一种起重机轨道铝热焊接方法

摘要

本发明公开了钢轨无缝焊接技术领域的一种起重机铝热焊接方法，该起重机铝热焊接方法包括以下步骤，做好起重机轨道焊接施工准备；对钢轨进行轨道组对；将砂型在轨缝处安装；通过预热器对起重机轨道进行焊前预热；对起重机轨道进行反应焊接；反应焊接完后，第一次计时，撤走坩埚和砂型卡具，第二次计时，通过推瘤机推瘤；对起重机轨道进行焊后打磨；利用超声探伤检测对轨道进行质量检查。该起重机焊接方法易于焊接操作，在安全、效率、质量、可操作性等方面都优于以往的手工焊接和其他采用铝热剂焊接的工艺方法，在生产实践中发挥了巨大作用，创造巨大的经济效益。

说明书

技术领域

本发明涉及钢轨无缝焊接技术领域，尤其涉及一种起重机铝热焊接方法。

背景技术

目前建筑业、工业等各行各业都会用到沿轨道行走的门式、桥式起重机，这些起重机在行驶过程中都离不开轨道，轨道是由一节节钢轨连接铺设而成，连接形式包括有缝连接和无缝连接两种方式，有缝连接是最早应用的方式，缺点是每节钢轨间留有缝隙，防止热胀冷缩，接头处不连续,起重机行驶通过接缝处时，易产生冲击,对设备产生不利影响，甚至影响到起重作业质量，现在起重机轨道都要求无缝连接，现有技术中起重机无缝连接的工作效率低,工作质量无法保证，设备检修周期较短,设备保养维修成本比较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种起重机铝热焊接方法，解决现有技术中无缝连接的工作效率低,工作质量无法保证，设备检修周期较短,设备保养维修成本比较高的技术问题，通过实验研究总结出一套适合用于轨道无缝连接的铝热焊接工艺，能够保证焊接轨道的接头质量达到标准要求。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种起重机轨道铝热焊接方法，包括以下步骤：

S1.做好起重机轨道铝热焊接前施工准备；

S2.对钢轨进行轨道组对；

S3.将砂型在轨缝处安装；

S4.通过预热器对起重机轨道进行焊前预热；

S5.燃烧坩埚内的焊剂，对起重机轨道进行反应焊接；

S6.反应焊接完后，第一次计时，撤走坩埚和砂型卡具，第二次计时，通过推瘤机推瘤；

S7.对起重机轨道进行焊后打磨；

S8.利用超声探伤检测对轨道进行质量检查。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提供一种起重机轨道铝热焊接方法，各项工序衔接有序，准备充分，预热效果好、铝热焊接各项参数达到最佳效果，极大地提高了工作效率，通过控制各项参数能保证轨道接头焊接质量，各项参数、数据都能达到标准要求，易于焊接操作，在安全、效率、质量、可操作性等方面都优于以往的手工焊接和其他采用铝热剂焊接的工艺方法，在生产实践中发挥巨大作用，创造较大的经济效益。

作为优选，本发明更进一步的技术方案为：

S1的施工准备是准备以下施工材料，施工材料包括消耗性材料、铝热焊接必备工具、预热设备、安全设施、动力工具、手工工具、测量工具和轨道检查准备。

消耗性材料包括砂模封箱泥、点火引信、石油液化气、焊剂、钢轨扣件、轨枕板及轨垫板、插入轨、切割剧片和打磨砂轮；

铝热焊接必备工具包括砂箱框、弓形卡、接渣斗、清渣棍，堵漏棒、坩埚搁架和坩埚帽；

预热设备包括预热器及预热器支架、丙烷减压器、氧气表、流量计、氧气及液化气导管；

安全设施包括焊工护目镜、面罩、焊工手套，护腿、防火设施和急救用品；

动力工具包括锯轨机、冲击扳手、液压焊头推瘤机、钢轨打磨机和角磨机；

手工工具包括活动扳手、轨道扳手、直撬杆、带爪撬杆、大锤、铁铲、楔子、间隙楔子、钢丝刷和钢丝钳；

测量工具包括焊工直尺、钢卷尺、轨温计、温度计、秒表和轨道间隙测量板；

轨道检查准备包括检查线路的纵向走向及水平走向，确认钢轨的型号及重量与焊剂相配套，检查轨枕位置、垫起轨道和扣件，做防移位标记；检查铁轨端是否平直、生锈。

S2包括以下步骤：

S21.将轨道接头间隙调整到一定数值、钢轨焊接时支垫需用支垫垫起；

S22.固定钢轨时应从远处观看轨道接头处的平顺性，调成目测平顺后，安上对轨器、将直尺靠于两轨头侧面，通过调节对轨器，使两端钢轨都紧贴于直尺上；

S23.检查轨道底轨腰处同样重复步骤S22，轨道接缝处固定时预留起拱量。

S21的轨道接头间隙为26±2mm，所述S23中的预留起拱量为2-3mm。

S3包括以下步骤：

S31.在砂型背面放置砂箱筐，由二人相对将左右两份砂型扣到钢轨接缝处，扣箱时将砂型端平，对准钢轨接缝，将砂型平直的推向钢轨；

S32.用弓形卡将砂型卡牢并检查对正焊缝，弓形卡从砂型出渣口的对边装卡；

S33.将轨顶砂芯放在交口处试合修整；

S34.首先将砂型底板放在底板砂型框上，然后将其装到砂箱框的拉簧杆上，调整底板砂箱框位置使砂型底板与先前装好的左右两份砂型对正，最后转动砂型框转把，使砂型底板与轨底贴紧，将砂型上部开口盖住，用封箱泥将封箱槽填实加固,有缝隙处堵严。

S4包括以下步骤：

S41.测量并记录钢轨的温度，放置并调整预热器支架位置，调整预热器焰咀底部与轨面距离保持一定的高度；

S42.安装丙烷减压器、氧气表，将预热器两个阀门完全打开，使丙烷减压器和氧气表的指针为零，关闭预热气两阀门，利用氧气表和丙烷减压器调整压力；

S43.开始计算预热时间，预热时间依钢轨类型不同而变化，将塞块置于砂模边缘进行加热。

S41中预热器焰咀底部与轨面距离保持的高度为50mm，所述S43和S44中氧气、丙烷压力、氧气流量和预热时间工艺参数根据不同钢轨型号进行选择。

S6中第一次计时的计时时间为3min，第二次计时的计时时间为5-6min。

S7中焊后打磨的时间为20min，将轨头部及两侧与轨顶面过渡圆弧处打磨至与原钢轨一致，将轨道内外两侧打磨至原钢轨一致±0.5mm；所述步骤S8中焊头允许误差为轨顶0+0.5mm，轨内侧工作面±0.5mm。

附图说明

图1为本发明起重机轨道组对间隙的示意图；

图2为本发明起重机轨道组装正面示意图；

图3为本发明起重机轨道组装侧面示意图。

图中：1.轨道；2.砂型；3.砂型底板；4.砂型框；5.弓形卡；6.接渣斗；7.坩埚搁架；8.坩埚；9.坩埚冒；轨道接头间隙10。

具体实施方式

以下结合说明书附图对本发明的技术方案进行具体说明，在具体实施方式中详细叙述本发明的详细特征以及优点，其内容足以使任何本领域技术人员了解本发明的技术内容并据以实施，且根据本说明书所揭露的说明书、权利要求及附图，本领域技术人员可轻易地理解本发明相关的目的及优点。

一种起重机轨道铝热焊接方法，包括以下步骤：

S1.做好起重机轨道铝热焊接前施工准备；施工准备是准备以下施工材料，所述施工材料包括消耗性材料、铝热焊接必备工具、预热设备、安全设施、动力工具、手工工具、测量工具和轨道检查准备。

其中：消耗性材料包括：砂模封箱泥、高温火柴（点火引信）、足够的氧气及丙烷气（石油液化气）、为每个接头准备的焊剂（一箱焊剂和一箱坩埚）、准备一些多余钢轨扣件、轨枕板及轨垫板、准备合适的插入轨（根据焊轨需要）、切割剧片和打磨砂轮。

铝热焊接必备工具包括：砂箱框（侧模夹板及底板）、弓形卡（侧模夹具）、接渣斗（灰渣盘）、清渣棍、堵漏棒2个、坩埚搁架和坩埚帽。

预热设备包括：预热器及预热器支架（焊枪咀、搁抢架）、丙烷减压器、氧气表、流量计和氧气及液化气导管。

安全设施包括焊工护目镜、面罩、焊工手套、护腿、防火设施和适当急救用品。

动力工具包括锯轨机、冲击扳手、液压焊头推瘤机、钢轨打磨机和角磨机。

手工工具包括活动扳手，轨道扳手、直撬杆、带爪撬杆、大锤、铁铲、楔子、间隙楔子、钢丝刷和钢丝钳。

测量工具包括焊工直尺（一米）、钢卷尺、轨温计、温度计、秒表和轨道间隙测量板。

轨道检查准备具体如下：检查线路的纵向走向及水平走向，确认钢轨的型号及重量与焊剂相配套，检查轨枕位置（距轨端至少100 mm）、垫起轨道（轨下空间100mm）和扣件，做防移位标记；检查铁轨端是否平直（不平度应小于2 mm）、生锈（用钢丝刷清除轨端各100—150 mm铁锈）。

图1示出了本发明轨道组对间隙示意图；在一个具体的实施例中，轨道1的型号为钢轨QU80。

S2.对钢轨进行轨道组对； S2具体包括以下步骤：

S21.将轨道接头间隙调整到一定数值、钢轨焊接时支垫需用支垫垫起；接头处的支垫距离在便于操作的条件下愈近愈好，图1示出了本发明起重机轨道组对间隙的示意图，轨道接头间隙10调整的数值范围为26±2mm，具体如图1所示。

S22.固定钢轨时应从远处观看轨道接头处的平顺性，调成目测平顺后，安上对轨器、将1米直尺靠于两轨头侧面，通过调节对轨器，使两端钢轨都紧贴于直尺上；

S23.检查轨道底轨腰处同样重复步骤S22也达到同样要求，轨道接缝处固定时预留起拱量，预留起拱量为2-3mm，在一个具体的实施例中，预留起拱量为2.5mm。

S3.将砂型在轨缝处安装；将砂型在轨缝处进行试合、摩擦以使其与钢轨密贴，砂模装卡采用拉簧式砂型卡具，S3包括以下步骤：

S31.在砂型背面放置砂箱筐，由二人相对将左右两份砂型扣到钢轨接缝处，扣箱时将砂型端平，对准钢轨接缝，将砂型平直的推向钢轨；

S32.用弓形卡将砂型卡牢并检查对正焊缝，弓形卡从砂型出渣口的对边装卡；

S33.将轨顶砂芯放在交口处试合修整；

S34.将砂型底板放在底板砂型框上，然后将其装到砂箱框拉簧杆上，调整底板砂箱框位置使砂型底板与先装好的左右两份砂型对正，最后转动砂型框转把，使砂型底板与轨底贴紧，将砂型上部开口盖住，用封箱泥将封箱槽填实加固,检查好有无漏堵，有缝隙处一定要堵好。将接渣斗卡在砂型出渣口一边并将接口处抹上一层封箱泥，将接渣斗内放置适量干砂或碾碎的砂型、坩埚料等，准备两个堵漏棒，将专用坩埚搁架放在砂型上部正中（适用于一次性坩埚），将坩埚放置在一块干燥地方，检查焊药包是否有破损或受潮现象，检查坩埚有无损伤及清除浮砂，检查自熔塞是否在位，打开焊剂，装入坩埚内，使其平整略有锥形，将高温火柴插入焊剂顶面正中并使引信部分露出焊剂3-5mm，将坩埚帽盖上。

图2示出了本发明起重机轨道组装正面示意图；图3示出了本发明起重机轨道组装侧面示意图；在一个具体的实施例中，将砂型2、砂型底板3、砂型框4、弓形卡5、接渣斗6、坩埚搁架7组装好，砂型2采用与轨道1（QU80）轨道匹配型号，将所有缝隙用封箱泥封堵好，检查准备好坩埚8和焊接药包具体如图2、图3所示。

S4.通过预热器对起重机轨道进行焊前预热；

S4具体包括以下步骤：

S41.测量并记录钢轨的温度，放置并调整预热器支架位置，调整预热器焰咀底部与轨面距离保持一定的高度；在一个具体的实施例中，预热器焰咀底部与轨面距离保持一定的高度为50mm。

S42.安装丙烷减压器、氧气表，将预热器两个阀门完全打开，使丙烷减压器和氧气表的指针为零，关闭预热气两阀门，利用氧气表和丙烷减压器调整压力；氧气和丙烷压力值、氧气流量根据不同轨道型号选择，先打开丙烷气阀门少许，点燃预热器，再缓慢打开氧气阀门，分别增大丙烷气和氧气流量，直至氧气阀门全打开，调整丙烷气阀门使焰芯蓝色火焰长度达到一定的数值，将燃烧器迅速放在预先定好位的预热器支架上并将预热器在砂模中迅速居中定位，注意观察砂型两冒口棒冒出的火焰长度是否一致，火焰冒出的高度达到400mm，过高则减小丙烷气阀门，过短增大丙烷气阀门，如果仍然达不到要求，则要检查气源是否充足，管道，预热枪是否畅通，必须达标才能预热，注意使用液化气时必须用热水加温，建议最好使用丙烷气。

在一个具体的实施例中，氧气和丙烷压力、氧气流量、焰心长度、预热时间等工艺参数根据不同钢轨型号进行选择，铝热焊接预热工艺参数如下表1所示，

表1 铝热焊接预热工艺参数

S43.按下跑表开始计时，预热时间依钢轨类型不同而变化，将塞块置于砂模边缘进行加热，但不得在火焰中烘烤，到规定的预热时间将预热器从砂模中取出，但不要熄灭火焰。在一个具体的实施例中，焊前预热，对钢轨进行预热，预热时预热器焰咀底部与轨面距离保持一定的高度为50mm，氧气压力0.4MPa,丙烷压力0.07MPa,氧气流量3500L/h，焰心长度15-20mm，预热时间5min。

S5.燃烧坩埚内的焊剂，对起重机轨道进行反应焊接；预热完毕后，迅速放置塞块，将装有焊剂的一次性坩埚置于砂型上方的坩埚支架上，将预热器火焰对准坩埚内高温火柴燃烧约2秒钟点燃火柴后即移开火焰，并马上将坩埚帽盖上，手持防漏棒，站在一旁准备堵漏。

S6.反应焊接完后，第一次计时，撤走坩埚和砂型卡具，清除钢轨顶部砂型两侧凸出多余封箱泥，便于推瘤，放置推瘤机，第二次计时，一定时间后通过推瘤机开始推瘤。在一个具体的实施例中，用预热器点燃高温火柴，盖上坩埚冒9，待燃烧反应完成开始计时3min，撤走坩埚、砂型卡具，清除钢轨顶部砂型两侧凸出多余封箱泥，放置推瘤机，5-6min后开始推瘤，完成后开始打磨轨道，将轨道内外两侧打磨至原钢轨一致±0.5mm。

S7.对起重机轨道进行焊后打磨；穿戴好个人防护用品：护腿、安全帽和防护眼镜，焊后开始轨道打磨时间要控制在20min左右，将焊瘤顶部打磨砂轮至轨面调整到合适高度，将轨头部及两侧与轨顶面过渡圆弧处打磨至与原钢轨一致，将轨道内外两侧打磨至原钢轨一致±0.5mm。

S8.利用超声探伤检测对轨道进行质量检查。撤掉各垫片或对轨器等辅助调轨工具，检查焊头允许误差轨顶0+0.5mm，轨内侧工作面±0.5mm，超声探伤检测，记录好焊接时的各类参数。

本发明提供一种起重机轨道铝热焊接方法，各项工序衔接有序，准备充分，预热效果好、铝热焊接各项参数达到最佳效果，极大地提高了工作效率，通过控制各项参数能保证轨道接头焊接质量，各项参数、数据都能达到标准要求，易于焊接操作，在安全、效率、质量、可操作性等方面都优于以往的手工焊接和其他采用铝热剂焊接的工艺方法，在生产实践中发挥巨大作用，创造较大的经济效益。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。