津濱輕軌工程現(xiàn)場焊軌施工技術(shù)論文

時間：2023-05-01 13:50:01 論文范文我要投稿

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　　摘要:天津市區(qū)至濱海新區(qū)快速軌道交通工程軌道采用無縫線路,先進行場焊,在場內(nèi)將鋼軌焊成125m的長軌條,然后進行現(xiàn)場焊接,形成無縫線路。本工程根據(jù)現(xiàn)場的施工特點,采用移動式氣壓焊,保證了施工質(zhì)量與施工進度。

津濱輕軌工程現(xiàn)場焊軌施工技術(shù)論文

　　關(guān)鍵詞:無縫線路;焊軌;施工;技術(shù)

　　1 工程概況

　　天津市區(qū)至濱海新區(qū)快速軌道交通工程軌道工程,設(shè)計采用區(qū)間無縫線路。施工時先在工廠內(nèi)將標準軌焊接成125m的長軌條,然后進行鋪軌作業(yè),鋪完軌后,在現(xiàn)場將125m的長軌條焊接成區(qū)間無縫線路。本工程因地制宜,根據(jù)現(xiàn)場的施工特點,采用小型移動式氣壓焊,保證了施工質(zhì)量與施工進度,對類似工程的施工具有借鑒意義。

　　2 施工工藝

　　現(xiàn)場焊接采用小型移動式氣壓焊機完成。

　　工藝流程:作業(yè)準備→拉軌→軌端處理→鋼軌固定→安裝加熱器→點火焊接→推凸→正火→焊縫打磨及矯直→焊縫檢查及探傷。

　　2.1 焊前準備

　　(1)設(shè)備檢查

　　①發(fā)電機組運行狀態(tài)及供電情況正常與否;

　�、趬航訖C各部件完好狀態(tài)及運動部件運動情況;

　　③加熱器點火和試火,火焰情況,有無堵管;進、回水通暢與否;

　�、軝z查氣路、水路、油路是否有跑、冒、漏情況;

　�、輽z查氧氣、乙炔瓶現(xiàn)存氣量是否夠(至少夠焊一個焊頭);

　�、抻鲇薪徊孀鳂I(yè)時,穿越線路的所有氣路、水路、油路、電路都要從軌底穿越;

　�、邫z查推凸裝置,各部件運動靈活與否,刀刃完整與否,一切正常后把后墊、前刀體、底刀均放在便于操作的位置上,以備使用。

　　(2)安全防護及人員安全情況檢查

　�、� 因本線存在交叉作業(yè),且目前線路情況不具備高速行車條件,可在前后打磨作業(yè)地點以外適當距離的左、右線上均設(shè)置安全防護標志,不允許在焊接時會車,并設(shè)專人負責瞭望;如發(fā)生焊接點會車,須待會車電焊軌完畢后,焊縫正火并自然冷卻至常溫后,設(shè)備下道、人員離開線路后方可進行(鄰線行車不受正火工序限制);

　�、诓僮魅藛T穿戴好各種勞動保護用品,包括工作服、安全帽、眼鏡、長毛手套、長皮護腳等;

　　③氧氣瓶、乙炔瓶、控制箱應布置在焊縫和切割火焰的上風或側(cè)風方向,禁止布置在火焰的下風方向�，F(xiàn)場備有遮陽設(shè)備,避免氣體瓶受陽光暴曬;

　�、苎鯕馄�、乙炔瓶、控制箱和火焰,四者之間都應相距5m以上。乙炔瓶須離開火焰10m以上。過濾瓶要垂直放置;

　�、菔┕さ攸c附近不得有揮發(fā)性氣體、易燃易爆物品等;

　�、捃壍榔杰囈兄苿友b置,防止在坡道上溜車;

　　⑦各種焊接設(shè)備及儀表工具都應輕拿輕放,嚴禁摔打、磕碰、劃傷;搬運及作業(yè)時,嚴防人身被設(shè)備傷害;

　�、嗪附舆^程中,加熱器發(fā)生回火、放炮時,應立即關(guān)閉氣門、熄滅火焰,防止出現(xiàn)其他嚴重事故。

　　2.2軌端處理

　　(1) 鋼軌外形尺寸偏差

　　軌頭寬±0.5mm;軌腰厚-0.5,+1.0mm;軌高-0.5,+0.8mm;不對稱:軌頭0.5mm,軌底1.0mm;軌底寬-2.0,+1.0mm。

　　鋼軌表面不得有裂紋、折疊、橫向劃痕,允許有不超過1mm的結(jié)疤、壓痕,縱向劃痕不超過0.5mm,軌底1/3處不得有劃痕。

　　(2) 將鋼軌用起道機頂起墊牢,清除鋼軌端面40mm范圍內(nèi)的油污、鐵銹、泥沙等。軌端400mm范圍內(nèi)保持干燥、無水氣。若焊機卡緊部位的軌面和軌腰有較重污垢或鋼軌標志時,亦須處理。

　　(3)打磨時銼刀用四氯化碳清洗后應始終保持清潔,嚴禁手摸。打磨時要絕對保證兩軌底角端不得凹于其他地方。銼刀和寬座角尺不得污染,銼刀嚴禁翻面。

　　(4)打磨后鋼軌端面應全面呈現(xiàn)金屬光澤,端面與鋼軌縱軸線不垂直度及端面平面度需≤0.15mm。粗糙度最大允許值為12.5μm(6.3)。

　　(5)應保護好打磨后的鋼軌端面,使之不受污染和碰撞或劃傷,不許用手觸摸,不許用嘴吹,否則應重新處理。處理好的端面應在30min內(nèi)焊接。

　　2.3 鋼軌固定

　　(1)將焊接前進方向的長軌條扣件解除,用起道機頂起并墊以滾筒后串軌。撥正2條待焊鋼軌,焊縫每側(cè)墊2處短木枕(配以薄木板和薄鐵皮),第1個距軌端1.2～1.5m,第2個距軌端20m。軌縫8～15mm,并隨氣溫調(diào)整。由專人在距軌縫20m外目測,使之達到以軌縫為中心40m范圍內(nèi)鋼軌順直平整,待焊縫處無高、低接頭。用1m直尺測量,兩軌焊縫拱度≤0.5mm,不允許下凹;工作邊應平直,誤差≤0.5mm。直尺底角對齊,兩軌如有誤差,相差量應對稱布置。

　　(2)裝卡固定時,注意對已打磨好的軌端一定要保護好,不要滑傷,或被污染;軌頂螺栓緊固程度不傷母材。固定好后,即可進行預頂,壓力為24MPa,并觀察是否打滑。預頂后用1m直尺檢查應達到以下標準:

　�、� 兩軌頂面焊接處拱度≤0.4mm,高低錯牙≤0.3mm,不允許下凹;

　　②兩軌工作邊平直,誤差≤0.3mm,當軌頭寬度偏差過大或軌端有旁彎無法調(diào)直時,應保證內(nèi)側(cè)工作面在1m內(nèi)偏差≤0.5mm;

　�、蹆绍壍酌嫫叫�,錯牙≤1.0mm;

　�、軆纱付嗣骈g隙在預頂后≤0.3mm,兩軌底角必須密貼;

　�、菰诠潭ㄟ^程中,如達不到上述要求,應對鋼軌重新處理,不得強行焊接。

　　2.4 壓機的安裝過程

　　(1)壓接機的安裝。將壓接機從軌頂向下“騎放”在被焊接鋼軌上。壓接機四角裝有提手,供搬動壓接機使用。

　　(2)擺動機構(gòu)安裝與調(diào)整。焊接加熱時,將加熱器安放在壓機的導柱上,并與裝在壓機上的擺動機構(gòu)相聯(lián)結(jié)。把“搖把”套在“搖桿”端部的“方頭”上,當搖動“搖把”時,通過連桿機構(gòu)驅(qū)動加熱器作加熱擺動。兩側(cè)連桿端頭的調(diào)整螺絲可以保證加熱器火焰平面與焊縫平面平行,其中縱向位置調(diào)整既要考慮到焊瘤推凸工作的正常進行,又要保證加熱器對焊縫的對稱加熱。壓機安放好以后將“搖把”保持在豎直位置,而后沿鋼軌縱向移動壓機,在不安放加熱器的情況下,通過調(diào)整螺絲自由端的“銷釘”大體估計一下壓機位置,能使加熱器火孔平面與焊縫平面重合即可。

　　(3)夾鋼軌。鋼軌是由軌頂螺栓、軌底螺栓和斜鐵來實現(xiàn)上、下左右夾緊的,順序如下:

　　先要落下壓機,穿好軌底螺栓。注意要使軌底螺栓根部的止轉(zhuǎn)鍵嵌入槽中,帶好螺母,然后將兩被焊軌底面一平。當兩軌高度不同時,為保證兩軌頂面一平,需要在軌底與軌底螺栓之間加平墊調(diào)整。

　　這時打緊4塊斜鐵,二次擰緊軌頂螺栓,使兩被焊鋼軌軌底緊靠在軌底螺栓上和二次打緊斜鐵。最后用專用搬手擰緊軌底螺栓端部的螺母,先擰緊內(nèi)側(cè),再擰緊外側(cè)螺母,交替進行。

　　(4)預頂及頂鍛是由外接電動油泵來實現(xiàn)的。高壓油由一側(cè)的接口進入,經(jīng)過三通分別進入兩側(cè)的油缸,推動左橫梁在兩臥式導柱上滑動。右橫梁與兩臥式導柱固聯(lián)。左、右橫梁內(nèi)都夾持著鋼軌,當左橫梁沿兩臥式導柱與右橫梁左相對運動時,則可實現(xiàn)預頂及頂鍛。

　　2.5點火、加熱

　　點火前先確認水后點火,且要求4瓶乙炔分開。

　　投擲爆鳴點火,調(diào)整為微碳化焰。安裝加熱器時,應防止水滴入焊縫。整個加熱過程中,嚴禁踩踏各種膠帶管路,以防加熱器放炮回火。

　　(1)氣體參數(shù)

　　①出口壓力:氧氣0.5～0.6MPa;乙炔0.16～0.17MPa。

　�、诳刂葡淞髁�:氧氣3.6～4.0m3/h;乙炔4.0～4.4m3/h。

　　(2)加熱器安裝、調(diào)整,試擺動后應達到下列要求

　�、偌訜崞骰鹂灼矫娲怪庇阡撥壙v軸線與焊縫平行,加熱器本身上下部偏斜<1.0mm;

　　②加熱器火孔端面與軌外輪廓面距離為(25±1)mm,且兩側(cè)及上下距離要均勻;

　�、奂訜崞鞯臄[動量、頻率和加熱時間原則按通過型檢的參數(shù)進行,并應根據(jù)當時的氣候、氣溫等情況適當調(diào)整;

　�、芗訜釡囟缺砻鏈囟�1350～1400℃、心部1250℃,軌端呈塑性狀態(tài),即可進行頂鍛,并避免出現(xiàn)欠熱和過燒現(xiàn)象的發(fā)生。

　　2.6 頂鍛

　　采用三段壓力法,向加熱后的軌端施以20～10～30MPa的頂緊壓力,鋼軌互相擠進28～32mm時熄火,熄火后再繼續(xù)頂2mm,從而使鋼軌接頭焊接在一起。

　　因故中斷焊接時,當頂鍛量≥6mm可保持壓力,排除故障后繼續(xù)焊接;當頂鍛量<6mm時應鋸掉焊縫重焊。

　　2.7 推凸

　　當鋼軌處于高溫塑性狀態(tài)時(1250～950℃),用焊機上的附加推除刀,將焊接凸出量推除。推凸過程中壓機油缸應有不小于90mm的工作行程,然后將鋼軌焊縫移至固定夾鉗下,上下擠壓,以提高鋼軌強度及耐磨性,裝刀時間不超過10s,若推凸壓力超過40MPa,應改用專用除瘤割焰除瘤。

　　2.8 正火

　　在鋼軌焊縫區(qū)冷卻到400～500℃(黑色)時,用焊接加熱器再次加熱,使用比焊接火焰稍弱的火焰(弱碳化焰)。加熱器擺動以焊縫為中心,總寬為60mm,40～50次/min。加熱至820～920℃或850～920℃時熄滅火焰,使其在空氣中自然冷卻。

　　在現(xiàn)場正火時,被加熱部分降溫至全黑后再撤掉墊軌用的枕木墩。否則,會使鋼軌產(chǎn)生變形。

　　正火后的焊縫位置在300℃以上后,不允許敲擊、火烤和引起塑性變形的一切操作,更不允許在紅熱狀態(tài)下澆水。

　　2.9打磨及探傷

　　(1)用手砂輪或?qū)Ｓ么蚰C打磨,主要對鋼軌150mm長度范圍內(nèi)軌頭的踏面、側(cè)工作面、軌底平面、兩軌角上側(cè)面(35～40mm)進行打磨。其他凡有凸出量的部位均應打磨圓順,避免因鋼軌截面的突變,出現(xiàn)應力集中,形成疲勞源,進而發(fā)展成裂紋,造成鋼軌斷裂。用手砂輪打磨時注意要順著鋼軌的縱軸方向,嚴禁垂直鋼軌的縱軸線方向打磨。

　　打磨后的鋼軌應達到以下要求:焊縫處不得凹下高出相鄰軌面0.2mm以上;軌頂面用1m直尺量,中間拱度不得超過0.5mm;軌頭工作側(cè)面用1m直尺量,不直度≤0.5mm;軌底部不得有凹陷,高出原軌應≤1.0mm;軌角呈圓角,棱角可磨掉,但不能磨超;發(fā)現(xiàn)重傷的接頭,應切除重焊。

　　(2) 以軌底兩角為重點,對焊縫進行全面超聲波探傷,做好記錄。發(fā)現(xiàn)內(nèi)、外傷及時采取補救措施。

　　2.10遇到下列情況應停止焊接,重新處理端面

　　(1)4min以前加熱發(fā)生回火,或焊接初期發(fā)生放炮時。

　　(2)壓機夾軌不緊,發(fā)生打滑跑軌現(xiàn)象。

　　(3)點火以達2min發(fā)現(xiàn)加熱器未供冷卻水,此時若開始供應冷卻水會損壞加熱器。

　　(4)加熱器擺放歪斜,發(fā)生便燒現(xiàn)象。

　　(5)因氧氣、乙炔等燃料中斷而熄滅。

　　(6)影響焊接質(zhì)量的其他設(shè)備及人為故障。

　　(7)遇雨天、5級以上風不能焊軌。

　　3 結(jié)語

　　根據(jù)本工程及施工現(xiàn)場的特點,本工程鋼軌的現(xiàn)場焊接采用移動式氣壓焊,投資小,焊接速度快,保證了工期。在施工現(xiàn)場加強了各關(guān)鍵工序的質(zhì)量控制,經(jīng)超聲波無損檢測,合格率達到100%,對同類型工程的施工具有重要的參考意義。

　　參考文獻: