标识，注意区分单元焊与锁定焊，位臵不得
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倒错。
4、清理所有设备、机具。
5、认真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），即在现场接头编号的基础上增加单元轨节的流水号与股别号。
6、其它几种情况
（1）现场铝热焊要求必须进行正火，则在热打磨之后，当焊缝处轨温降至500℃以下时，再用专用的正火加热装臵在焊缝周围均匀地加热，使焊缝处轨温升至850℃─950℃（通过型式试验确定具体值）．焊缝的冷却速度（从850℃─950℃降为560℃之前）不得大于3℃/s。
（2）连入焊时若轨缝宽度大于27mm，则需用钢轨拉伸器将前面的钢轨尾端往回拉伸，每拉伸１mm需松开25m钢轨的扣件（暂定），拉轨时，轨下应每隔10m垫入一个滚筒（轨底面高出胶垫10mm以上）。拉够长度后随即撤除滚筒，上好轨距块及弹条再检查轨缝宽度，轨缝宽度稳定，不变后，才能进行焊轨作业。 （3）天气寒冷时，松开无孔钢轨接头后应注意轨缝的变化，轨缝宽度变化不稳定，不能进行焊接作业。
（4）若在使用钢轨拉伸器的同时，需要进行焊轨作业，则轨温必须降至 370℃以下，才允许撤除钢轨拉伸器，而且在焊轨作业过程中，拉轨器必须保压良好，必须附有压力表，失压不得超过原有压力的1％（暂定）。
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九、 质量检查
1、焊接接头质量检查
探伤
钢轨类型 探伤根数 标 准 要 求 60kg/m(非热处理轨) 逐根检查 不得有未焊透、过烧、裂纹、气孔、夹碴等有害缺陷 1．探伤前应对探头进行检查；2.探伤时工件温度在50℃以下
注： 1、具体方法及要求见:TB/T1632-91。
2、焊接时(正式),必须对每个焊头的外观、不平度进行检查
2、现场检验
探伤条件、内容及要求;
1.1每个焊缝均应进行超声波探伤。
1.2探伤时钢轨接头温度必须小于50℃。探伤员必须持有二
级及以上无损探伤证书。
1.3探伤前必须用标准试块对探头进行检验。
1.4钢轨接头不得有未焊透、过烧、裂纹、气孔夹碴等有害
缺陷。
4、表面平直度允许误差见表4. 1。
焊接接头平直度允许偏差（mm/1m） 表4.1 焊头部位 轨顶面 轨头内侧工作面 轨底（焊筋）
设计速度v（km/h） 200＋0.2 0 ＋0.2 0 ＋0.5 0 0 十、安全事项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。
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。
3、机械操作人员必须按照机械操作规程进行操作。
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。
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。
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。
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。
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、 进行锯轨和打磨时，非操作人员应离开作业区至少5m以上。
11、 工地焊接后的废渣、废物等，要集中堆放，统一清理。 12、 其他事宜应遵守国家和铁道部现行有关规范、规则、规程和细则。
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