气压焊作业指导书.docx
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气压焊作业指导书
德大铁路Ⅱ标段轨道工程
编号:
03
气压焊作业指导书
单位:
编制:
审核:
批准:
2013年5月10日发布2013年5月10日实施
目录
一.使用范围1
二.作业准备1
三.技术要求1
四.施工程序及工艺流程1
五.质量要求7
六.现场施工人员组织8
七.现场施工机械组织8
九.安全及环保要求8
德大铁路轨道工程
气压焊施工作业指导书
一.适用范围
本指导书适用于德大铁路Ⅱ标段铺轨工程单元轨节焊接气压焊机在施工现场将已铺设的500m长轨焊联为1-2km单元轨节,经应力放散及锁定后形成跨区间无缝线路。
二.作业准备
2.1内业技术准备
2.1.1组织技术、管理人员进行学习,熟悉规范和技术标准;
2.1.2项目总工组织施工作业人员进行技术交底和培训;轨道车司机、焊接、探伤、安全、质检人员均持证上岗;
2.1.3根据核准的施工文件及资料,编制长钢轨布置表,提出轨料用料计划,并按施工组织设计要求下达施工计划;
2.2外业技术准备
2.2.1落实现场气压焊接施工所需要的人员、工具、机械设备,并调遣到位;
2.2.2根据钢轨焊接标准TB/T1632.1-2005、TB/T1632.4-2005规定,施工单位现场配置的气压焊设备均应通过对应的钢轨生产厂及钢轨牌号的型式检验,提交型检确定的各项工艺参数后才可以实施焊接;
三.技术要求
对现场焊接、热处理、接头粗磨、精磨、探伤及外观质检等关键岗位人员进行培训,使培训人员掌握质量控制要点和方法,且经考核合格。
对焊接设备提前进行试件型检及现场试焊,能够满足相关技术要求。
准备焊接作业过程中的各种作业表格,制定质量自控保证体系。
四.施工程序及工艺流程
4.1工艺流程
气压焊机在进场后需先进行焊接的型式试验,试验合格后方可上线进行焊接作业。
焊接工艺流程见图4.1
焊接工艺流程见图4.1
4.2施工方法
4.2.1钢轨焊接前准备工作
1.发电机组运行状态及供电情况正常与否,发现问题要及时处理,一定要保证在焊接全过程的正常供电。
2.接通电源检查高压泵站运转正常与否,发现问题及时解决以保证正常供给压接机的动力。
3.检查压接机各部件的完好情况,及运动部件运动情况保证使用正常。
4.加热器点火和试水,点火看火焰正常与否,有否堵孔等情况,试水看进、回水畅通否,发现问题及时调整解决。
5.检查气、水、油路是否有跑、冒、漏的情况,发现问题及时排除,保证焊接顺利进行。
6.检查氧气、乙炔瓶中气体是否够一个焊头的用量,不够时要及时更换。
7.凡穿越线路的所有气、水、油、电路要从钢轨下方穿过。
8.检查推凸装置,各部件灵活与否,与轨型是否适合,刀刃完整与否,一切正常后把后垫、前刀、底刀均放在便于操作的位置,以备使用。
4.2.2焊前钢轨端面打磨
端面处理的作业通常有两种:
一种是用锉刀手工锉平;另一种是采用端面打磨机以保证端面打磨的精度。
在打磨端头之前,要用钢丝刷和液体四氯化碳清除距轨端30毫米范围内和压接机夹紧部位钢轨表面上的油污水锈等。
如遇天气较寒冷需用火焰烘烤钢轨表面,待将钢轨表面的水气烤干后再打磨端头,烘烤长度为自轨端起400毫米。
在实际作业中,表面粗糙度宜控制在6.3(▽4),端面平面度和端面与钢轨纵轴线的垂直度公差在0.15毫米以内即符合要求。
在现场对已经打磨好的端头需要在30分钟内点火焊接。
4.2.3对轨和夹轨
1.窜轨
窜轨前先把长轨条拨到大致顺直的位置,然后利用起道机、道链、拉轨器等工具窜动钢轨,把两根钢轨之间的距离调整到合适的焊接位置。
2.对轨
将距离焊接端面20米以内的一段钢轨拨到与邻线平行且相距800~1000毫米的位置,然后在待焊轨的下面,焊缝的两侧各垫四块枕木墩。
第一块距离焊缝1.2—1.5米;其余相距4~5米。
枕木墩的尺寸为:
长400~500毫米;宽200毫米;高100~150毫米。
3.调整轨缝
在调整轨缝之前,应把压接机扣放在一侧待焊的钢轨上,然后把轨缝调整至8~15毫米,而且随轨温的升高或降低,轨缝取上、下限。
调整好轨缝后,把压接机移至焊缝处,保持压接机固定端(右横梁)内侧面距焊接中心230~235毫米。
4.夹轨
夹轨是通过固定压接机来实现的,二者是同步进行。
紧固轨顶螺栓,使待焊轨轨底与压接机轨底螺栓接触,然后用300毫米的平尺精调。
推进四块斜铁,并用手锤轻轻打紧,以调整左右偏差,使之符合要求后,打紧斜铁,并锁紧轨底螺栓,之后即可开动油泵进行预顶,预顶压力为16~18Mpa.
4.2.4安放加热器
1.将已分解开的加热器两侧体的火孔平面平行于钢轨的纵向轴线,自上而下分别插入到钢轨与压接机卧式导柱间的空隙中,再旋转90度,使滚轮的圆弧面与压接机圆柱上表面贴合。
2.两侧体相对,以上下合口处的定位装置为基准,扣合、拧紧螺栓。
3.利用加热器上专用的调整机构进行调整,确保加热器与被焊钢轨表面的间隙为24~25毫米,火孔平面应与钢轨纵轴平面垂直。
4.接通水、气管路。
4.2.5安放推凸装置
安放推凸装置前,首先检查推凸装置各部件,活动部分是否灵活,定位是否准确等。
另外检查推刀的刃口与钢轨周边的距离是否符合要求,要求轨头1~1.5毫米,轨腰1.5~2毫米,轨底1.5~2毫米。
1.刀垫的安放,推凸装置的安放:
是在已固定好的压接机上完成的,首先是放置刀垫,它可在点火焊接前安放亦可在顶煅焊接前安放(约在点火后4分30秒左右)。
放置时应注意使刀垫与拉块挂在压接机的左横梁(活动端)的内侧端板上,使下部的凸条放进压接机拉块的槽内,使刀垫与端板的内侧面密贴。
2.前刀体的安放:
在顶煅完成、加热器灭火的同时放置前刀体,放置时注意使连接体挂住刀垫之凸缘并落实;同时推进腰刀,使定位销落在定位孔内(操作时可听到磕嗒声);然后插入底刀,直到底刀的垫圈贴紧刀体侧面。
4.2.6点火焊接
1.点火
采用“爆鸣点火”,也就是无烟点火,点火位置要离开焊缝附近,以免污染焊缝。
点火时按照上道前室内试验选定的气体流量参数调整好氧气与乙炔的供给量,停3~4秒钟,用已点燃的焊炬(或割炬)点燃加热器,也可以用明火投掷方式点燃加热器。
2.加热器的摆动
点火调整好火焰后,应将加热器迅速摇回焊缝,加热时间长短等因素通过试验来确定。
加热器的摆动采用手工摆动,频率为50~80次/分。
加热器开始时摆动慢些、小些,在顶锻过程中要加快些,摆动量大些。
4.2.7加热及顶煅
在气压焊中,掌握好焊接温度是获得高质量焊头的重要因素,根据实验及理论研究,将焊接温度控制在1250℃,其表面温度约在1350~1400℃,这时钢轨表面已呈现半熔化状态。
在加热预顶和顶煅的情况下,两端面之间的原子互相扩散,重新再结晶成为一体,形成牢固的连接。
我们在焊接过程中,采用三段压力焊接法。
第1段:
初始段
采用26MPA金属面积的高压力,随加热时间的延续,被焊轨的焊接区由冷态逐渐升温,直至被加热区的钢轨表面产生微量塑性凸起为止。
第2段:
中间段
在钢轨被焊端面上,采用16MPA的低压力。
被加热区的钢轨产生塑性凸起是进入中间段的起始标志,达到焊接温度时,即应转入第三压力段的“焊接段”。
第3段:
焊接段
在钢轨被焊端面上,采用54MPA的高压力。
进入此阶段的起始标志是:
轨角出现单个(1.5~2mm²面积)熔池,有几个这样的熔池即可;轨头踏面处有随火焰而动的“镜面熔池”,其温度为1350~1400℃。
4.2.8焊瘤的推除
焊瘤的推除,亦称推凸。
焊接过程中进行到顶煅完了,加热器熄火的同时要迅速作如下工作:
当加热器即将熄火或没熄火时摘掉挂钩并拉向右横梁(固定端)与此同时,松开活动端轨顶螺栓,高压泵站换向倒车使左横量(活动端)带动刀垫后退,并松开本端两侧的斜铁(倒车后用手锤打斜铁即可松开)。
当后退到一定距离,目测间距能放下前刀体时即停止倒车,并立即换向,把换向手柄推至顶煅的位置准备开始推凸,与此同时迅速放置推刀的前刀体。
装刀的操作最好由三人操作:
一人打斜铁,两人装推刀,装时要快,应在10秒最多不超过15秒内装完进行推凸,特别在寒冷天气更要加快,否则完不成推凸的任务。
放完前刀体检查无误时,迅速开动截止阀以最大流量(即获得最快速度)进行焊瘤的推除工作。
推除工作分二刀进行:
第一刀为腰刀,轨腰焊瘤推下后,高压泵站油压下降,约2秒左右开始第二刀推除,是轨头及轨底焊瘤,当第二刀将焊瘤推下后,马上停止推凸,油泵换向准备倒车。
推凸后勾出焊瘤开始倒车,使活动端后退到焊前的位置后停泵,去掉压力拆除前刀体。
同时拆开加热器,去下加热器,去下压接机,至此,焊接过程全部完成。
4.2.9正火
采用气压焊焊接的钢轨,焊后必须进行正火处理。
1.正火起始温度
除瘤后,待焊缝区冷却到400~500℃时立即正火。
2.正火用的火焰
焊接完成后利用焊接加热器进行正火,使用比焊接火焰稍弱的火焰(弱炭化焰较好),可通过降低燃烧比,或降低供气量的办法到达。
3.加热温度
气压焊钢轨接头的正火温度定为870~920℃或850~900℃,不保温,当钢轨升高到这个温度时便熄灭火焰使其在空气中自然冷却。
4.加热器的摆动
在正火中,加热器的摆动采用两段摆动法:
第一阶段:
时间:
从0分到1分30秒
摆动量:
以焊缝为中心,总宽40毫米
摆动频率:
50~55次/分
效果:
这一阶段中采用小摆动量,使焊缝的粗大晶粒区迅速升温
第二阶段:
时间从1分30秒到2分钟或2分30秒(视气温高低而缩短或延长)
摆动量:
以焊缝为中心,总宽增至60毫米左右
摆动频率:
35~40次/分,要迅速通过焊缝且在两端略加停顿。
效果:
由于加热器在两端有停顿时间,所以两端的升温速度比第一阶段加快,以改善热影响区的性能,同时起到对中间焊缝区的保温作用。
使其尽可能多地完成细化晶粒的转变。
4.2.10焊后打磨
焊后钢轨的焊瘤虽经推凸除瘤或手工气割除瘤,都不能与原钢轨面平齐,要留有一定的凸出量,不能保证列车的平稳运行,更重要的是由于有凸出量,即造成钢轨截面的突变,引起应力集中,逐渐发展会形成裂纹,造成钢轨断裂,为此必须进行打磨处理。
一般用手砂轮机或专用钢轨打磨机打磨,主要对轨头的踏面、侧工作面、轨底平面、两轨角上侧面(30~40毫米范围内)进行打磨,具体要求是:
(1)焊缝处不得凹下,高出相临轨面不得大于0.2毫米。
(2)钢轨顶面用1米直尺测量,中间拱度不得超过0.5毫米。
(3)轨头工作侧面用1米直尺测量,中间凸出或凹下不得超过0.5毫米。
(4)轨底部分不许有凹陷,高出原轨不得大于1.5毫米。
4.2.11探伤
按照探伤要求,以轨底两角为重点,对焊缝进行全面超声波探伤,作好记录。
发现内、外缺陷要及时向施工人员反映,以便采取补救措施。
4.2.12焊接记录
指定专人(或工长),使用专门的记录表格,记录下焊接区段、轨号、焊接过程的各项参数及出现的与焊头质量有关的问题。
五.质量要求
5.1施工前应通过气压焊的型式检验,且应及时按要求做好生产检验确保焊接质量可控。
5.2每个焊接接头都应做好成品检验包括探伤检查及外观检查,确保各项检验均合格。
焊接接头外观质量要求见表5.1
序号
项目
允许偏差(mm)
1
轨顶面
0~+0.3
2
轨头内侧工作面
±0.3
3
轨底(焊筋)
0~+0.5
六.现场施工人员组织见表6.1
组别
人员类别
人数
备注
指挥
施工负责人
1
焊接组
焊接操作人员
4
焊接、打磨
探伤
1
焊缝验收、做记录
端面处理
2
操作控制箱、油泵、发电机
3
配合组
操作压机
4
配合对轨
拨钢轨
5
合计
20
七.现场施工机械组织
现场施工机械见下表表7.1
序号
设备名称
规格型号
生产厂家
数量
备注
1
锯轨机
G4228
湖南
2台
自有
2
发电机
5KW
重庆
2台
自有
3
内燃磨轨机
FMG-4.4
沈阳
2台
自有
4
手提砂轮机
9350N
/
2台
自有
5
超声波探伤仪
CTS-23B
广东汕头仪器厂
2
6
气压焊设备
1
八.安全及环保要求
8.1安全要求
8.1.1焊接点作业场地的布局
在焊接点作业场地上,摆放着氧气瓶、燃料气瓶、燃气管路、控制箱等各种通气储气设备,同时还有强大的焊接火焰,有时会发生有切割凸瘤的喷射火焰。
因此,随时都应注意防止着火爆炸。
为此提出下列要求:
1.氧气瓶、燃料气瓶、控制箱应布置在焊接和切割火焰的上风或侧风方向,禁止布置在火焰的下风方向。
2.氧气瓶、燃料气瓶、控制箱和火焰,四者之间都应相距5米以外,乙炔瓶需离开火焰10米以外,切勿布置在火焰的上风或侧风方向。
8.1.2焊接设备的安全使用
1.各种焊接设备及仪表工具都应轻拿轻放,严禁摔打、磕碰、划伤。
搬运及作业时,严防人身被设备伤害。
2.各种水、气管路及设备,要随时检查维修,不得在泄漏情况下工作。
3.焊轨前先对加热器试火,对全系统设备仔细检查,胶管接头应用管箍或铁线捆扎牢固,发现故障应及时排除,再次试火。
4.加热器发生回火、放炮时,应立即关闭气门、熄灭火焰,防止出现其它严重事故。
5.焊接过程中对所有的气、水胶管,严禁压、踩,要注意保证气、水管路畅通。
8.1.3劳动保护用品
根据焊轨作业中任务不同,应配属必须的劳保用品,每个参加施工人员都应按规定使用好劳保服装和用品。
8.2环保要求
8.2.1现场施工做到“工完料净,场地清”严禁遗留生活及施工垃圾在施工现场,施工过程中安排专人进行清理。
8.2.2为保证施工现场附近的生态环境不被破坏,严禁将废弃的油料等可能会对环境造成破坏的废弃物倾倒与施工现场附近的村庄中,应统一回收,统一处理,避免污染环境。
8.2.3为保证施工中噪音不对周边居民生活造成太大影响,应提前与施工现场附近的居民进行沟通;尽量减少影响。
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