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軌道鋁熱焊
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軌道鋁熱焊P24-QU120 1. 工藝原理： 鋁熱熔焊是一種用化學反應熱作為熱源的焊接方法。用化學反應熱作為熱源的焊接方法。焊接時，預先把待焊兩工件的端頭固定在鑄型內，然后把鋁粉和氧化鐵粉混合物（稱鋁熱劑）放在坩堝內加熱，使之發生還原放熱反應，成為液態金屬（鐵）和熔渣，注入鑄型。液態金屬流入接頭空隙，形成焊縫金屬，熔渣則浮在表面上。為了調整熔液溫度和焊縫金屬化學成分，常在鋁熱劑中加入適量的添加劑和合金。鋁熱焊具有設備簡單、使用方便、不需要電源等特點，常用于鋼軌、鋼筋和其他大截面工件的焊接。 此工藝創始于19世紀末，當時H.戈德施密特發現鋁粉與金屬氧化物可由外部熱源使之開始放熱反應，且一旦反應便可自行持續，這一反應的通式為： 金屬氧化物 + 鋁（粉）+附助劑→ 氧化鋁 + 金屬 + 熱能 2.特點和優點：1.焊接點的電流截流量和導線相等； 2.焊接點是.性的，不會因松動或腐蝕造成高電阻； 3.焊接點像鋼一樣，而比鋼本身更加堅韌，且不受腐蝕性產物的影響； 4.焊接點能經受反復多次的大浪涌（故障）電流而不退化； 5.焊接操作方法簡單，容易上手； 6.設備輕便，攜帶方便； 7.焊接時，不需要外接電源或熱源； 8.從外觀便能核查焊接的質量； 3.鋁熱焊接化學方程式3FeO + 2Al = 3Fe + Al2O3Fe2O3 + 2Al = 2Fe + Al2O3 3Fe3O4+ 8Al = 9Fe + 4Al2O3 4.鋁熱焊接操作要點：（1）影響焊接效果的因素 一個良好的焊點表面豐滿光亮、沒有氣孔、夾渣，切開后其剖面成一整體無氣孔與瑕疵。影響到焊接效果的.主要原因是濕氣或水氣，由于模具、焊粉及被焊接物內均可能吸附水分，因此如何防止或驅除水氣，是焊接時必須采取的.重要步驟。另一影響焊接效果的因素是模具及被焊接物的清潔程度，如被焊接物表面的塵土、油脂、氧化物或其它附著物必須清除，使其潔凈光亮后才可進行焊接作業，否則焊接后的焊點的導電性能與機械性能將受到影響。如果模具內遺留的殘渣不完全清除，將造成焊點表面不平滑、不光亮。綜上所述，注意要點：①驅除水氣（可用噴燈烘烤），②清潔被焊接物，③清潔模具 （2）焊粉應用時注意事項 ①每包焊粉對應一個焊點，焊粉牌號需與模具相對應，使用前需仔細對照確認。 ②焊粉出廠時對于其防潮已采取多層保護，但建議妥善保存避免受潮。 5.焊前準備工作（1）每次開工前用加熱工具（噴燈或烘干箱）烘烤干燥模具，驅除水氣。 （2）每次使用完后清潔模具，用軟毛刷或其它軟性物品，避免損壞模具。 （3）檢查模具接觸面的密合度，防止操作時銅液從縫隙處滲漏出來。 （4）模夾是用于開合模具的，模夾的緊密度對焊接的效果有影響，請在焊接開始之前認真檢查模夾，并做適當調整。 （5）模具由石墨做成，比較脆弱，無法承受拋甩與強力沖擊，故不可將超出模具尺寸的焊接物強行放入模具，或使用堅硬的物質和工具來清除殘渣。
6.施工工藝流程及程序 （1）. 現場鋁熱焊接工藝流程圖 現場鋁熱焊施工工藝流程圖 A.在焊接現場準備工作→鋼軌端頭的對正準備→軌道口截面打磨→安裝砂模、底模→封泥→ 預熱→安放坩堝→倒入整包鋁粉混合焊劑→點燃焊劑→氧氣丙烷助燃→燃燒全部→澆注。 B.收尾工作→拆除砂模→推瘤→冷打磨。 （2）. 施工前準備 對物品類型及數量進行清點，并進行機械設備的調試。 軌道的準備工作:當焊頭距離軌枕邊緣小于100mm或在軌枕上，應挪 開軌枕直至不影響立模為止，再扒開軌枕盒內的道碴，深度100mm，如 果預計在施工過程中鋼軌伸縮量較大或溫度劇烈變化時，使用拉軌器鎖 定軌端15m范圍內的線路，松開線路上待焊頭處附近三根軌枕的扣件， 若是曲線地段適當多松幾根軌枕扣件。 (3).鋼軌端頭的準備 用電動鋼絲刷或者打磨機清理待焊鋼軌接頭端面及距軌端150mm范 圍內全部斷面，以除去氧化物，待焊軌頭兩端面和軌底邊緣必須嚴格保 證干燥清潔。 檢查端部尺寸，并確認端頭鋼軌無裂紋、壓塌、飛邊、補焊等缺 陷。如有軌頭有壓塌現象，應先進行鋸軌。鋸軌時應注意：保證鋼軌斷 面垂直，不能內斜，確保澆注時鋼水能灌滿軌縫；將1m直靠尺靠在鋼軌 頂面上，用塞尺塞縫確定應鋸掉鋼軌的長度，將軌頭壓塌部分完全鋸 掉，避免焊頭成馬鞍形。 (4).鋼軌端頭的對正 使用兩個對軌架對鋼軌焊頭進行接頭校正，不準用鐵錘撞擊鋼軌或 強行對正。對正架的位置應放在離焊頭2-3根的軌枕上。 調整時應使兩接頭保持規定間距，水平縱向對直，不得扭轉。 (5).間隙調整 軌端間隙必須在23～27 mm之間。在焊接過程中必須保持間隙不變從對軌開始禁止在兩端50m范圍內松動扣件、起撥動線路，直至焊接完 畢。尖點（垂直對正）：在焊接之前，兩端鋼軌向上應有一交點 （見“尖點對正示意圖”），這樣.不會因為焊完后的冷卻造成焊頭凹 陷，并能保證留有一定的凸出余量供打磨。 (6).水平對正 用直尺規分別檢查鋼軌對接尺寸的一段鋼軌軌頭、軌腰和軌底，如 果兩根鋼軌不一樣寬，將兩端鋼軌的中心線對齊，差異均分。 (7).安裝砂模、封泥 砂模安裝前應在鋼軌上輕輕摩擦，以使其與鋼軌結合得更緊密，所 有影響砂模.定位的斷面缺陷（如毛刺等）必須去除，砂模的中心線 與鋼軌接頭的軸線必須在同一條直線上。 先安裝底板（底板安裝后，復查鋼軌軌縫、拱度、方向有無變 化），后安裝側模，再用砂模固定夾將砂模定位，用防塵罩蓋住砂模上 口，防止污物掉入砂模內腔。 (8).用封箱泥封箱、安裝渣盤 在砂模的出料口及夾具螺紋處抹上防漏泥，使砂模與鋼軌之間嚴實 密封，防止澆注時“跑火”，將渣盤與砂模間的連接處密封。 (9).預熱 為消除砂模中殘余濕氣和提高鋼軌及砂模的溫度，焊接之前要進行 預熱。 將點溫計置于鋼軌上，隨時觀測鋼軌溫度。 預熱操作方法：使用調節器增大壓力，一直獲得丙烷壓力為 6.施工工藝流程及程序 （1）. 現場鋁熱焊接工藝流程圖 現場鋁熱焊施工工藝流程圖 A.在焊接現場準備工作→鋼軌端頭的對正準備→軌道口截面打磨→安裝砂模、底模→封泥→ 預熱→安放坩堝→倒入整包鋁粉混合焊劑→點燃焊劑→氧氣丙烷助燃→燃燒全部→澆注。 B.收尾工作→拆除砂模→推瘤→冷打磨。 （2）. 施工前準備 對物品類型及數量進行清點，并進行機械設備的調試。 軌道的準備工作:當焊頭距離軌枕邊緣小于100mm或在軌枕上，應挪 開軌枕直至不影響立模為止，再扒開軌枕盒內的道碴，深度100mm，如 果預計在施工過程中鋼軌伸縮量較大或溫度劇烈變化時，使用拉軌器鎖 定軌端15m范圍內的線路，松開線路上待焊頭處附近三根軌枕的扣件， 若是曲線地段適當多松幾根軌枕扣件。 (3).鋼軌端頭的準備 用電動鋼絲刷或者打磨機清理待焊鋼軌接頭端面及距軌端150mm范 圍內全部斷面，以除去氧化物，待焊軌頭兩端面和軌底邊緣必須嚴格保 證干燥清潔。 檢查端部尺寸，并確認端頭鋼軌無裂紋、壓塌、飛邊、補焊等缺 陷。如有軌頭有壓塌現象，應先進行鋸軌。鋸軌時應注意：保證鋼軌斷 面垂直，不能內斜，確保澆注時鋼水能灌滿軌縫；將1m直靠尺靠在鋼軌 頂面上，用塞尺塞縫確定應鋸掉鋼軌的長度，將軌頭壓塌部分完全鋸 掉，避免焊頭成馬鞍形。 (4).鋼軌端頭的對正 使用兩個對軌架對鋼軌焊頭進行接頭校正，不準用鐵錘撞擊鋼軌或 強行對正。對正架的位置應放在離焊頭2-3根的軌枕上。 調整時應使兩接頭保持規定間距，水平縱向對直，不得扭轉。 (5).間隙調整 軌端間隙必須在23～27 mm之間。在焊接過程中必須保持間隙不變從對軌開始禁止在兩端50m范圍內松動扣件、起撥動線路，直至焊接完 畢。尖點（垂直對正）：在焊接之前，兩端鋼軌向上應有一交點 （見“尖點對正示意圖”），這樣.不會因為焊完后的冷卻造成焊頭凹 陷，并能保證留有一定的凸出余量供打磨。 (6).水平對正 用直尺規分別檢查鋼軌對接尺寸的一段鋼軌軌頭、軌腰和軌底，如 果兩根鋼軌不一樣寬，將兩端鋼軌的中心線對齊，差異均分。 (7).安裝砂模、封泥 砂模安裝前應在鋼軌上輕輕摩擦，以使其與鋼軌結合得更緊密，所 有影響砂模.定位的斷面缺陷（如毛刺等）必須去除，砂模的中心線 與鋼軌接頭的軸線必須在同一條直線上。 先安裝底板（底板安裝后，復查鋼軌軌縫、拱度、方向有無變 化），后安裝側模，再用砂模固定夾將砂模定位，用防塵罩蓋住砂模上 口，防止污物掉入砂模內腔。 (8).用封箱泥封箱、安裝渣盤 在砂模的出料口及夾具螺紋處抹上防漏泥，使砂模與鋼軌之間嚴實 密封，防止澆注時“跑火”，將渣盤與砂模間的連接處密封。 (9).預熱 為消除砂模中殘余濕氣和提高鋼軌及砂模的溫度，焊接之前要進行 預熱。 將點溫計置于鋼軌上，隨時觀測鋼軌溫度。 預熱操作方法：使用調節器增大壓力，一直獲得丙烷壓力為 0.07MPa，氧氣壓力為0.49MPa，然后關掉鋼瓶；將加熱器裝于支架上， 調整噴咀對準砂模的中心，并將分流塞放在砂模的邊緣上，將加熱器從 支架上拿開，點燃噴火咀；調整丙烷氣（0.07MPa）和氧氣的壓力 （0.49MPa）及混合比，以得到.佳火焰，火焰長度（藍色部分）約 12mm。 預熱時間從火焰調節好之后計起，用跑表嚴格控制。預熱時間根據 軌型選定（60kg/m鋼軌為5分鐘）。 預熱完成后，先關掉丙烷氣，后關掉氧氣將預熱器拿出，操作時注 意不要將砂模壁碰壞，預熱時要注意觀察各縫隙上的防漏泥是否有裂紋 或掉下，并采取相應的措施。 (10).澆筑 預熱完畢后，將坩堝迅速放在模具上，并對準位置，迅速點燃火 柴，插入焊劑中心25mm深。從預熱完成至點燃焊料不得超過30秒。當廢 渣停止流動時開始計時，5分鐘后可將坩堝、廢渣盤移去并棄置防火棄 裝有少量干砂土的渣處渣坑內。 (11)拆除砂模與推瘤 在澆注5分鐘后，移走廢渣盤和一次性坩堝，拆除砂模；在澆注6半鐘后，將多余的焊料切除掉，軌基處凸出的焊料打彎，以便打磨機打磨焊頭；放上推瘤機，迅速推除焊瘤，推瘤時應進行雙向推瘤。除瘤后殘余部分不大于1.5mm，也不得小于0.5mm。 (12).熱打磨 在線路恢復通車前，焊頭必須進行熱打磨：在熱打磨時，應在鋼軌 踏面上保留至少高出鋼軌0.8mm的焊頭金屬；打磨焊頭的內側及外側與 鋼軌的兩側平齊；在澆注完15分鐘后去掉楔子或鋼軌對正架，以便讓焊 頭冷卻至水平；假如使用了起軌器來使鋼軌端頭降低，可以澆注后過30 分鐘將其撤掉。 (13).冷打磨 冷打磨是為了除掉由于焊接生成的任何幾何不連續，也是為了.終 對焊頭的驗收。冷打磨應在澆注后1小時后進行，先去掉軌基抬高器， 目測尖點，對鋼軌表面進行冷打磨使其整體平齊，注意千萬不要在某一 處打磨過度而造成鋼軌淬火。 (14).清理 對焊縫區焊帶邊緣清理，除去毛刺及凸棱，并清理焊接現場，將機 具等撤出線路
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