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鋼軌焊接范文第1篇

（濟南鐵路局工務機械段，山東 濟南 250000）

【摘　要】主要介紹了幾種常見的鋼軌焊接缺陷，對其產生原因進行分析，并提出了一些防治措施。

關鍵詞 焊接缺陷；產生原因；預防方法

0　前言

焊接缺陷對焊接質量的影響非常大，只有明確焊接缺陷的產生原因我們才能更好的控制焊接質量，從而獲得理想的焊接接頭。只有鋼軌焊接質量得到保障，才能更好的保障旅客乘車的安全。

1　焊接缺陷主要形式

焊接缺陷可以分為外觀缺陷和內部缺陷。外觀缺陷是指不用借助于儀器,從工件表面可以發現的缺陷,主要包括外觀質量粗糙，魚鱗波高低、寬窄發生突變，焊縫與母材非圓滑過渡，推瘤過程中推傷母材。當前焊接方法中存在外觀缺陷的主要是氣壓焊，常見的外觀缺陷是錯邊，有時還會出現推傷母材的情況，但這種焊接方法目前已不再使用。而內部缺陷主要以氣孔、夾渣、未焊合、過燒、灰斑、裂紋為主。不同的焊接方法產生的缺陷也不相同。當前鋼軌焊接方式主要分為氣壓焊、鋁熱焊、閃光焊三種。當前鋼軌焊接使用最多的方法是閃光焊，其主要缺陷是內在缺陷，主要以光斑為主。但從外觀質量和內在質量綜合比較，閃光焊是目前比較理想的一種焊接方法。

2　焊接缺陷產生原因

焊接缺陷產生的原因多種多樣，接下來從不同方面對其進行分析。外觀缺陷產生原因可以分為人為、自然和冶金因素。目前鋼軌焊接，尤其是現場焊接，自然條件比較惡劣，人員操作水平有差異，所以在外觀上很難控制。冶金因素主要是鋼軌出廠時每一根鋼軌在幾何尺寸上都會有或多或少的偏差，這種因素是人力無法改變的。而焊接內在缺陷則可分為氣孔，夾渣、未熔合、過燒、灰斑等。氣孔是焊接時,熔池中的氣泡在凝固時未能逸出而殘留下來所形成的空穴。其氣體可能是熔池從外界吸收的,也可能是焊接冶金過程中反應生成的。氣孔可分為條蟲狀氣孔、針孔、柱孔,按分布可分為密集氣孔,鏈孔等。氣孔的生成有工藝因素,也有冶金因素。工藝因素主要是焊接操作是否規范，母材或填充金屬表面是否有銹、油污等。由于水分在高溫下分解為氣體,高溫金屬中氣體含量增加，熔池冷卻速度大,氣體來不及逸出，形成氣孔殘留在焊縫中。氣孔主要出現在鋁熱焊中。而冶金因素則是由于在鋼軌凝固界面上排出的氮、氫、氧、一氧化碳和水蒸汽等所造成的。此外鋼軌焊接完成后還會出現焊后熔渣殘存在焊縫中的現象。焊后殘留在焊縫中的熔渣,有點狀和條狀之分.它是由于熔池中熔化金屬的凝固速度大于熔渣的流動速度,當熔化金屬凝固時,熔渣未能及時浮出熔池而形成的。它主要存于焊縫之間和焊縫與母材之間.其主要是由于鋼軌端面有油污或者灰塵造成的。

未熔合也是一種常見的焊接缺陷。它是由于焊縫金屬與母材金屬或焊縫金屬之間未能完全熔化結合在一起的一種焊接缺陷。鋁熱焊出現這種情況主要是由于焊劑的選擇不當或者焊縫預留量過大以及封箱不嚴等原因造成的。對于目前的鋼軌焊接方法來說，鋁熱焊主要是由于加熱溫度不夠，不能為鋁熱反應提供足夠的熱量，未能達到理想的溫度值。而閃光焊和氣壓焊則屬于塑性焊接，其缺陷主要是由于鋼軌預留頂鍛量不足，頂鍛量未達到要求造成的。在當前焊接過程中，氣壓焊與閃光焊出現未焊合的概率較小。

此外，焊縫中還會出現裂紋，它是指焊接接頭中局部地區的金屬原子結合力遭到破壞而形成的新界面而產生縫隙,它具有尖銳的缺口和大的長寬比特征.按其方向可分為縱向裂紋、橫向裂紋,輻射狀裂紋.其主要是冶金因素和力學因素產生的.冶金因素是由于焊縫產生不同程度的物理與化學狀態的不均勻,力學因素則是由于火車運行過程中對鋼軌的不斷沖擊，在焊接缺陷處產生應力集中，在不斷的沖擊下，裂紋不斷長大，最終導致鋼軌斷裂。裂紋在鋼軌焊接中出現的概率較小，主要出現在長期運行的鐵路運行線上。

此外如果在焊接過程中焊接操作規范使用不當,熱影響區長時間在高溫下停留,晶粒會變得粗大,形成過熱組織。若溫度進一步升高,停留時間加長,可能使晶界發生氧化或局部熔化,就會出現過燒組織。過熱可通過熱處理來消除,而過燒是不可逆轉的缺陷，出現過燒的部位，焊縫的強度非常低，很容易發生斷裂。

當然在鋼軌焊接中出現最多的還是灰斑，它是在焊縫金屬的斷裂面上出現的灰色條狀或者塊狀的焊接缺陷。其組織脆硬，對焊接質量影響很大。灰斑主要出現在氣壓焊和閃光焊中，氣壓焊主要以灰色的斑點為主，閃光焊則主要是白亮的條斑或者點斑，這兩種焊接方法屬于塑性焊接，其缺陷主要是焊接參數選擇不當,操作工藝不正確,焊接技能差，焊接過程中電流電壓異?；蛘吆附舆^程中高溫金屬區被氧氣氧化所造成的。其主要的一些斷口缺陷形貌如下圖所示：

圖1和圖4所示的缺陷在閃光焊中比較常見，主要表現為成片白色條斑和斷口平齊，是由于參數配置不合理造成的，平齊斷口一般是由于熱輸入不足造成的。圖2所示的為比較大的灰斑，這種缺陷有的時候雖然很大，但一般不會成為裂源，圖3所示的缺陷雖然不大，對焊縫強度影響卻很大，尤其是當其缺陷延伸到邊緣時，則很容易成為裂源。祛除灰斑缺陷一直是閃光焊參數調試過程中不可忽視的一個重要環節。

3　焊接缺陷的危害及預防方法

焊接缺陷對鋼軌焊接接頭的強度影響很大，不同的缺陷會帶來不同的影響，但對于火車運行來說都是非常危險的。所以我們要明確每一種焊接缺陷所帶來的危害，并制定相應的預防措施來保證安全。

氣孔減少了焊縫的有效截面積,使焊縫疏松,從而降低了接頭的強度,降低塑性，同時還會引起應力集中,而點狀夾渣的危害與氣孔相似,帶有尖角的夾渣也會產生尖端應力集中,其尖端還可能會發展為裂紋源,要防止其產生，我們需要徹底清理鋼軌焊接端面的油污、鐵銹、水分和雜物，并使用端面打磨機將鋼軌端面徹底打磨，使鋼軌焊接端面平整、清潔。

同時未熔合也是一個不可忽視的缺陷，它是一種面積型缺陷、它減少了焊縫的有效截面積,使接頭強度下降。為了防止出現這種缺陷，鋁熱焊焊接時則需要經驗豐富的人員操作，并配備紅外線測溫儀輔助測量。氣壓焊和閃光焊則要控制好鋼軌的預留量，降低鋼軌滑動阻力，保證焊接過程能達到設定頂鍛值。

而裂紋缺陷對接頭強度的影響也非常大，如果鋼軌內部存在裂紋，在火車長期運行中，不斷的沖擊鋼軌焊縫，裂紋會不斷擴大，焊縫的疲勞程度逐漸增強，當積累到一定程度就會引起鋼軌的斷裂，危及行車安全。裂紋缺陷一般都是在鋼軌使用中出現，鋼軌焊接過程中出現的概率很小，所以使用中的鋼軌需要按照大修周期定期進行更換。

過燒和灰斑同樣也是引起鋼軌斷裂的很重要的因素，出現過燒的部位，接頭強度明顯低于正常值，必然成為斷裂源，所以在焊瘤的清除過程中務必要做到干凈徹底。對于灰斑這種常見的缺陷只能通過細化每一道工序，優化焊接參數來改善。

4　總結

鋼軌焊接范文第2篇

關鍵詞：方法 質量 無縫線路鋼軌

中圖分類號：F253.3 文獻標識碼：A 文章編號：

一、鐵路無縫線路鋼軌焊接的方法

無縫線路工程在鋼軌的搬運、鋪設及焊接方面有高標準，高要求，這也是無縫線路鋪設過程中的重點與難點。過去，鋼軌長度受到制造、運輸、鋪設及養護等步驟的制約。改進發展后，各國普遍都用分步焊接鋼軌的方式。此方法首先需要選擇距離適中的地點，建立焊接工廠。其次，把從制造廠運來的標準鐵軌加工成適合短途運輸及承受能力強的長鋼軌。最后，在工地開展焊接工作，使之成為無縫線路。

目前，鋼軌焊接主要運用的方法有接觸焊、氣壓焊、鋁熱焊、電弧焊。普遍而言，焊接工廠采用接觸焊的方法,利用≤30m的短鋼軌的拼接，焊接成200~500m的長鋼軌。然后通過鋁熱焊、氣壓焊或電弧焊，將其焊成800~1500m的單元軌。另外，要求對跨區間無縫線路進行3次鋁熱焊接?？梢姡煌暮附臃绞接衅涓髯缘奶攸c。下面，通過的焊接原理和使用原則等方面，對各種焊接方式的優缺點進行分析：

(1)接觸焊。其工作原理是利用通電電流對電阻效益所產生的大量熱源熔接器件。通過頂鍛后最終完成焊接步驟。其優點在于焊接速度快，質量高。由于其對設備要求繁瑣，耗費功率較大，焊接一次所需成本較高，所以一般被工廠所采用。

(2)氣壓焊。其工作原理是通過氣體燃燒所帶來的熱量，將鐵軌端部處于融化或塑性狀態。接著利用頂鍛壓力焊連已受焊器件的端點。此方法不僅一次性投資小、耗電少，而且效率高、功效好，多被應用于現場焊接操作。在焊接接頭斷面時要有精湛的技術，并要求縱向移動鋼軌作為輔助工作。所以無法進行超長鋼軌和跨區間無縫線路焊接。

(3)鋁熱焊。其工作原理是運用鋁的化學性質，將其與金屬氧化物混合后置入坩堝中劇烈燃燒，利用反應放出的熱量將鋼軌融化為鋼水流入砂模中。設備簡易，操作容易是它的優點。性能不強，試驗不準是它的缺點。

(4)電弧焊。其工作原理是運用電焊條或焊絲接觸鋼軌端面后發生電弧電熱熔化，靜止冷卻一定時間后，最終生成對焊焊頭。此方法普遍用于現場維修。它主要的優勢在于焊接金屬的性能、硬度、耐磨強度趕超標準鋼軌材料。目前，國外已能較好的使用電弧焊方法。由于其焊接耗時久，穩定性差、需要有高素質專業人才進行操作實施。所以，處于萌芽階段的我們，正在對此方法做更深一步的探究。

二、國內外鋼軌焊接技術應用現狀

全球都力爭發展無縫線路鋼軌焊接技術，他們風格迥異，特點全然不同。如：

日本高速鐵路鋼軌焊接有三個步驟，第一，運用閃光接觸焊和氣壓焊,將25m/50m的標準鋼軌廠間焊成200m長鋼軌,第二三次，主要使用鋁熱焊、強迫成型電弧焊和氣壓焊,鋪設出800～1500m超長無縫線路。近幾年，德國鐵路部焊接鋼軌接頭時，大部分采用 “短時預熱快速鋁熱焊法”。不僅加快了鋁熱焊預熱的速度，而且改良了焊頭的材質特性，增加其穩固性。當今，德國已建立出SKV焊接方法。法國著力于研究高速鐵路鋼軌焊接技術,在廠內采取高效的接觸焊接法，在工作點利用移動式接觸焊和QPCJ鋁熱焊接。QPCJ鋁熱焊具有嚴密的13個步驟，包括到焊接現場前的準備、在現場工作時的流程、對軌道的檢查、對鋼軌端頭焊接的要求、鋼軌端頭是否對正、提前預備好砂模、預熱標準鋼軌、充足的焊藥包、澆注成形、拆除砂模和推瘤、熱打磨及冷打磨，最后一步為收尾檢查。每一項都詳細規定并標注解釋。

對于跨區間無縫線路技術的研究，國外歸納出兩種模式：一是在廠內將錳鋼轍叉兩端焊接過渡軌一塊，消除了錳鋼轍叉與碳素鋼軌之間的焊接困難。二是采用新創立的鋼軌組合式轍叉，在廠內將鋼軌焊聯成整體轍叉并給予熱處理。

我國于1957年開始涉入鋼鐵焊接，到目前為止，取得令人頗為滿意的成績。當今我國正使用大劑量三片模定時預熱焊法等新材料、新技術,新產品，為進一步提高鋼軌性能而不懈努力。另外，移區間聯合接頭這一環節常常采用動式小型氣壓焊機?，F場焊接多采用了法國拉伊臺克國際公司的QPCJ鋁熱焊接技術。焊接設備國產化的研究應成為今后鋼軌焊接技術研究的重點,從而不斷提高焊接水平,為我國高速鐵路的鋼軌焊接儲備必要的技術實力。

三、如何改善鋼軌焊接質量

(1) 完善鋼軌焊接制度

由于鋼軌焊接制度對質量方面規定的缺乏，導致屢屢出現鋪后斷折的現象。為延長鋼軌實用期，需增設對過程的監管與調控。通過對各焊軌企業資質、焊工素質、設備器材、焊接方法的調查，籌劃出一套完整的鋼軌質量要求規定。同時，還應增設無縫線路焊接計劃，保證跨區間無縫線路的有效實施，建立一套標準的鋼鐵質量體系，是保證無縫線路正常運行的關鍵。

(2)合理應用整體道床

整體道床結構是一種新型的軌下基礎，它不僅有整體性強、易維修、高質量等優勢，還可以無縫線路鐵軌的潛力充分發揮出來。碎石道床軌道的橫向阻力取決于碎石對軌枕的約束力。倘若道床中的軌枕有橫向位移傾向時，整體受力部分都會產生阻力。整體道床結構主要由鋼筋混凝土搭建構成，其抗橫向阻力效果明顯優于碎石道床，整體道床結構單個普通扣件橫向阻力值約在45kN，可明顯提升無縫線路的穩定性。

(3) 全面提高企業素質

全面考察焊軌施工現場，對符合標準的施工隊頒發許可證并定期進行監督。提高員工個人素質、設備條件、管理體系、質量性能等方面，可學習國外分級制模式，有效開展業內競爭活動。其次，監管施工現場。派監理人員對施工過程進行監督和管理，即實行監理制。使其能保質保量高效的完成目標任務。另外，監理人要定期進行考核，必須做到持證上崗。另外開展技術培訓工作。 加強鐵路焊接鋼軌的規定的同時，需要焊工人員的合作與配合。所以，對焊工和管理人員應開展全面的培訓教育，通過考試，演講等形式，使人員提供技術水平和管理能力，能做到自主發現問題并有效改正小問題。從嚴格控制作業機制過程，從而徹底轉變被動解決問題的困難局面。

四、總結

通過分析，發現國內無縫線路的施工過程都未符合《鋼軌焊接接頭技術條件》的要求。對于焊接鋼軌的方法，不僅要明確如何合理使用方法，更要在實踐中充分體現所選方法的優勢。目前，我國大量的鋼軌焊接設備和材料仍依賴進口，我們應把先進的技術和思想融合在焊接鋼軌中來，完善焊接法律，制定質量標準，達到無縫線路鋼軌實用性強的目標。對于國內外現狀，對幾種可行措施進行述評，強調了研究國產化焊接設備的重要性，同時提出了建設性意見，希望對鐵路無縫線路鋼軌焊接技術起到一定的促進作用。

參考文獻：

[1]高速鐵路無縫線路鋼軌焊接技術的研究 周奕 上海鐵道科技 2009年第三期

[2] 廣鐘巖、高慧安，鐵路無縫線路[M].北京：中國鐵道出版社，2011.

鋼軌焊接范文第3篇

【關鍵詞】 鋼軌焊接 正火 打磨 起拱量 高低接頭 裂紋 探傷

1 引言

一個合格的焊頭需要經過下列工序方能獲得：松扣件墊滾筒應力放散（鎖定焊）焊前打磨對軌焊軌粗磨軌底探傷焊頭正火緊扣件精磨整體探傷修軌（打磨、正火），各個工序都會對最終焊頭質量造成影響。在鋼軌現場焊接的施工過程中，常常因為焊頭出現高接頭、低接頭、正火溫度不均勻、裂紋、接頭探傷顯示超標等焊頭質量缺陷，出現返工，耗費了大量的人力財力物力，有時甚至影響到交驗工期。

2 典型焊頭質量缺陷的產生原因及解決方法

2.1 高接頭

用一米型尺測量，軌頭上面起拱量大于0.3mm，稱之為高接頭。高接頭可以通過后續正火及打磨環節得到合格焊頭。但過高的起拱量，如正火精磨后的拱量大于1mm的焊頭，增加了后續環節的工作量。

2.1.1 高接頭產生原因

2.1.1.1 鋼軌焊接時，在對軌及夾持鋼軌時，向上提得過高，造成起拱量過大。

2.1.1.2 焊頭正火后，沒有及時測量起拱量，采取用液壓彎軌器適當下壓接頭頂部及鎖緊相應扣件。

2.1.1.3 焊頭精磨時，沒有根據當時環境溫度及鋼軌溫度確定打磨余量，過大的起拱量可以經打磨減小。

2.1.2 高接頭解決方法

2.1.2.1 正火和打磨操作人員應及時將后續焊頭質量情況反饋給焊軌機操作人員，控制焊接環節的起拱量。

2.2.2.2 焊頭正火后，及時測量起拱量，采取用液壓彎軌器適當下壓接頭頂部及鎖緊相應扣件。保證軌頭上面起拱量4mm-5mm，行車面0.3mm以內（此時溫度要保證在450℃以上）。

2.2.2.3 焊頭精磨時，增加打磨量。

2.2 低接頭

用一米型尺測量，軌頭上面起拱量低于0mm，稱之為低接頭。在施工中應避免出現低接頭。

2.2.1 低接頭產生原因

2.2.1.1 鋼軌焊好精磨后，經過一段時間的熱脹冷縮內部應力作用，及線上行車對焊縫的碾壓，焊頭會產生下降。為了避免在工程交驗出現低接頭，在正火時應控制起拱量，在精磨時預留打磨余量，保證交驗合格。

2.2.2 低接頭解決方法

2.2.2.1 獲得焊接環節的理想起拱量，并做到正火和打磨操作人員與焊軌機操作人員及時溝通反饋。

2.2.2.2 在正火環節，熟練運用液壓正軌器及撬棍進行校正，使用1米專用型尺及塞尺，保證軌頭上面起拱量4mm-5mm，行車面0.3mm以內（此時溫度要保證在450℃以上）。

2.2.2.3 在精磨環節，用鋼軌精磨機及磨頭砂輪，打磨鋼軌軌頭焊縫位置頂面上行車面，使軌頭焊縫與軌頭形狀一致。使用1m型尺及塞尺，保證起拱量留0.6mm-0.8mm，溫度高可留0.8mm-01mm，打磨方向與鋼軌軸向長度方向同向。精磨范圍在1m以內。

2.2.2.4 如出現低接頭，允許再正火二次。利用鋼軌的特殊形狀，即軌頭截面積大軌底板截面積小，加熱后冷卻是軌底板先回縮形成起拱量來改善低接頭。

2.3 焊頭正火溫度不均勻

2.3.1 正火溫度不均勻的原因

2.3.1.1 加熱器火孔大小沒有調整好，造成焊頭軌頭與軌底的溫度不一致。嚴重的會出現軌底過燒，造成焊頭報廢。

2.3.1.2 加熱器局部火孔因積碳產生堵塞，造成局部加熱溫度低。

2.3.1.3 加熱器出火孔距鋼軌各部分間隙沒有保證基本一致，致使鋼軌溫度不均勻。

2.3.1.4 氧氣與乙炔的混合比不正確，加熱熱量不充分。

2.3.1.5 正火操作人員不熟練，不能正確調整加熱器，調整混合比，擺火動作不正確。

2.3.2 焊頭正火溫度不均勻的解決方法

2.3.2.1 培訓正火操作人員，能夠正確調整加熱器，調整混合比。

2.3.2.2 加熱焊縫以內60毫米鋼軌，正確使用測溫儀，U75V控制在900--920℃， U71Mn控制在870--900℃。

2.3.2.3 要求軌頭軌腰軌底板溫度基本一致，軌底板溫度允許高50℃以內，避免過燒。

2.4 焊頭裂紋

2.4.1 焊頭裂紋產生的原因

2.4.1.1 鋼軌焊接完成后，由于鋼軌冷卻過程中的回縮，造成軌底焊縫裂紋。

2.4.1.2 由于松扣件墊滾筒環節扣件沒有完全松完，滾筒沒有按規定間隔放置，在焊機拉鋼軌對軌的過程中產生一個向后的拉力，造成焊接完成后軌底焊縫裂紋，也可能在正火后造成軌底焊縫裂紋。這個問題，在低溫環境特別是在鎖定焊時多有發生。

2.4.1.3 在低溫條件及鎖定焊正火時沒有注意焊縫前后各20扣以外應鎖緊5對扣件以上，以致加熱時鋼軌回縮產生裂紋、拉細焊縫甚至拉斷焊縫。

2.4.2 避免焊頭裂紋的方法

2.4.2.1 鋼軌焊接最好采用保壓推瘤的方法，利用焊軌機保壓推瘤的功能，焊頭焊好后維持5分鐘的壓力，待焊頭溫度下降到350℃以下時松開鋼軌。

2.4.2.2 焊接前應確認扣件完全松完，滾筒按規定間隔放置。

2.4.2.3 焊頭正火前確認焊縫前后各20扣以外應鎖緊5對扣件以上。

2.5 接頭探傷顯示超標

2.5.1 接頭探傷顯示超標的原因

2.5.1.1 由于正火溫度不均勻，焊縫內部金相組織不一，粗晶反射現象造成顯示超標。

2.5.1.2 焊頭軌頭軌底打磨沒打磨平，在凹凸部造成顯示超標。

2.5.1.3 焊頭軌底露頭的小灰斑、小夾渣造成探傷顯示超標。

2.5.1.4 焊頭軌底打磨棱角沒做好園弧過度，在棱角處造成探傷顯示超標。

2.5.2 解決焊頭接頭探傷顯示超標的措施

2.5.2.1 保證焊頭正火溫度均勻，溫度達到規定要求。

2.5.2.2 焊頭打磨按規定打磨到位。

2.5.2.3焊頭軌底露頭的小灰斑、小夾渣有一部分可以通過加大打磨量消除。

3 鋼軌現場焊接的正火及打磨工藝方案制定

通過以上的分析，影響鋼軌焊縫接頭質量的因素，包括人、機、料、法、環的各個方面，制定詳細的、定量的鋼軌現場焊接的正火及打磨工藝方案，對提高焊頭質量的一次合格率，減少返工造成的損失，有很大的現實意義。

以下為鋼軌現場焊接的正火及打磨工藝方案。

3.1 鋼軌焊頭正火工藝方案（以60軌為例）

3.1.1 待軌溫冷卻至300℃以下，焊縫兩端松開15-20扣，打壓機墊入150-175mm木頭方墩。

3.1.2 打粗磨，打磨軌底板上面、側面及軌底面。

3.1.3 如鎖定焊，需加入探傷工序，判定是否傷頭。

3.1.4 固定加熱器，保證加熱器出火孔距鋼軌各部分間隙基本一致。

3.1.5 開啟氧氣乙炔控制箱。

3.1.6 用點火器點燃加熱器。

3.1.7 擺火，移動距離60mm，加熱時間3.5分鐘至5分鐘。

3.1.8 測溫，當溫度達到870℃--900℃即達到加熱溫度。測溫部位為軌頭正中及軌底板三角區上部。

3.1.9 加速擺幾次火，關閉氧氣乙炔控制箱，?；?。

3.1.10 快速取下加熱器及擺火架。

3.1.11 快速用壓機取下墊塊。

3.1.12 快速用1米專用直尺及塞尺測量軌頭上面起拱量及行車面。

3.1.13 快速用液壓正軌器進行校正，使用1米專用型尺及塞尺，保證軌頭上面起拱量4mm-5mm，行車面0.3mm以內（此時溫度要保證在450℃以上），并鎖緊扣件。

3.1.14 自然冷卻，允許吹風。特殊情況（如夏季溫度高），溫度降至300℃以下，可以淋水降溫。

3.1.15 接下進行精磨及測量，保證軌頭上面起拱量0.6mm-1mm，行車面0.2mm以內。完全冷卻后，軌頭上面起拱量會降至0.2-0.6mm，通過以后修軌可避免低接頭。

3.2 鋼軌焊頭打磨工藝方案（以60軌為例）

打磨共分粗打磨、精打磨及修軌。

3.2.1 粗打磨工藝方案

3.2.1.1 鋼軌焊接完成，待焊縫溫度降至300℃以下。

3.2.1.2 啟動小型發電機，在合適位置放置電源插板。

3.2.1.3 機車及焊機后退25m以外。

3.21.4 用壓機起軌，墊好墊塊。

3.2.1.5 用棒砂輪機及粗砂輪，打磨鋼軌焊縫位置軌底板三角區，使焊縫與軌底板三角區形狀一致。打磨方向與鋼軌軸向長度方向同向。

3.2.1.6 用棒砂輪機及粗砂輪，打磨軌底，將軌底焊縫打平。

打磨方向與鋼軌軸向長度方向同向。如夜間，需通過頭燈照射軌底位置，用鏡子反射看清軌底進行打磨。

3.2.1.7 銳邊倒角。

3.2.2 精打磨工藝方案

3.2.2.1 鋼軌正火完成，待焊縫溫度降至300℃以下。

3.2.2.2 啟動小型發電機，在合適位置放置電源插板。

3.2.2.3 機車及焊機后退25m以外。

3.2.2.4 用壓機起軌，取下墊塊，水平落入軌枕。

3.2.2.5 用鋼軌精磨機及磨頭砂輪，打磨鋼軌軌頭焊縫位置頂面上行車面，使軌頭焊縫與軌頭形狀一致。使用1m型尺及塞尺，保證起拱量留0.6mm-0.8mm，溫度高可留0.8mm-01mm，打磨方向與鋼軌軸向長度方向同向。精磨范圍在1m以內。

3.2.2.6 用鋼軌精磨機及磨頭砂輪，打磨軌頭內行車面，使軌頭內行車面焊縫與軌頭行車面形狀一致，使用1m型尺及塞尺，保證行車面直線度為0到0.2mm。打磨方向與鋼軌軸向長度方向同向。精磨范圍在1m以內。

3.2.2.7用鋼軌精磨機及磨頭砂輪，打磨軌頭非行車面，使軌頭非行車面焊縫與軌頭非行車面形狀一致，打磨方向與鋼軌軸向長度方向同向。精磨范圍在1m以內。

3.2.2.8 精磨時注意圓弧過度。

3.2.3 修軌工藝方案

3.2.3.1 高接頭處理

打磨鋼軌軌頭焊縫位置頂面上行車面，使軌頭焊縫與軌頭形狀一致，起拱量為0-0.2mm，要求控制到上限。打磨方向與鋼軌軸向長度方向同向。修軌范圍在1m以內。

打磨軌頭內行車面，使軌頭內行車面焊縫與軌頭行車面形狀一致，保證行車面直線度為-0.2到0.2mm。打磨方向與鋼軌軸向長度方向同向。修軌范圍在1m以內。

3.2.3.2 低接頭處理

再次正火按正火工藝，如正火后起拱量大按高接頭處理。

4 總結

經過京滬高鐵、海南東環線、漢宜高鐵、寧杭高鐵等工程的實踐摸索，通過進行細致的實驗分析，找出影響焊頭質量的因素，制定詳細的、定量的鋼軌現場焊接的正火及打磨工藝方案，施工進度得到加快，一次合格率大大提高，返工率控制到了很小到范圍，焊頭質量得到了保證，產生了很好的綜合效益。

參考文獻

[1] TB/T1632.1-2005《鋼軌焊接 第1部分：通用技術條件》中華人民共和國鐵道部2005

[2] TB/T1632.2-2005《鋼軌焊接 第2部分：閃光焊接》中華人民共和國鐵道部2005

鋼軌焊接范文第4篇

【關 鍵 詞】鋼機柜；焊接變形；加工；強度

【中圖分類號】 P755.1【文獻標識碼】A【文章編號】1672-5158（2013）07-0226-01

在我公司的眾多產品中，鋼機柜是其中應用普遍、加工難度較大的一種類型，對加工者的技術水平要求相對較高。鋼結構機柜大多采用焊裝結構。一般機柜的尺寸精度、形位公差要求嚴格；機柜整體牢固可靠，設備安裝方便，配合電氣設計安裝需要符合總體設計要求；電磁屏蔽性好，“三防”及抗振性能優良。為了保證設計要求，焊裝結構機柜就要在焊接坡口設計、焊接方法的選擇、焊接工藝、矯正變形等方面入手，找到最佳的加工工藝方案。以下以我公司某種鋼結構機柜為例做一淺析。

1 工藝方法分析

有焊接就可能產生變形，本機柜框架是焊接裝配結構。為了防止焊接中產生的位移變形，在加工工藝上通過預先制作專用定位工裝來保證重要尺寸精度。這樣在焊接過程中就能夠確保設計尺寸精度要求。如果這些重要部位尺寸精度，由于焊接產生變形而達不到設計要求，那么和機柜配套設計的零件及插箱將不能順利安裝。在焊接方式上為了盡量減小焊接過程中產生的應力變形，機柜采用二氧化碳氣體保護焊焊接，通過實際加工驗證效果很好。二氧化碳焊焊接鋼機柜優點如下：

1） 電弧的穿透力強，厚板焊接時坡口的鈍邊可設計得稍大一些；

2） 焊接電流密度大，焊絲熔化率高，焊后一般不需清渣；

3） 二氧化碳氣體價格便宜，二氧化碳保護焊比普通電弧焊的生產成本低，生產率比普通的電弧焊高1～3倍；

4） 電弧熱量集中，受熱面積小，焊接速度快，對薄壁構件焊接質量高，焊接變形小，同等條件下可代替氣焊。

5）設備操作簡單，焊縫成型好，焊接質量高，變形量相對較小。

焊接次序則考慮到由于所焊接部位的間隙不同，應先焊接間隙小的部位，再焊接間隙大的部位，這樣有利于減少焊接造成的構件變形。多層焊的每道焊完后，必須將焊渣、飛濺及焊疤清除干凈，并經確認無裂紋缺陷后，再焊下一道。對鋼機柜構件采取焊接施工時，引弧應在墊板、幫條形成焊縫的部位進行，禁止燒傷主筋。在焊接鋼機柜過程中應即時清除焊渣、飛濺，確保焊縫表面光滑且焊縫余高平緩過渡、弧坑應填滿。焊接關鍵是要選用合適的電流、應當防止電流過大、電弧拉得過長、控制好焊槍的角度和運弧的方法。

2 工藝方案及優化處理

2.1基本要求和加工難點

（1） 機柜外形尺寸約1700X1100X600，上下一般分為三到五層，大多由30～60余個零部件組成，結構復雜；

（2） 尺寸精度、形位要求、強度要求、美觀要求均較高；

（3） 機柜各種類型孔多達數百個，形狀各異；

（4） 加工的難點主要為：變形大、矯正困難、空間關聯尺寸的精度要求難以保證。

2.2加工方法分析

通過大量的生產實踐，我對鋼機柜加工方法總結了以下幾點：

（1）首先仔細消化圖紙，與設計師詳細溝通，對機柜結構做到心中有數。

（2）其次規劃好裝配順序，一般為零件—組件—部件—總成，這樣就化解了加工難度，將復雜的機柜整件分解為相對容易能保證精度的小部件、組件。

（3）將難度最大的地方、最易出現問題的部分提前采取預防、避免的措施，比如采用自制工裝、夾具、定位樣板、心軸、鉆孔樣板等，利用這些工具保證精度要求。

（4）裝配過程中焊接變形問題是解決的難點和重點。

2.3裝配過程中焊接變形問題優化處理

（1）只要條件允許，把機柜分成若干個結構簡單的部件，單獨進行焊接，將變形在部件中消除，然后再總裝成整件。

（2）選擇合理的裝配焊接順序

在焊縫較多的組裝條件下，應根據構件形狀和焊縫的布置，采取先焊收縮量較大的焊縫，后焊收縮量較小的焊縫；先焊拘束度較大而不能自由收縮的焊縫，后焊拘束度較小而能自由收縮焊縫的原則。比如：主梁的焊接裝配，對于焊縫非對稱布置的結構，裝配焊接時應先焊焊縫少的一側。

（3）采用反變形法來減小焊接變形：這是生產中經常使用的行之有效

（5）采用熱平衡法：焊接時，在與焊縫對稱的位置，用氣體火焰與焊接同步加熱，使加熱區和焊縫產生同樣的膨脹變形，焊后其一致收縮，則可以防止彎曲變形。

2.4焊接變形矯正方法

在機柜的生產過程中，雖然采取各種措施，但焊接變形總是不能避免。因此，焊接后通常需要采取辦法對焊接變形進行矯正。其方法都是設法獲得新的變形去抵消或減少原有的變形，從而使零件獲得矯正。具體方法有：

（1）手工矯正法：對于單一的彎曲、或波浪變形，通常采用錘子等工具錘擊焊件的變形處進行矯正；扭曲變形通常采用兩人或多人抬高機柜反方向鐓擊來消除。

（2）機械矯正法：利用三點彎曲使焊件產生一個與焊接變形方向相反的變形，來矯正焊接變形。比如千斤頂、拉緊器、壓力機等將焊件頂直或壓平。一般適用于塑性比較好的材料及開敞式的、內部空間的柜體。對于薄板結構的變形可以采用滾壓焊縫或逐點擠壓焊縫的方法（多見于底板、頂板、壁板的斷續焊和點焊）。

（3）火焰加熱矯正法：焊接時，利用氣體火焰加熱構件的伸長部分，使其在較高溫度下發生壓縮塑性變形，冷卻后收縮而變短，使構件的變形得到矯正。需要注意的是，加熱溫度不宜過高，否則會使金屬表面質量受到損壞。一般情況下，加熱溫度為650℃～800℃。

3 結論

實踐證明，通過采取有效的焊接工藝方法和控制焊接變形的措施，焊后采用適當的變形矯正方法，就能確保鋼機柜焊接質量和加工精度，為順利實現后續加工及滿足裝配質量提供了必要的條件；同時可以簡化校正工序，降低操作工的勞動強度，提高生產效率。在鋼機柜焊接加工方面積累了寶貴經驗，提高了我公司市場競爭能力，為進一步提高產品質量打下了一個良好的基礎。

參考文獻

[1]《焊接技術與高招》機械工業出版社，朱穎主編，2011年版

鋼軌焊接范文第5篇

（沈陽特種設備檢測研究院，遼寧 沈陽 110035）

【摘　要】焊接是壓力容器制造行業最為重要的工藝過程，選定何種焊接方法，如何確定焊接參數，如何控制焊接接頭力學性能，這些對焊接質量的控制都需要適宜的焊接規程來指導。本文分別對鋼制壓力容器、鋁制壓力容器和鈦制壓力容器的焊制過程進行了對比分析，從不同角度解讀了這三種壓力容器焊接規程編制時需要注意的特征及意義。

關鍵詞 壓力容器；焊接規程；特征

作者簡介：李曉玲（1966—），女，漢族，碩士，高級工程師。

承壓設備的焊接質量是焊接相關方面綜合作用的結果，而焊接又是一門實踐性極強的學科。由于承壓設備的結構和材料各不相同，焊接技術要求也有很大差異，各制造、安裝單位和焊接人員的實踐與經驗也各不相同，所以不可能制訂出一份通用的承壓設備焊接工藝規程[1]。

焊接工藝規程是根據合格的焊接工藝評定報告編制的、用于產品施焊的焊接工藝文件，是工藝指導性文件，直接決定產品的焊接質量。全國鍋爐壓力容器標準化技術委員會焊接標準工作組接受相關行業代表的建議，確定承壓設備按照不同的產品種類各自制定相應的焊接規程，但對焊接材料、焊接工藝評定、焊接試驗等方面，目前相關標準過于復雜，所以統一承壓設備焊接材料、焊接工藝評定和產品焊接試件的力學性能檢驗標準，是國家的重要技術管理決策，它對實現承壓設備生產與國際接軌，加強承壓設備的安全監察，提高承壓設備的安全可靠性，確保承壓設備的制造（安裝）焊接質量將起到重要作用。

本文從焊接方法、焊接材料、坡口制備、焊接與焊后熱處理等多個方面對比分析了鋼制壓力容器、鋁制壓力容器和鈦制壓力容器焊接規程的特征及意義，旨在幫助專業技術人員更好的熟悉三種容器的特征，制訂更為合理的焊接規程。

1　焊接方法

鋼制壓力容器最為普遍，其適用的焊接方法包括氣焊、焊條電弧焊、埋弧焊、鎢極氣體保護焊、熔化極氣體保護焊、等離子弧焊、氣電立焊和螺柱焊。

由于鋁材在低溫下無脆性轉變的特性，被大量用于制造空氣分離設備（深冷設備）中的容器及管道。適用的焊接方法包括氣焊、鎢極氣體保護焊、熔化極氣體保護焊、等離子弧焊。為保證焊接質量，鋁合金通常選用氬弧焊焊接。因為氬弧焊的熱量集中，保護效果好，焊縫質量好，成型美觀[2]。

隨著壓力容器對耐蝕性、可靠性、安全性和使用壽命的要求不斷提高，耐蝕性能極佳的鈦制壓力容器也用得越來越多。我國鈦材產量的四分之三都用于制造壓力容器。盡管一次投資較高，但鈦容器的應用可以獲得長遠的經濟效益。壓力容器用鈦并不追求過高的強度，主要要求良好的塑性、韌性、成形性與焊接性，以使容器在制造中順利成形與焊接，在使用中具有盡量高的塑性儲備，因而在鈦和鈦合金中容器用鈦一般只采用工業純鈦和耐蝕低合金鈦。適用的焊接方法包括鎢極氣體保護焊、熔化極氣體保護焊、等離子弧焊。

2　焊接材料

鋼制壓力容器所用材料較為復雜，所以焊接材料的選用也分為多種情況，例如耐熱型低合金鋼相同鋼號相焊時，焊縫金屬中的Cr、Mo含量要與母材規定相當或符合設計文件規定的技術條件；高合金鋼相同鋼號相焊，有些情況下要考慮焊接材料的耐腐蝕性能；不同鋼號鋼材相焊時，選用的焊接材料應保證焊縫金屬的抗拉強度值要介于強度較低一側母材抗拉強度下限值與強度較高一側母材抗拉強度上限值之間；用生成奧氏體焊縫金屬的焊接材料焊接非奧氏體母材時，應慎重考慮母材與焊縫金屬膨脹系數不同而產生的應力作用；奧氏體高合金鋼與碳素鋼、低合金鋼相焊時，應考慮焊縫金屬的抗裂性能和力學性能[3]。在選用焊接材料時，這些都是必須要考慮的。

除特殊情況外，鋼制壓力容器用各類鋼材的焊接材料選用應遵循一條通用原則：選用焊接材料應保證焊縫金屬的力學性能高于或等于母材規定的限值，或符合設計文件規定的技術條件。

對于鋁制壓力容器，焊接材料的選用較為簡單。首先需要滿足的是選用的焊接材料應保證焊縫金屬的力學性能高于或等于母材規定的限值（如有需要，其耐蝕性能不應低于母材相應要求），或滿足設計文件規定的技術條件。另外，為了保證焊縫金屬的耐蝕性，當母材為純鋁時，應采用純度不低于母材的焊絲；當母材為鋁鎂合金或鋁錳合金時，應采用含鎂量或含錳量不低于母材的焊絲。

值得注意的是，當使用鎢極氣體保護焊制造鋁制壓力容器時，推薦選用鈰鎢極作為電極，也可選用純鎢極、釷鎢極等作為電極。純鎢極應用最早，適用于交流焊接，但綜合性能欠佳，逐漸被釷鎢極與鈰鎢極所替代；釷鎢極的綜合性能較好，但有放射性；鈰鎢極在低電流下有優良的起弧性能，維弧電流較小，放射性劑量極低，在直流小電流焊接時，是釷鎢極的首選替代品。

鈦制壓力容器焊接材料的選用原則同鋁制壓力容器的選用原則相近。選用的焊接材料應保證焊縫金屬的力學性能高于或等于母材規定的限值（如有需要，其耐蝕性能不應低于母材相應要求），或滿足設計文件規定的技術條件。其特殊之處在于如下三點：1）不同牌號的鈦材相焊時，按耐蝕性能較好和強度級別較低的母材選擇焊絲和填充絲；2）焊絲中的氮、氧、碳、氫、鐵等雜質元素的標準規定上限值應低于母材中雜質元素的標準規定上限值；3）當使用鎢極氣體保護焊時，推薦選用鈰鎢極作為電極。

3　坡口制備

鋼制壓力容器制備坡口時，應遵循如下規則：對于碳素鋼和標準抗拉強度下限值不大于540MPa的強度型低合金鋼，采用冷加工或熱加工方法制備坡口均可；對于耐熱型低合金鋼、高合金鋼和標準抗拉強度下限值大于540MPa的強度型低合金鋼，宜采用冷加工方法。如采用熱加工方法，應采用冷加工方法去除影響焊接質量的表面層；應將坡口表面及附近（以離坡口邊緣的距離計，焊條電弧焊每側約10mm，埋弧焊、等離子弧焊、氣體保護焊每側約20mm）的水、銹、油污、積渣和其他有害雜質清理干凈；對于不銹鋼應在坡口兩側作必要的防護。

鋁制壓力容器制備坡口時，應遵循如下規則：制造應有專用場地，不能與黑色金屬產品混雜生產，并要保證工作場所的清潔、干燥；可采用冷加工方法或等離子弧方法制備坡口，但焊前要去除坡口的氧化物，直至露出金屬光澤并打磨平整；應對坡口表面及兩側50mm范圍內的水分、塵土、金屬屑、油污、漆、氧化膜、含氫物質及所有附著物使用機械法或化學法進行徹底的表面清理（不能使用砂輪或砂布，可使用不銹鋼鋼刷）；因鋁在空氣中及焊接時極易氧化，生成的氧化鋁易導致焊縫中出現夾渣、未熔合、未焊透等缺陷，所以清理好坡口后應立即施焊。

鈦材極易氧化，因此鈦制壓力容器制備坡口時，同樣要注意氧化的危害，遵循如下規則：應盡量采用冷加工方法制備坡口，如使用熱加工方法，一定要去除坡口及兩側表面的氧化層和浮渣，直至呈現出銀白色金屬光澤；應去除坡口表面及兩側25mm內的油污、氧化物、氮化物、水分和有機雜質等有害物質；除了使用機械法和（下轉第169頁）（上接第74頁）化學法，鈦制壓力容器還可使用脫脂的方法進行表面清理，但不能使用氧化物溶劑和甲醇溶劑；機械法清理時可使用不銹鋼鋼刷或碳化硅砂輪。

4　焊接與焊后熱處理

鋼制壓力容器焊接時，對于多種類別的鋼材都需要進行預熱，而且兩種不同類別的鋼材相焊時，預熱溫度要按要求高的鋼材選用。此外，需要注意的是鋼材的預熱溫度也不是越高越好，如碳鋼和低合金鋼的最高預熱溫度和道間溫度就不宜大于300℃，而奧氏體不銹鋼的最高道間溫度不宜大于150℃。

焊制鋼材后，對于冷裂紋敏感性較大的低合金鋼和拘束度較大的焊件應采取后熱措施，并應在焊后立即進行。后熱溫度通常為200~300℃，保溫時間通常不少于30min。焊接后立即進行熱處理時可不進行后熱。

鋼制壓力容器的焊后熱處理尤為重要，《壓力容器焊接規程》中對整個熱處理的過程和要求有詳盡的規定，包括焊后熱處理厚度的確定、焊后熱處理方式、溫度的確定、工藝的制定等各方面內容。另外，下述幾點內容筆者認為也同樣是焊后熱處理的重點，需要特別注意：

1）對于低合金鋼和碳素鋼來說，低于490℃的熱過程不作為焊后熱處理對待；對于高合金鋼，低于315℃的熱過程也不作為焊后熱處理對待。

2）非受壓元件與受壓元件相焊時，應按受壓元件的焊后熱處理規范執行。

3）對于有再熱裂紋傾向的鋼號，在焊后熱處理時應防止產生再熱裂紋。

4）奧氏體高合金鋼制壓力容器及其零部件一般不推薦進行焊后熱處理。

5）焊后熱處理應在壓力試驗之前進行。

6）對于有應力腐蝕的，盛裝介質毒性為極度、高度危害的，或低溫的壓力容器，在焊接返修后必須重新進行焊后熱處理。

鋁制壓力容器焊接過程中，在鎢極氬弧焊時焊件厚度大于10mm、熔化極氬弧焊時焊件厚度大于15mm、鎢極或熔化極氦弧焊時焊件厚度大于25mm的情況下，焊前應進行預熱。未強化的鋁及鋁合金預熱溫度一般為100~150℃之間；強化的鋁合金或鎂含量在4~5%的鋁鎂合金，預熱溫度不應超過100℃。施焊時，要控制道間溫度不超過150℃，且每焊完一道時，要用機械方法去除氧化膜。一般不要求進行后熱和焊后熱處理。

鈦制壓力容器一般不進行預熱。多層焊時，層間溫度要控制在120℃以下。注意鈦制壓力容器控制的是層間溫度，而鋁制壓力容器控制的是道間溫度。施焊時，對溫度在400℃以上的焊縫和熱影響區的正面、背面，均應進行保護，防止氧化。鈦制承壓設備一般情況下也同樣不需要進行焊后熱處理。如果設計圖紙規定進行焊后熱處理時，應同時注明熱處理方法、熱處理溫度和保溫時間。焊后熱處理應在真空或充氬環境下進行。

5　結束語

NB/T 47015-2011《壓力容器焊接規程》是一個實踐性非常強的標準。焊制壓力容器的建造單位從設計技術要求、制造安裝條件和壓力容器服役要求出發各有不同焊接作業細則，都能得到合格產品，因此制造工藝及焊接工藝過程沒有必要也不可能統一。但根據國內五十余年來建造壓力容器的實踐結果，可以總結出若干有用的規律，用標準形成固定下來作為今后使用的依據，完全是有必要的。本版本標準針對當前壓力容器行業中存在的普遍問題提出了更為貼合實際的理論基礎，例如焊接材料的選用原則，焊縫的空間位置范圍等內容。本文解讀的只是其中的一部分，希望能為從事壓力容器制造業的技術人員提供幫助。

參考文獻

［1］戈兆文,高馳.對壓力容器焊接規程標準的思考[J].壓力容器,2006,23(8):1-6.

［2］徐志烽.鋁制壓力容器的質量控制[J].壓力容器,1999(1):51-54.