长钢轨气压焊接作业指导书

长钢轨气压焊接作业指导书

1. 适用范围

本作业指导适用于南疆线吐鲁番至库尔勒段增建第二线PJS1标段现场长钢轨气压焊。

2. 作业准备

2.1用于气压焊的钢轨、设备应符合TB/T相关文件的规定。

2.2焊接作业人员应持有国家铁路主管部门认可的技术机构颁发的“钢轨焊接工操作许可证。

2.3探伤人员应持有铁道部无损检测人员技术资格鉴定委员会颁发的Ⅱ级或以上级别的技术资格证书并经过钢轨焊缝探伤技术培训方能独立上岗作业。

3. 技术要求

3.1单元轨之间的联合接头左右股应尽量对齐，相错量不应大于100mm ，曲线内股长出部分可锯除。

3.2单元轨之间的联合接头距轨枕边缘应不小于100mm 。

3.3钢轨焊接接头质量标准执行TB/T1632-2005《钢轨焊接接头技术条件》的规定要求。

4. 施工工艺与工艺流程

4.1 钢轨端面打磨

4.1.1端面打磨前应清除端面40mm 以内钢轨表面的油污、水锈、泥沙等。若压机斜铁卡紧部位的轨面有较重污垢，亦需处理。

4.1.2打磨后被焊端面应全面呈现金属光泽，端面与钢轨纵轴线不垂直度及端面平面度需≤0.15mm 。打磨时锉刀应始终保持清洁，严禁手摸。

气压焊焊接工艺流程图

粗糙度最大允许值为12.5μm （△3）。打磨时要绝对保证两轨底角端面不得锉方。

4.1.3应保护好打磨后的端面，使之不受污染及碰撞，否则要重新处理，处理好的端面应在30分钟内焊接。

4.2安装对轨架

4.2.1拨正两条待焊钢轨，并由专人在距焊缝20米外目测，使之达到以焊缝为中心40米范围内钢轨顺直、平整，待焊处无高、低接头。用1米直尺测量，顶面焊缝处拱度≤0.5mm ，不允许下凹；工作边应平直，误差≤0.5mm 。两轨底角应对齐，两轨如有误差，相差量应对称布置。钢轨固定后，用1m 直尺检查应达到以下标准：

4.2.2两轨顶面焊缝处拱度≤0.4mm ，高低错牙≤0.3mm ，严禁下凹，两轨工作边平直，误差≤0.3mm ，两轨底面平行，错牙≤1.0mm ，两待焊端面间隙在预顶后应≤0.3mm ，两轨底角必须保证密贴。

4.2.3在固定过程中，如达不到上述要求，应对钢轨重新处理，不得强行焊接。

4.3点火、焊接

4.3.1加热器安装、调整、试摆动后应达到下列要求：

1）加热器火孔平面垂直于钢轨纵轴线与焊缝平行，加热器体上下部偏斜

2）加热器火孔端面与轨外轮廓面距离为25±1mm ，且两侧及上下距离要均匀。

3）点火时加热器距焊缝应≥30mm 。

4）加热器的摆动要求应符合有关使用规定。

5）加热时间与顶锻压力应符合有关使用规定。

注：全压顶锻前表面温度为1350℃～1450℃。

4.3.2因故中断焊接时，当顶锻量≥6mm 时，可保持压力，排除故障后继续焊接；若顶锻量

4.4推凸

4.4.1装刀时间不大于10秒。

4.4.2推凸压力若超过40MPa ，应停止推凸，改用除瘤割炬，但不应伤及钢轨母材。

4.4.3焊接推凸后，未经打磨处理情况下，应使用检测直尺（L=1m）和塞尺检查接头错边，在焊缝中心线两侧各15mm 的位置测量并计算接头错边量。接头错边量不应超过下表规定值。对于超过接头错边量最大允许值的焊接接头，应在焊缝两侧各100mm 的位置切掉钢轨焊接接头。

接头错边量最大允许值

4.5正火

焊缝表面温度降至400℃～500℃时开始正火，加热宽度60mm ±10mm ，待表面温度升至850℃～900℃时熄火风冷。

4.6打磨成型

焊接接头平直度要求

4.6.1轨头工作面1m 长度平直度允许的最大偏差应符合表规定：

平直度允许的最大偏差

4.6.2表面质量要求

1）焊接接头的轨头工作面经外形精整后的表面不平整度应满足：在焊缝中心线两侧各100mm 范围内，表面不平度不大于0.2mm 。

2）轨顶面及轨头侧面工作边母材打磨深度不应超过0.5mm 。

3）焊接接头及其附近钢轨表面不应有裂纹、明显压痕、划伤、碰伤、电极灼伤、打磨灼伤等伤损。

5. 作业细则

5.1施工准备

5.1.1 检查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。

5.1.2 检查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。

5.1.3 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。

5.1.4 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。

5.1.5 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。

5.1.6 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，如气温过低应提前对氧气、乙炔瓶采用棉被包裹进行保温。

5.1.7 凡穿越线路的所有气、水、油、电路要从钢轨下方穿过。

5.1.8 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。

5.2安全注意事项

5.2.1 操作人员穿戴好各种劳动保护用品（工作服、帽子、眼镜、长皮手套等）。

5.2.2检查施工点附近有无挥发性气体、易燃易爆物等，如有，要设法转移或采取安全保护措施后，方可施工。

5.3线路检查及其它工具准备：

5.3.1已焊接长轨条锁定后，尾部剩余40m 扣件不拆除，提前松开待焊轨条所有扣件及拆除距焊缝100m 范围内的扣件，已焊接长轨距焊缝处40m 范围拆除扣件（详见下图）。 40m 100m

拆扣件拆扣件段松扣件段

缓冲区钢轨已焊接长轨 待焊长轨

10～15,

5.3.3撞轨器安装在距焊缝200m 、400m 处各一套。

5.3.4在距焊缝60m 处安装拨曲线滑道三处。

5.3.5若两单元轨条之间距离过大时，宜采用插入焊，视现场实际情况而定。

5.4注意事项

5.4.1 松扣件前一定将承轨槽内碎石清除干净，防止落入承轨槽内。

5.4.2 滚杠垫在钢轨前进方向的后端，并与轨底面垂直。

5.5 串轨：

5.5.1串轨采用两套撞轨器同时进行串轨作业，将待串轨轨端处拨出承轨槽，与另一根轨端相错开后开始串轨，串至两轨端搭接量大于顶锻量3～5mm 为宜。如串动量大于15cm 时，或滚杠已滑掉要重新垫好滚杠再继续串轨。

5.5.2如两根长轨之间距离过大，可采用液压拉轨器先进行拉轨，之后串轨，或直接插入焊。

5.6 拨曲线：

待钢轨串到位后，进行拨曲线作业，拨曲线采用三台齿条压机进行拨曲线，拨移由顶锻量决定，拨移的量大于顶锻量2～4mm 为宜。

5.7 轨端打磨：

5.7.1 在打磨端头之前，要用钢丝刷和液体四氯化碳清除距轨端40mm 范围内和压接机夹紧部位钢轨表面上的油污水锈等。

5.7.2 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400mm 。

5.7.3 打磨后被焊端面应全面呈现金属光泽，端面与钢轨纵轴线不垂直度及端面平面度需≤0.15mm 。打磨时锉刀应始终保持清洁，严禁手摸。粗糙度最大允许值为12.5μm （△3）。打磨时要绝对保证两轨底角端面不得锉方。

5.7.4 应保护好打磨后的端面，使之不受污染及碰撞，否则要重新处理，处理好的端面应在30分钟内焊接。

5.7.5 已经打磨合格的钢轨端头要严加保护，不准被行车、风沙、雨雪等造成的异物污染，更不许用手触摸，不许用嘴吹，这些都会使已处理清洁平整的金属表面附一层油、水等污染端面。

5.7.6 对于锉头用的锉刀，检查用的直角弯尺，都要保持清洁，新的锉刀若沾有污物时要用四氯化碳清洁干净。

5.7.7 锉头时压锉刀的前手不要戴手套，锉每一个头的终了阶段更要严加注意，这时锉刀不能翻面，以免被手沾污的锉刀以及手上油污转给端面。

5.7.8 用过的工具放在专用的工具盒中，不能乱丢乱用。

5.8安装对轨架

5.8.1 拨正两条待焊钢轨，并由专人在距焊缝20米外目测，使之达到以焊缝为中心40米范围内钢轨顺直、平整，待焊处无高、低接头。用300mm 直尺测量，顶面焊缝处拱度≤0.5mm，不允许下凹；工作边应平直，误差≤0.5mm。两轨底角应对齐，两轨如有误差，相差量应对称布置。钢轨固定后，用300mm 直尺检查应达到以下标准：

1）两轨顶面焊缝处拱度≤0.4mm，高低错牙≤0.3mm，严禁下凹。

2）两轨工作边平直，误差≤0.3mm，当轨头宽度偏差过大或轨端有旁弯无法调直时，应保持内侧工作面在1米内偏差＜0.5mm 。

3）两轨底面平行，错牙≤1.0mm。

5.8.2两待焊端面间隙在预顶后应≤0.3mm ，两轨底角必须保证密贴。

5.8.3在固定过程中，如达不到上述要求，应对钢轨重新处理，不得强行焊接。

5.9 点火焊接：

5.9.1作业内容

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，用点火器点燃加热器，也可以用明火投掷方式点燃加热器。

2）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60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。

5.9.2作业要求

1）焊接工艺参数：

A 出口压力：氧：0.4～0.5MPa ；乙炔：0.17～0.2Mpa 。

B 控制箱流量：氧：3.2～3.5立方米/小时；乙炔：4.2～4.4立方米/小时

2）加热器安装、调整、试摆动后应达到下列要求：

A 加热器火孔平面垂直于钢轨纵轴线与焊缝平行，加热器体上下部偏斜

C 点火时加热器距焊缝应≥30mm 。

D 加热时间与顶锻压力应符合有关使用规定。

E 因故中断焊接时，当顶锻量≥6mm 时，可保持压力，排除故障后继续焊接；若顶锻量

5.9.3工艺要求：

1）焊接环境的要求：施焊场所无雨，气温应不低于00C ，风力应不大于5级。

2) 焊前对钢轨端面进行打磨，端面斜度允许误差为0.2mm 。

3) 当压接机夹紧钢轨之后，应检查轨顶面、轨头侧面工作边的平直度和接头错边。

4) 加热器火焰应与钢轨端面平行。

5) 焊后推凸余高：轨头和轨底部分0mm-1mm ，轨腰0mm －2mm 。推凸失败后，允许使用除瘤割炬除去焊接接头余高，但不应伤及钢轨母材。

6) 焊接推凸后、未经打磨处理情况下，应使用1m 检测直尺和塞尺检查接头错边，在焊缝中心线两侧各15mm 的位置测量并计算接头错边量。接头错边量不应超过下表要求。对于超过接头错边量最大允许值的焊接接头，应在焊缝两侧各100mm 的位置切掉钢轨焊接接头。

接头错边量最大允许值

7) 焊后应对焊接接头进行热处理。焊后热处理指正火，工艺参数应在焊接接头型式试验期间确定。

8) 焊后热处理应在焊接接头温度下降到5000C 以下时开始，加热宽度为60mm ±10mm ，加热温度9000C ～9200C 。焊接热处理钢轨时，轨头冷却宜采用风冷或雾冷。

9) 应采用矫直的方法纠正平直度偏差。

10）粗磨应保证焊接接头的表面粗糙度能够满足探伤扫查的需要，应沿钢轨纵向打磨，钢轨打磨表面不应出现打磨灼伤。焊接接头非工作面的垂直和水平方向错边应进行纵向打磨过渡。

11）应使用仿形打磨机对焊接接头的轨顶面及轨头侧面工作边进行外形精整。外形精整应保持轨头轮廓形状。外形精整的长度不应超过焊缝中心线两侧各450mm 限度。外形精整不应使焊接接头或钢轨产生任何机械损伤和热损伤，不应使用外形精整的方法矫正超标的平直度偏差和超标的接头错边。

12）使用移动式气压焊机进行无缝线路长钢轨锁定焊接时，应与无缝线路铺设工艺配合作业，应使用具有保压推凸功能的压接机。焊接接头冷却到3000C 以下方可去除牵引力。

13）批量生产应在型式试验合格后，且应采用与型式检验受检试件相同的生产工艺。

14）应对每个钢轨焊接接头（成品）进行标识，标识应清晰、端正，至少5年内可以识别。标识方式应保证每个焊接接头能依工艺记录实现追溯。

15）焊接完成后，应将认真填写钢轨气压焊焊接工艺记录表，并妥善保管。

5.9.4焊接质量要求

1）焊接接头外观质量要求：钢轨应纵向打磨平顺，不得有低接头；轨顶面的平直度0-0.3mm/m，工作面的平直度0-0.3mm/m，轨底面的平直度0-0.5mm/m；钢轨轨头及轨底上圆角在1 m范围内应圆顺；母材打磨深度不超过0.5 mm；轨底上表面焊缝两侧各150 mm范围内应打磨平整，表面粗糙度≤12.5μm ；焊缝两侧各100mm 范围内不得有明显压痕、碰痕及划伤等缺陷，且表面不平度不大于0.2mm 。

2）超声波探伤应满足TB/T1631.1-2005 《钢轨焊接 第一部分 通用技术条件》 附录A 钢轨焊缝超声波探伤技术规程 中的相关规定和要求。

3）单元轨节锁定焊接头两股钢轨相错量不宜超过100mm 。

5.9.5 安全注意事项

1) 点火前必须逐项重复检查各项设备。

2) 加热器是保证焊接质量的关键设备，必须严加保护，进行各项操作时切勿磕碰，严禁挤压。

3) 随时检查火孔平面，遇有故障及时处理。

4) 接水管路时，严防冷却水滴入焊缝。

5) 在调整好阀门后停3～4秒钟点火是为了将不符合要求的混合气安全喷出。如果点火过早会发生两种可能：一是氧气量过低，则因氧气不足，点火时有烟灰产生污染端面。或者是燃料气过低则会产生回火放炮，同样污染端面，也可能会损坏加热器。如果点火时间过晚，会因加热气周围的爆炸气体太多，发生其它意外事故。

6) 在焊接过程中，如果发生加热器回火或焊接初期发生放炮时应停止焊接，重新处理端面。

7) 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。

8) 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，切布置在火焰的上风或侧风方向。

5.9.6加热及顶锻

1） 作业内容

在焊接过程中，采用三段压力焊接法。

第1段：初始段

采用20～24MPa 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（1.5～2平方毫米）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℃。 2）作业要求

在顶锻的瞬间，拨曲线作业人员必须同步进行，应由施焊人发口令的同时，拨曲线人必须迅速打掉齿条压机，使钢轨落入承轨操内。 3）安全注意事项

A 在观看加热温度时，轨底两角的温度非常重要，过高会发生过烧，过低会出现半焊或假焊，且轨底两角在运营中是受拉的，质量好坏直接关系到焊头的质量。因此，要掌握好轨底的温度。

B 拨曲线人员必须集中精力，在施焊人发出口令的同时必须同时打掉齿条压机，确保正常的顶锻量。

5.10 推凸（即焊瘤的推除） 5.10.1 作业内容

1) 开始顶锻前15秒放置推瘤刀。

2) 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。

3) 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。 5.10.2 作业要求

1) 推凸压力若超过40Mpa ，应停止推凸，改用气割除瘤。

2) 装刀时间不大于10秒，特别在寒冷天气更要加快，否则完不成推凸的任务。 5.10.3 安全注意事项

1) 放置前刀体时，注意腰刀一定要推到位，否则易损坏推刀，严重时易损坏压接机。 2) 推凸时推刀要稍超过焊带宽度，否则会残留一些焊瘤给清理带来困难。同时要特别注意，不要让推刀顶坏加热器。另外在推凸过程中要随时敲打活动端已松开的二块斜铁，以免重新卡死，造成不能推凸。

3) 拆除前刀体时，应注意先抽出底刀，提起定位销，拉出两侧腰刀，即可提起前刀体，最后提起刀垫。 5.11 正火 5.11.1 作业内容

即焊后钢轨焊接接头的热处理工艺。 5.11.2 作业要求 1) 正火起始温度

除瘤后，待焊缝区冷却到500℃以下，（原则不低于400℃）时立即开始正火。 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。 5.11.3 安全注意事项

1) 除瘤后待焊区冷却到400-500℃时立即正火。过早正火因钢轨心部温度尚高，有晶粒继续长大的趋势；正火过晚又有正火不透留有粗晶核的可能，都会影响使用性能，达不到正火的目的。

2) 在现场正火时，被加热部分降温至全黑后再撤除垫轨用的枕木墩，过早撤除会使钢轨产生变形。

3) 正火后的焊缝部位，在300℃以上时，不允许敲击、火烤和引起塑性变形的一切操作，

更不允许在红热状态时浇水。 5.12焊后打磨成型 5.12.1 作业内容

1) 本工位使用仿形打磨机2台，手提式砂轮机2台，1米专用型尺2把。

2) 用手砂轮机或仿形打磨机对轨头的踏面、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。 5.12.2 作业要求

1) 焊缝处不得凹下，高出相临轨面不得大于0.2mm 。

2) 钢轨顶面用1米直尺测量，中间拱度不得超过0.5 mm/m,顶面平直度0～0.5mm/m；侧面平直度0～0.3mm/m。

3) 轨底部分不许有凹陷，高出原轨不得大于2mm 。 5.12.3 安全注意事项

1) 用手砂轮打磨时，注意要顺着钢轨的纵轴方向打磨，严禁垂直钢轨纵轴方向打磨。 2）打磨时进给量适当，不得将表面打亏，不得出现发黑和发蓝现象。 3）打磨时砂轮机不得跳动，打磨表面须光整、平顺。 4）穿戴好防护用品。 5.13焊缝探伤 5.13.1 作业内容

1）本工位使用超声波探伤仪1台。 2）对焊头的轨头、轨底三角区和轨脚探伤 3）填写焊头质量记录表。 5.13.2 作业要求

1）每个焊头均应按照《钢轨焊接接头技术条件》进行全断面超声波探伤。探伤记录必须完整、齐全、准确，发现缺陷应将情况附图说明，并填写处理结果。

2）探伤前应将焊头表面温度降至50℃以下。 3）每班班前必须进行基线校准和灵敏度测试。 4）探测面必须按规定尺寸进行打磨，注足耦合剂。

5）做到一看波形显示，二量水平距离，三作波形分析，四定缺陷性质，以防误判和漏检。 5.13.3 安全注意事项

1）钢轨焊接接头内不得存在光斑、灰斑、气泡、缩孔、夹渣和未焊透等缺陷。每个焊接接头必须经超声波探伤，判定不合格焊缝，必须锯开重焊。

2）参加焊接接头探伤人员应符合《无损检测人员技术资格鉴定通则GB9445-88》和其它有关标准，持有无损检测人员技术资格或钢轨探伤工证书，并经过焊缝超声波探伤专门培训的人员准许探伤作业。

3）焊缝探伤结果必须填写在规定的表格内，呈送技术部门审核签字。

4）探伤设备应按《钢轨超声波探伤仪检定规程JJG130（铁道部）—92》标准进行周期检定。检定不合格的不得投入使用。

6. 劳力组织

7、施工机具

气压焊主要机具设备一览表（单组）

8. 施工安全措施

8.1施工人员必须严格遵守《铁路工务安全规则》，国家、铁道部、乌局、本公司有关安全规章制度。

8.2操做人员和其它施工人员必须经岗前培训，考核合格后持证上岗，严禁无证上岗。 8.3临近既有线施工时，要按照有关规定、进行现场防护，新线作业应在作业地段插停车红牌。

8.4罐装高压乙炔装卸时，严禁冲击或碰撞，以防发生事故，使用液化石油时，气瓶不得日晒，倒置、烘烤。

9、环境保护及职业健康安全

9.1环境保护

9.1.1在对参建人员进行技能培训的同时，把环境保护的宣传教育作为一项重要内容，在认真学习国家对环境保护的法律、法规及有关环保方面的规定的基础上，提高在施工过程中对环境保护的认识，增强环境保护意识。

9.1.2施工期间产生的废油废水，必须采用隔油池等有效措施加以处理，不超标排放。 9.1.3在施工现场设置足够的临时卫生设施，并每天清扫处理。 9.2职业健康

9.2.1新疆3月-5月大风较多，需针对自然环境佩戴必要的劳动保护用品，有利于施工作业人员工作。

9.2.2在隧道内有粉尘、烟尘和有害气体的环境中作业时，除采取相应的措施外，作业人员尚应佩戴必须的劳动防护用品。

附：

1、钢轨气压焊接工艺记录 2、钢轨气压焊接打磨记录

钢轨气压焊接工艺记录

钢轨焊接打磨记录

作业人员：

年 月 日