轨道接头焊接工艺
1.钢轨变形的控制
在施焊过程中钢轨接头将向下弯曲变形,为此在焊接前必须将钢轨端头垫起一定的高度以保证在焊接完毕后,钢轨能保持平直。
预先垫起的高度,依钢轨的品种、长度和固定情况以及施焊时的环境温度等因素而定,在一般情况下,建议采用下图所示做法。
预先用赤铜垫板将钢轨端头垫起40~60mm,利用已制作好的螺栓和压板等联结件,拧紧螺帽使钢轨固定在吊车梁上,每一钢轨接头附近应至少设置4处固定点。当焊完轨底部分以后,松开压板,将钢轨端头的垫起高度降低到20mm,再拧紧压板螺帽,当把轨腰部分焊完后,拆除全部垫板并松开压板,此时钢轨接头处应该有很小的上挠值,在施焊轨头过程中,根据钢轨恢复平直的情况,决定是否再拧紧压板螺帽。
在全部施焊过程中,须随时用直钢板尺检查钢轨接头的变形情况,随时调整接头的垫起高度和紧松压板来控制钢轨接头的焊接变形。在施焊前固定钢轨接头时,两根钢轨端头之间所留间隙是上宽下窄,以轨底间隙为标准,不得小于12mm也不宜过宽,一般控制在12~ 14mm范围内。
在调整固定钢轨端头时,除了保证端头间隙的尺寸外,还必须使两根钢轨端头对齐,不得有歪扭和错开等现象。在焊接前与施焊过程中,应严格检查并确保两根钢轨的中心线的位置在一条直线上,防止焊接完毕的通长轨道有弯曲现象发生。
用弯钩螺栓固定的钢轨,焊接其轨道接头时,可根据具体情况参照上述方法,设置临时卡具固定钢轨,以便焊接。
2.预热与回火处理
钢轨端头在焊前的预热和焊接完成后的回火处理是提高焊接质量的重要措施。对于在较低温度下(例如在露天或冬季施工等情况)进行焊接的轨道,采用这项措施尤其必要。
预热与回火均采用普通的气焊喷嘴围绕轨头、轨腰和轨底反复进行加热。应尽可能使钢轨全截面加热均匀,要特别注意轨底的加热质量。
两根钢轨端头的预热范围各为20~30mm,预热温度为250℃左右。钢轨焊接接头的回火温度为600~700℃,从焊缝中心算起两边各为40mm作用作为回火处理的范围。
当条件限制不能使用仪表测定加热温度时,可按照经验办法处理。例如,采用7号喷嘴时,喷烧时间一般10分钟左右即可达到预热的温度。将钢轨接头需要回火的部分喷烧到红状(当火焰移开后红状会渐渐消失)时,可以认为满足了回火要求。
回火温度达到要求后,立即用装有石棉灰的保温箱包起,使其缓冷到常温,便于拆装的轻型保温箱可用一块石棉底板和两块木制的侧壁板组合而成。
3. 焊接工作
每焊接一个钢轨接头,需要电焊工和清渣工共两人配合进行。气焊工只在预热与回火时才进入现场工作。施焊的好坏和除渣是否干净是影响钢轨接头质量的决定因素,因此,在施焊前应该进行必要的操作练习。
焊接钢轨接头的顺序是由下向上,先轨底后轨腰、轨头,最后修补周围。焊接轨底时用的赤铜垫板和焊接轨腰、轨头时用的赤铜夹板与赤铜托板的构造见下图:
赤铜夹板和赤铜托板的宽度为80mm,厚度为10mm左右,其弯曲形状应与钢轨外形相
吻合。为了,加强焊缝,在板中央与轨缝相对应的部位,将赤铜夹板和赤铜托板开槽,其尺寸如剖面图所示。固定夹板或托板的形弹簧钳可采用扁钢或钢筋制作。
采用直径为4mm的碱性低氢型电焊条(符合GB规定的E5016、E5015)焊接钢轨接头,焊条须在直流电焊机上反极使用。施焊轨底的第一层焊波时,使用电流大(180~200A)以便容易焊透和排渣;以后几层焊波可以使用160~180A电流,每焊完一层焊波必须把熔渣排除干净后才能继续施焊。轨底焊完后,将赤铜夹板紧密贴于轨腰两侧,夹板上的槽与钢轨间隙对正。使用150~170A电流,从轨腰的下部向上施焊。每焊完一根焊条便取下赤铜夹板,清除熔渣,赤铜夹板用水冷却并清除粘着的熔渣后,再重新贴在钢轨两侧继续施焊。这样重复进行到把轨腰焊满为止。将赤铜托板安装以后开始焊轨头。每焊完一层焊波便取下托板清渣一次,直至焊完为止,使用电流为150~170A。最后对焊缝周围未焊饱满之处进行补焊。在施焊每层焊波时,尤其在施焊轨底的每层焊波时,应使用一根焊条焊完,中间应尽量避免因接用焊条而断弧。前后两层的焊波的施焊方向应相反。506是低氢型加铁低碳钢电焊条,交直流两用。可进行全位置焊接。其特点是皮含有铁、焊接效率高(熔敷效率为110%左右)可以减少焊接层数,对平焊和平角焊具有良好焊接工艺性。焊敷金属机械性能非常优良。用于焊接中碳钢和低合金钢结构,如16Mn、09Mn2Si和船舶用A、B、D、E级钢等,也用于厚板及可焊性较差的碳钢结构的焊接。J506焊接后的焊缝成型较酸性焊条难看,如果在钢结构盖面时可以用酸性焊条。1焊条在使用前须经350-400℃烘烤小时。2焊接前必须对焊件上的铁锈、油污、水份等杂质清理洁净。3焊接时须用短弧操作以窄道为宜。
每个钢轨接头的焊接工作应连续进行,以使钢轨端头保持有较高的温度,如因故中途长时间停焊时,在再次焊接前须重新进行预热。钢轨接头不宜在低温环境内进行焊接工作,如在冬季施工时,应采取措施使钢轨接头在施焊与热处理过程中,避免急剧冷却现象。在焊接过程中,回火处理后尚未冷却前,必须防止雨水和冰雪淋湿,采用合适的扁钎与小榔头打掉熔渣,渣沫可用压缩空气吹净。已烧热的赤铜夹板或赤铜托板是用长柄钳取下并在水桶内沾水冷却。
4.钢轨焊接接头的磨平处理
钢轨焊接接头已回火并冷却到大气温度以后,对轨头的顶面和两侧面的焊缝应进行磨平处理。当焊缝凸起过大时,可先用扁铲将焊波铲除一部分,然后用电动手持砂轮将焊缝磨到与钢轨头平齐,最后用锉刀或细砂纸将表面磨光滑一些,消除大的刻痕。
