軌道鋁熱焊接
淺述軌道鋁熱焊接施工工藝
山東國新起重機械有限公司，李偉
摘 要：介紹了鋁熱焊接的施工的特點及實際應(yīng)用。
關(guān)鍵詞：鋁熱焊接
引 言：軌道的連接有很多種，其中有較為普遍的就是軌道壓板的連接和采用特種焊條焊接連接，其中鋁熱焊接軌道連接中是一種技術(shù)成熟、施工簡單方便、快捷、質(zhì)量優(yōu)良的施工工藝。本文就軌道鋁熱焊接施工進(jìn)行簡單的闡述。
一、 概念
鋼軌鋼軌鋁熱焊是利用鋁和氧化鐵在化學(xué)反應(yīng)過程中釋放的大量熱量熔化金屬,使金屬之間形成熔接或堆焊。鋁熱化學(xué)反應(yīng)是氧化還原反應(yīng), 主要反應(yīng)產(chǎn)物為液態(tài)鋁熱鋼和氧化鋁熔渣, 鐵元素被還原成具有高溫的鋁熱鋼水, 鋁被氧化成氧化鋁熔渣。鋁熱焊化學(xué)反應(yīng)的表達(dá)式為:
3FeO + 2A1 = 3Fe +Al2O3
Fe2O3 + 2Al = 2Fe +Al2O3
3Fe3O4 + 8Al = 9Fe + 4Al2O引發(fā)3
鋼軌鋁熱焊接其實就是將鋁粉、氧化鐵和其他金屬添加物組成的鋁熱焊劑在特制的坩堝里，用高溫火柴點燃鋁熱反應(yīng)。反應(yīng)過程中放出大量的熱熔化合金混合物發(fā)生反應(yīng)，形成鋼液，由于其密度大沉于下面，反應(yīng)生成的熔渣較輕浮在上部，在很短的時間內(nèi)鋼水充滿砂模具，同時鋁熱鋼水本身又作為填充金屬，與熔化的鋼軌共同結(jié)晶、冷卻，2段鋼軌形成整體。
二、 使用的器具和材料
（一）工器具
1、砂模側(cè)模板和砂模底板
用于固定砂模的夾具，側(cè)模板在側(cè)面固定左右砂模，砂模底板在下固定底砂模，側(cè)模板一對，有左右之分。
2、砂模固定夾具
固定和夾緊砂模側(cè)模板的夾具。安裝夾具時有前后方向之分。
3、灰渣盤
用于收集焊接時從砂模冒口流出的鋼水廢渣。
使用時，盤底需先鋪一層細(xì)沙。
4、坩堝叉
用于焊接時撤除已使用過的灼熱的廢棄砂模
5、對正鋼直尺（一米）
焊接前對正的直尺，耐高溫工具合金制造
6、預(yù)熱裝置和支架
1）預(yù)熱裝置包括預(yù)熱槍、調(diào)壓表、膠管及接頭。支架用于余熱裝置的定位與固定。 還有丙烷、氧氣導(dǎo)氣管。丙烷、氧氣調(diào)壓表（焊接時預(yù)熱是關(guān)鍵裝置）
2）預(yù)熱器支架預(yù)熱燃燒器支架用于支撐和調(diào)節(jié)預(yù)熱器槍的位置，并固定于鋼軌上，對鋼軌接頭實施焊接前的預(yù)熱。
（二）材料
1、鋁熱焊劑和砂模， 焊接一個焊頭使用一套。
其包括：焊劑一包，左砂模、右砂模、底砂模、分流塞各一。
按鋼軌的不同型號，有不同的配套焊劑和砂模：50kg、60kg、75kg；PD3、U71Mn、稀土軌等之分。
2、一次性坩堝-— 盛焊劑的容器
焊接一個焊頭使用一個坩堝，與焊劑砂模配套使用。 防潮設(shè)計、自熔塞、環(huán)保，可燃物自動分解。
3、耐高溫封箱泥
其作用是密封砂模和鋼軌之間的縫隙，防止鋼水泄漏。每桶10kg，可使用3－6個次焊接。
4、鋁熱引燃助劑—高溫火柴
用于點燃鋁熱焊劑。一次使用一根，現(xiàn)場需多留幾根備份。一般是20根一盒。
5、耐高溫密封膏
涂抹在底砂模和砂模之間，用于鋼軌、砂模、底板間的密封。每盒12支裝。
一支密封膏可用于6－8個焊頭。
三、 施工工藝
1、 施工準(zhǔn)備
1） 將已經(jīng)調(diào)整好的軌道，再一次復(fù)測，是否符合設(shè)計及規(guī)范要求。復(fù)核兩段鋼軌接頭處是否預(yù)留15mm左右的縫隙，否則調(diào)整好。
2） 用對正鋼直尺對正兩鋼軌，兩鋼軌必須對直。
3）將離鋼軌兩接頭位置的軌道壓板螺絲松開，墊起鋼軌，使接頭處的鋼軌與行車梁有一定的縫隙。一般要求是能墊進(jìn)去底模板和底砂模。
2、 清理鋼軌接頭
用銼子將軌道接頭橫斷面及旁邊鐵銹雜物銼干凈。
3、 安裝砂模及卡具
安裝砂模之前，要安裝底模板和側(cè)模板來固定砂模，砂模底板在下固定底砂模，側(cè)模板在側(cè)面固定左右砂模，側(cè)模板一對，有左右之分。
安裝順序為：
安裝底模板 底砂模 左右側(cè)砂模 左右側(cè)模板
調(diào)整固定
4、 密封
1）用耐高溫封箱泥密封鋼軌和砂模之間的縫隙，密封時用手將泥柔軟搓成條狀，然后用細(xì)鋼釬塞進(jìn)縫隙里，注意一定密封結(jié)實。
2）用耐高溫密封膏密封砂模之間的縫隙，前后底砂模與側(cè)砂模之間的縫隙，前后兩側(cè)模之間的縫隙。
5、 預(yù)熱
1) 安裝預(yù)熱裝置
安裝氧氣和丙烷的調(diào)壓表，用氧氣和丙烷導(dǎo)氣管接通預(yù)熱槍。
2) 調(diào)整丙烷和氧氣壓力表數(shù)值，點燃預(yù)熱槍，調(diào)整火焰。
定好位置用預(yù)熱支架固定。開始加熱，同時計時，一般4分鐘左右就可達(dá)到要求。
3) 點燃鋁熱焊劑施焊
1）打開一次性坩堝，裝好鋁熱焊劑，插好高溫火柴。
2）預(yù)熱完成后迅速將準(zhǔn)備好的坩堝放在兩側(cè)模上面，點燃助燃劑。
3）蓋好頂蓋。
4) 拆除器具
一般拆除器具室按照后裝的先拆，先裝的后拆的順序拆除。
1） 反應(yīng)完成后用坩堝鉗移開廢棄的坩堝，然后移開灰渣盤。
2） 拆除側(cè)模板和卡具
3）等焊接完成的鋼軌接頭冷卻，一般要2～3小時，然后拆除左右側(cè)砂模和底砂模。
5) 打磨
先用氣割將高出鋼軌規(guī)面的多余的鋼流割掉，再用磨光機將整個接頭打磨光滑平整。
