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二○○五年三月
基地長鋼軌焊接施工工藝
1.目的
本工程的鋼軌鋪設(shè)均采用在鋪軌基地將25m的全長淬火和普通PD3鋼軌（攀鋼）焊接成長250m的長軌條后，再通過機械或人工鋪軌鋪設(shè)到線路上。
2.施工設(shè)備的配屬及方案
配置目前世界上最先進的鋼軌焊軌生產(chǎn)設(shè)備，包括瑞士蘇萊特公司GAAS80/580型焊軌機，瑞士能斯凱MBS-14型軌端除銹刷面機、SPM-4N型焊縫四方向調(diào)直機和MMA-14型焊縫精磨機，法國拉伊臺克公司中國合資廠生產(chǎn)的700m鋼軌輥輪輸送線和焊縫冷卻隧道等。生產(chǎn)線上配備的國內(nèi)設(shè)備有：2臺 10t行走式龍門吊；20臺3t固定龍門吊；帶鋸床、軌端校直機、正火裝置（含壓風機）各1套；2臺變壓器及配套的變配電設(shè)施，同時配備發(fā)電機組。設(shè)標準軌存放臺位5個；長軌條存放臺位1個；選軌平臺1處。生產(chǎn)線上配備中央計算機控制系統(tǒng)，是一條全自動的長軌條焊接生產(chǎn)線。
使用25m標準軌（不帶孔），焊接成250m長軌條，采用瑞士SCHLATTER公司的GAAS80/580 焊機進行焊接作業(yè)，并經(jīng)過打磨、正火、四向調(diào)直、精磨、探傷等多道工序，生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品，符合TB/T1632-91的各項要求。
3.施工工藝和方法
3.1工藝流程見圖。
3.2施工方法
（1）短鋼軌裝卸、存放
運軌車對位后，利用10t軌道式門吊、采用特制扁擔梁(配專用鋼軌吊具)進行卸車，鋼軌兩端懸長為6m。卸車時，三根一組。鋼軌卸至平臺，扣放排列，排列平直、整齊、牢固。多層存放時，每層支墊間距不大于5m，上下層支墊垂直對齊，偏差不得超過200mm。不同鋼種及軌型的鋼軌實行分類堆碼。每層堆放量不得超過120根，堆放不得超過6層。不同類型、不同軌種不得混放，要標識清楚，堆放在存軌臺上的鋼軌，要與相鄰的鋼軌留有50mm間隙，以便下次吊運方便。
（2）選配軌
10t移動門吊運軌至選軌平臺，人工散開鋼軌，每次1組（3根），散開鋼軌，做好焊接順序標號。檢查鋼軌全長表面質(zhì)量，對合格鋼軌進行焊前配置。利用專用測量工具(1m、1.5m專用直靠尺、游標卡尺、深度尺、塞尺、鋼卷尺、標準軌型樣板)對鋼軌平直度、鋼軌斷面尺寸、鋼軌長度和表面質(zhì)量進行檢查。對軌端 1.5m范圍內(nèi)平直度超標的鋼軌，利用軌端校直機校直至合格。不符合焊接要求的短鋼軌分類堆碼。根據(jù)配軌表長軌條長度對合格鋼軌進行焊前配置，并順序進軌。
根據(jù)需要長度使用帶鋸床鋸軌。
（3）軌端除銹刷面
利用除銹刷面機對鋼軌的頂面、軌底面及端面進行除銹、除銹范圍距軌端50～600mm，經(jīng)刷銹打磨后鋼軌表面露出金屬光澤，刷銹打磨深度不超過0.2mm。
MBC-14-L型鋼軌除銹機的自動操作程序是：A、完成操作前的準備程序，機器處于初始狀態(tài)。B、操作盤上的手動狀態(tài)按鈕燈亮，如果除銹機內(nèi)沒有鋼軌，輸入和長軌頭按鈕燈閃亮。C、如果按長軌頭按鈕，長軌頭按燈亮，按自動狀態(tài)按鈕，按鈕燈亮，接通鋼軌傳送選擇開關(guān)和控制開關(guān)，待除銹鋼軌由操作人員控制，從傳送輥道進入鋼軌除銹機，鋼軌的尾端被停止于位置2，下一根待除銹鋼軌的前端停在位置1。D、自動除銹過程開始，自動進入水平除銹、間隙控制、垂直除銹作業(yè)。E、除銹作業(yè)完成后，前根鋼軌被自動移出除銹機。后一根鋼軌由操作人員控制向出口移動，鋼軌尾端自動停于位置2。F、輸入按鈕燈亮，準備進行下一作業(yè)循環(huán)。G、自動作業(yè)中，在水平或垂直按鈕燈閃亮時，可再次重復前次的作業(yè)。
（4）焊接
將10根25米標準鋼軌焊接成250米長鋼軌。利用GAAS80／580閃光對接焊機焊接：
A、作業(yè)準備。全面檢查焊機各系統(tǒng)狀態(tài)，按規(guī)定進行潤滑和保養(yǎng)試運轉(zhuǎn)正常。B、檢查待焊軌符合焊接要求，確認焊接工藝參數(shù)符合規(guī)定。C、控制開關(guān)置于自動位置，啟動鋼軌輸送輥道，將左軌置于待焊位置，清潔規(guī)定部位后，進行左軌夾持對中。D、啟動鋼軌輸送輥道，將右軌置于待焊位置，清潔規(guī)定部位后，進行右軌夾持對中。E、自動對中完成后，檢查鋼軌是否符合對中要求，若有錯位，應進行手動調(diào)整。F、確認無誤后，關(guān)閉防護屏，接通焊接電流開關(guān)，按焊接啟動按鈕，開始焊接。焊接過程包括閃平、預熱、燒化、頂鍛、保壓5個階段，焊接循環(huán)分為9步。閃平是將焊件端面凸出部分接觸閃光，燒掉凸出部分，實現(xiàn)端面閃平，保證焊件端面全截面接觸，然后對焊件預熱，并對端面出現(xiàn)的氧化膜進行閃光燒化，加速燒化后，焊機自動進入頂鍛階段，快速擠壓鋼軌，頂鍛力最大為800kN。自由頂鍛，頂鍛量為14—17mm。焊機自動焊后推凸，保證軌頂面及軌頭兩側(cè)面的殘留量不大于0.6mm，軌角上表面不大于0.8mm，其余部位不大于 1.0mm，避免切及母材。G、焊接過程完成后，拉開防擴屏，清除毛刺和焊渣，輸送焊接的鋼軌，準備下一個接頭的焊接。H、作業(yè)結(jié)束后，按規(guī)定順序停機，對焊機進行清潔和保養(yǎng)，切斷電源和冷卻水流。
（5）、焊接接頭軌底打磨。軌底采用人工手持砂輪機縱向打磨。先將軌底上表面焊縫兩側(cè)各150mm范圍內(nèi)打磨順平，然后距兩側(cè)軌底角邊緣各35mm范圍內(nèi)打磨平整，最后打磨軌底面，確保軌底凸出量0～＋0.5mm。母材打磨量不超過0.5mm。打磨過程中，避免砂輪沖擊鋼軌和在鋼軌上跳動，產(chǎn)生凹坑，并防止進刀量過大和時間過長，造成鋼軌表面發(fā)黑、發(fā)藍。
（6）、焊接接頭正火(配備風冷)。采用ZH-2/160KW型感應正火設(shè)備對接頭進行正火。當焊接接頭溫度低于500℃時，進入中頻電感應圈對鋼軌焊縫加熱到900℃(±10℃)。加熱到規(guī)定溫度后，用0.13—0.15Mpa無油壓力空氣冷卻2分鐘。使焊縫機械性能提高。軌溫控制采用GD光電測溫儀 (400℃—900℃)實測。通過正火，細化晶粒；通過快速冷卻，提高接頭的硬度等力學性能指標。
（7）、軌頂面及軌頭兩側(cè)面焊縫粗打磨。用人工手持砂輪打磨，將軌頭頂面、兩側(cè)面的殘留焊瘤及全部毛邊除盡，保持軌頭原圓弧部分形狀，避免打虧。打磨后保證焊縫較鋼軌母材高0.6mm。打磨過程中，避免砂輪沖擊鋼軌和在鋼軌上跳動，產(chǎn)生凹坑。手砂輪打磨到焊頭中焊瘤的部位時，避免用力長時間打磨一個位置。否則，容易出現(xiàn)馬氏體。
（8）、焊縫水冷卻。鋼軌溫度低于250℃后進入冷卻隧道，進行水冷卻。冷卻隧道利用霧化循環(huán)水進行鋼軌焊縫冷卻，冷卻時間一般為2-4分鐘，冷卻鋼軌焊縫溫度低于50℃或與鋼軌溫度一致為止。
（9）、焊縫四向調(diào)直。鋼軌調(diào)直前，先利用直線度電子測量系統(tǒng)檢測焊縫兩側(cè)各500mm范圍內(nèi)的平直度，并確定踏面和內(nèi)側(cè)作業(yè)面調(diào)直位置和調(diào)直力，然后利用SPM-4N四向調(diào)直機(帶自動測量裝置)進行調(diào)直。調(diào)直完畢，再用測量系統(tǒng)檢測焊縫兩側(cè)各500mm范圍內(nèi)的平直度。若焊縫兩側(cè)直線度超出0～＋ 0.3mm/m范圍，需重新調(diào)直。
（10）、焊接接頭精磨。精磨前，利用直線度電子測量系統(tǒng)檢測焊縫兩側(cè)各500mm范圍內(nèi)的平直度，并確定踏面和內(nèi)側(cè)工作面的磨削量。使用MMA-14A 型精磨機(帶自動測量裝置)精磨時，要確定磨石進給量。精磨過程中，注意觀察精磨進度，并及時調(diào)整仿形角度。精磨完畢，用測量系統(tǒng)檢測焊縫兩側(cè)各 500mm范圍內(nèi)的平直度，若直線度超出0—+0.3mm／m范圍，需重新精磨，直至合格。
（11）、焊縫超聲波探傷。使用CTS-26A超聲波全斷面組合探頭探傷儀對焊縫進行無損探傷。探傷前，清理焊縫兩側(cè)各40cm范圍內(nèi)的銹斑、焊碴、水漬等；
將焊縫兩側(cè)各40cm范圍的鋼軌均勻涂油，并安置好探傷儀探頭，確保探頭與鋼軌間密貼。每班作業(yè)前，探傷儀利用標準件進行標定，確定探傷靈敏度。使用探傷儀22dB頻率對焊縫的軌頭、軌腰及軌底進行超聲波穿透掃描，發(fā)現(xiàn)焊頭存在缺陷，再用26dB對缺陷放大掃描，確認缺陷的性質(zhì)、位置和面積，對存在過燒、未焊透、裂紋、氣孔夾碴、鑄態(tài)金屬組織、灰斑單個面積超過10mm2或總面積超過20mm2的焊頭予以截除，重新焊接。
（12）、長鋼軌最終檢驗。利用專用lm直尺、塞尺、波紋測量尺、軌溫計、50m鋼卷尺等測量儀器對每一個焊縫外觀尺寸進行最終檢驗，測量并記錄長鋼軌出廠軌溫和長度。對合格長鋼軌簽發(fā)出廠合格證。
（13）、長鋼軌存貯、裝車。2500m長鋼軌存放區(qū)設(shè)有18臺3t固定式龍門吊，龍門吊電動葫蘆采用單控和集中控制相結(jié)合。長軌存放區(qū)軌墊間距不大于 5m。多層存放時，保持軌墊垂直對齊、平整、穩(wěn)定。在長鋼軌吊起移動過程中，保證相鄰兩個夾具高度差不大于15cm和水平位置直線偏差不大于15cm，防止長鋼軌吊裝過程中變形。不同軌型的長鋼軌分類堆放。
4.正火前，鋼軌焊接接頭的溫度低于500℃，正火加熱的溫度要嚴格執(zhí)行經(jīng)過型式試驗的技術(shù)參數(shù)。
5.焊頭在冷卻前，溫度控制在200℃以下。
6.四向調(diào)直前，根據(jù)室外環(huán)境溫度確定上拱調(diào)整量。根據(jù)經(jīng)驗，在常溫下，調(diào)整上拱為0.15-0.35mm，氣溫在－10℃－0℃，變化量約為0.1mm/20℃。
7.焊頭打磨時磨削量適當，表面不得出現(xiàn)發(fā)黑和發(fā)藍現(xiàn)象；不得橫向打磨；打磨時砂輪機不得跳動，打磨表面要光整；圓弧過渡輪廓要圓順，不得有明顯的凸出和棱角。
8.存軌臺位基礎(chǔ)穩(wěn)定，臺位頂面水平和平順，以防止長鋼軌條的放置后發(fā)生變形。
9.各工位使用的量具要定期校檢。
10.各工序作業(yè)人員認真如實地填寫各自的質(zhì)量記錄，質(zhì)量記錄清晰、規(guī)范，不得有涂改現(xiàn)象。
11.每個焊接接頭的記錄圖紙，由焊軌車間技術(shù)人員進行檢查，分部質(zhì)檢人員每班按不少于10%的比例進行抽查。
12.技術(shù)資料要妥善保管及歸檔，保存期不得少于一個線路大修周期。
13.焊軌中心的任務分工及檢測機具設(shè)備
根據(jù)我單位在秦沈客運專線焊軌的成功經(jīng)驗（此經(jīng)驗已列入鐵道部工法），結(jié)合本工程的實際特點，特成立以下一套完整的施工、檢測組織機構(gòu)和檢測設(shè)備，從而確保焊接的長鋼軌的焊接質(zhì)量。見下圖。
焊軌中心組織機構(gòu)

14.安全措施
14.1安全實行規(guī)范化管理。焊軌中心將設(shè)備操作規(guī)程、崗位安全責任制編成《管理手冊》，人手一冊。每季度進行安全常識考核和安全檢查。
14.2警示標志。對配電、高溫部位設(shè)有防觸電、防觸摸標志。廠區(qū)內(nèi)嚴禁吸煙。
14.3起吊作業(yè)必須佩帶安全帽，手工打磨必須戴口罩和防護眼鏡。
14.1所有操作人員持證上崗；
14.2電工、配軌、焊接、人工打磨、質(zhì)量檢驗配備一名有一定工作經(jīng)驗的技師，探傷人員具備二級以上資質(zhì)；
14.3新工人每季度進行理論考核。
14.4 要經(jīng)常檢查龍門吊各部動作是否正常，檢查鋼絲繩是否完好，如發(fā)現(xiàn)問題及時更換，并應予報廢。作業(yè)時不得站在重物下方，至少3m以外。在作業(yè)過程中，要有專人負責，統(tǒng)一指揮，協(xié)同動作。
14.5 鋼軌在吊運堆碼過程中，要輕吊輕放，嚴禁撞擊，以防損壞鋼軌。
14.6 鋼軌行走檢查時，不可用手直接摸擦鋼軌，翻動鋼軌時，注意人
焊軌中心機具設(shè)備一覽表
班組 工位 名 稱 規(guī)格型號 單位 數(shù)量 用 途
（一） 焊
前
組 配軌 輔助輥輪輸送線 套 1 軌端調(diào)直輸送
移動門吊 10t×20m 臺 1 卸軌、儲存
標準直尺 1m、1.5m 件 各1 檢驗
游標卡尺 300mm 件 1 檢驗
深度尺 100mm 件 1 檢驗
塞尺 把 1 檢驗
鋼卷尺 25m 把 1 檢驗
標準軌型樣板 套 1 檢驗
軌端
校直 軌端校直機 315t 臺 1 調(diào)校軌端
特制鋼尺 1.5m 件 1 檢驗
鋸軌 帶鋸床 GB4032C 臺 1 鋸軌
鋼板尺 300 件 1 檢驗
除銹 刷銹機 MBC-14-L 臺 1 軌端除銹
手砂輪機 臺 1 補充除銹
備軌 固定式門吊 3t×10m 臺 2 備軌
打測標 鋼卷尺 25m 把 1 測量
軌溫計 0～50℃ 個 1 測量
拉力秤 件 1 輔助
磁力座 件 1 輔助
（二） 焊
接
組 焊接 主滾輪輸送線 套 1 輸送鋼軌
焊機 GAAS80/580 臺 1 焊接
特制缺口鋼板尺 1m 件 1 測量起拱量
軌底軌角打磨 手砂輪機 臺 2 打磨
鋼板尺 1m 件 1 測量
正火 電感應加熱設(shè)備 160KW 套 1 加熱
無油空壓機 0.13~0.15Mpa 臺 1 吹風
點溫計 400～900℃ 件 1 測溫
鐘表 塊 1 計時
粗打磨 手砂輪機 臺 1 打磨
鋼板尺 1m 件 1 測量
水冷卻 冷卻隧道 臺 1 水冷
點溫計 0～400℃ 件 1 測量
調(diào)直 四向調(diào)直機 SPM-4N 臺 1 調(diào)直
電子自動測量儀 臺 1 調(diào)直
精磨 精磨機 MMA-14 臺 1 精磨
電子自動測量儀 臺 1 測量

焊軌中心機具設(shè)備一覽表
班組 工位 名 稱 規(guī)格型號 單位 數(shù)量 用 途
（三）檢
驗
組 探傷 超聲波探傷儀 CTS-26A 臺 1 探傷檢查
全端面組合探頭 套 1 探傷檢查
標準試塊 套 1 調(diào)試用
人工
檢測 特制直尺 1m 件 1 平直度檢測
塞尺 把 1 平直度檢測
特制直尺 1.5m 件 1 平直度檢測
鋼板尺 1m 件 2 長度檢測
軌溫計 0～50℃ 件 1 測軌溫
試驗 落錘試驗機 1000±5kg 臺 1 型式周期試驗
（四）發(fā)
運
組 長軌儲存裝車 固定門吊 3t×20m 臺 13 長軌下線及裝車
（五）輔
助
組 配電 變壓器 630KVA 臺 1 焊機專用
變壓器 500KVA 臺 1 其它設(shè)備用
配電設(shè)施 套 1
維修 專用維修工具 套 1 維修
濾油機 臺 1 維修
采暖 鍋爐 0.7WM 臺 1 采暖
要避開撬棍，以防失手傷人。
15、質(zhì)量控制標準
15.1有下列情況之一的焊接接頭鋸掉重焊：
（1）、焊接記錄曲線檢測值超出規(guī)定范圍；
（2）、焊接鋼軌有任何面積的電極灼傷或打磨灼傷；
（3）、焊接過程中出現(xiàn)異常而及時中斷焊接形成的焊接接頭；
（4）、焊接接頭表面有超過標準而必須整修的缺陷，如裂紋、鋼軌母材損傷嚴重錯口、打磨和推凸損傷等；
（5）、焊縫探傷檢查判定不合格的焊頭。
16、通過型式試驗確定焊機焊接工藝參數(shù)。
17、周期性試驗
生產(chǎn)中按驗標規(guī)定每焊接500個焊頭，要進行周期性試驗。
焊接工藝參數(shù)
10-01-01基本步驟
02.0 03.0 08.0 100 200 50.0
400 0.00 0.00 005 000 12.8
10-02-02閃平
05.0 750 060 220 000
000
10-03-04預熱
1.00 5.00 120 610 009
02.5 1.40 0.80 110 01.0 011
10-04-02燒化
10.5 900 035 090 000
000
10-05-02加速燒化
10.0 900 999 065 000
15.5 800 999 110 000
10-06-02頂鍛1
16.0 800 999 130 000
19.0 850 999 220 011
10-07-06頂鍛2
0.50 22.0 000 200 001
0.20 700 400 38.9 011
10-08-05保壓階段
6.00 450 000 000 001 38.9
3.00 300 000 000 011