手工電弧焊接龍門吊運行軌道

孟德勝等

摘要：根據工作中存在的動態運動下常常出現的焊接裂紋，脆性斷裂的問題以及多年實踐經驗，總結了一套手工電弧焊接龍門吊運行軌道的方法。

關鍵詞：鋼軌；接頭；軌縫

1.問題的提出

在采油廠油管廠，裝卸油管的橋式龍門航吊運行軌道按標準安裝的都是無縫鋼軌，但由于諸多因素的限制，大多數只能使用標準長度為12.5m的舊軌，這樣每條線路上就分別有16個接頭，因此給龍門航吊運行帶來沖擊、振動，不僅造成鋼軌出現低接頭，而且對龍門航吊各部件的使用壽命、維修周期、吊裝物的平穩安全、司機的舒適度等都有影響。因此通過焊接方法實現無縫長軌具有重要的現實意義。

2.鋼軌焊接時應注意的幾個問題

2.1鋼軌是鐵路專用的高碳中錳鋼，焊接性較差，特別是大多數鋼軌出廠時已作軌頭表面淬火，加上板厚大，很容易產生焊接裂紋，尤其是延遲裂紋，在應力作用下還可能向母材（鋼軌）及焊縫金屬的縱深發展，只有滿足特殊要求，才能獲得較好的焊接質量。

2.2線路上鋪設的鋼軌和焊接接頭，使用中經受的是動載荷，破壞形式為疲勞斷裂，因此，需要根據疲勞負荷的形式和影響疲勞強度的因素來研究提高其接頭強度的措施，防止焊縫產生氣孔、夾渣、未焊透和未熔合等缺陷。

2.3鋼軌的橫截面尺寸變化較大，按常規開U形坡口焊接已無實際意義，因而采用不開坡口、預留間隙（軌縫）、背面加墊板的焊接方案。

2.4由于露天鋼軌的熱脹冷縮，每100m線路應留1個接頭不焊，且車擋兩端的軌頭應能自由伸縮。焊接鋼軌最佳的氣溫為h-30℃，焊接過程中應保證不受風雪和雨水侵襲，否則應停止焊接。

3. 焊接準備

3.1 調整鋼軌

需提前對整條線路進行全面檢修，更換失效墊板、扣件、襯墊、緩沖膠板及螺桿等，發現鋼軌有損傷、裂紋或扭曲不宜再用的必須更換，使整條線路外觀上不產生左右錯牙、前后高低不平和歪扭等缺陷。調軌后最好能預留出軌縫8～10mm，如果預留軌縫過小，會產生焊不透情況。

3.2 備焊縫墊板

接頭下面加墊板焊接，有利于改善焊接工藝及焊縫在工作時的應力狀態，從而延長焊縫的使用壽命。墊板使用 Q235-A鋼，其厚度根據鋼軌在鋼筋混泥土承軌梁上的固定形式確定，以焊后不墊緩沖膠板懸空2～3mm為宜，視情況取12～18mm，裁成ox200mm一塊。

3.3 焊接設備及工具

使用交流手工電弧焊機（額定焊接電流達300A），氧、乙炔設備，備好撬棍、木楔、鋼平尺。尖頭渣錘、手錘、鋼絲刷、皮老虎、扁鏟、活動鈑手、太陽傘和防護牌等。

4.焊接工藝

4.1焊條選擇

選擇焊條盡采用堿性低氫型焊條 E5015，焊條直徑4mm，焊前在350-400℃烤箱烘干l～2 h，隨取隨用。

4.2 接頭清潔

插好防護牌，卸下魚尾板及接頭兩側3m范圍內的扣件螺母。當預留軌縫不足8-10mm時，需用氧乙炔焰切割，切口面要求平直，不平度不得超過2mm。鋼軌接頭和兩側20～30mm范圍的正反兩面需去除油污、銹垢與掛渣。

4.3接頭固定

固軌時，由一名工人站在離接頭1m開外的位置目視和指揮，三人用木楔微調使接頭平直。為了避免焊接后在焊縫處形成低接頭，在固軌時要求焊縫處稍加高，而留一定的預拱度。用互m直平尺緊貼鋼軌頂面，在平尺的一端高出1～2mm，這時焊縫處的加高量為0.5～1mm。因接頭焊完后墊板下不墊緩沖膠板，故墊板2在焊后應抽走，接頭的高低、方向調整好后，擰緊扣件螺母，防止焊時變位。

4.4 焊前預熱

用氧乙炔火焰加熱范圍為焊口兩側 150～-200mm左右，溫度為250～400℃，應均勻。4.4.1焊接方法

軌底對接平焊一軌腰單面立焊雙面平整成形十軌頭多層多道平焊一軌底與墊板雙面貼角平焊。焊時應注意三點：一是不允許在焊口夾鐵條等物，應從焊口兩側長肉，逐步融合。二是軌腰雙面焊接時，正面焊完后用肩塹將背面未焊透及溶渣去掉，并用鋼刷刷凈后再進行焊接。三是每個接頭的焊接應一次連續完成，軌面最后一道焊縫要平整，并稍高出兩頭軌面0.5～lmm（因其比鋼軌硬度差、易磨耗）。

4.4.2焊接電流

為保證焊透而采用較大的電流強度：軌底、軌頭平焊時選200～220A，軌腰立焊則降為160～180A。焊接中不變換焊條直徑。

4.4.3焊接速度

采用短弧焊接，減少擺動幅度，焊速適中，收尾時要填滿弧坑。每層焊縫的厚度不應大于4mm，各層之間的焊接方向應相反，其接頭也應相互錯開，每焊完一層焊縫，要把表面焊渣和飛濺物等清除干凈后才能焊下一層。

4.4.4整修焊縫

每焊一層都要進行外觀檢查，發現焊接缺陷及時修正，焊完后整修以便于裝回魚尾板。4.4.5 焊后緩冷

焊后應緩冷。夏季天熱可讓其自然冷卻，否則應采取包石棉或放人石棉灰等緩冷措施。

5. 結論

我廠于2010年5月-2014年8月對2條橋式龍門航吊運行軌道接頭進行了焊接，效果良好，優點是：

5.1接頭斷裂少

利用等級在A5以下的，至今無一斷裂；利用等級在A6以上的，在一年后陸續有斷裂，至今累計僅5次（焊縫斷后應清除干凈再補焊）。

5.2小車軌道的接頭焊接更為方便和可靠，至今尚無斷裂。基本達到預期效果。

5.3是焊接后龍門航吊運行平穩，電氣元件、照明燈具的損壞及聯接螺栓松動故障大為減少。所以這種方法是非常可靠值得推廣的。