起重机轨道焊接连接方法

发布时间：2020-11-16 11:53:25  来源：http://www.jsztqz.com  作者：

起重机轨道通常按国标GB 2585《铁路用热轧钢轨》、YB/T 5055《起重机钢轨》选用的轨道。起重机轨道截面为工字形，轨道的顶部是凸状的，底部有一定宽度以增加与基础的接触面，具有良好的抗弯强度，虽然生产标准和规格型号上有所不同，但起重机轨道通常均用C、Mn含量较高的U71Mn钢轧制而成。由于考虑到起重机运行的平稳性，起重机轨道的连续性与接头的平滑过渡对于降低运行冲击载荷至关重要，所以起重机轨道通常需要焊接。由于U71Mn钢属于高碳中锰钢，焊接性能较差，且轨道截面的特殊性，轨道的焊接难度较大。

U71Mn为高碳中锰钢，随着C含量的提高，焊接冷却时容易得到强硬的马氏体组织，强度、硬度和耐磨性也提高;一般中锰钢较耐磨，但焊接过程中易产生低温马氏体，随着锰含量的增加，其强度和冲击韧性增加。碳当量Ce计算如下:
Ce=C+Mn/6+Si/24+Cr/5+Mo/4+V/14+Ni/40=(0.88～1.05)%
一般碳当量Ce大于0.4%～0.5%时，钢材即不具有良好的焊接性，而U71Mn的碳当量在0.88%～1.05%之间，淬硬倾向大，裂纹敏感性高。在焊接过程中，由于轨道部分母材熔入焊缝中，从而使焊缝中C含量增加，极易产生冷裂纹;而焊材中的S、P杂质控制不当时，也易产生热裂纹，这种热裂纹很容易出现在未填满的弧坑处。基于上述分析，U71Mn钢轨的焊接性能较差，容易产生裂纹，在轨道实际焊接生产中必须采用合理的焊接工艺来改善该钢的焊接性，以获得符合质量要求的焊接接头。
钢轨接头的焊接施工步骤
焊前处理
钢轨接头吊装到位并在接口正下方垫1块尺寸为8mm×50mm×200mm的钢板，用磨光机将接口断面边角打磨干净，顶面及侧面的错边量≤0.5mm，对接预留间隙保持在15～20mm为佳。装配时需用直尺检验两端轨道的直线度，2m范围内不大于±1mm。轨道接口处左右错边量以及轨顶高低允偏差±0.5mm。对齐后需用挡板在轨道两侧定位，并使轨道在加热膨胀和焊后冷却的收缩中有足够的自由度。接头需做反变形，一般为在接头底下加垫板，加放高度为L/1000(L为对接轨道总长度)，对6m的轨道一般放6mm的反变形。

选用焊材
由于母材的含碳量较高，且刚性大，厚度大，需选用抗冷裂及抗热裂能力高且强度级别相当的碱性低氢型焊条。本着在适用的基础上选材简易的原则，选择比较常用的J507焊条作为焊接材料。J507是一种低氢钠型碱性焊条，其抗拉强度相对于E4315等普通焊条大得多，一般用于受力较大或受动载荷的钢结构焊接中，而且可以进行全位置焊接。
焊前事项
焊前必须对轨道两端各150mm范围清除铁锈、油漆、水分等杂质。焊前需经350～400℃恒温烘焙1h，然后放在100～150℃恒温桶内随用随取，焊条领取4h内必须用完;若焊条受潮只能重新烘干一次;从焊条保温筒内抽用每一根焊条后立即盖好保温筒盖子，以免焊条受潮。在焊接时，若选用直流焊机，极性应为反接;也可用交流焊机，但电流较大。可采用直流电焊机，选用4mm直径的焊条，电流调为210～220A。轨道施焊时若有风，应用挡风板挡住风源，以免接缝产生气孔、裂缝。
焊接作业
在焊接作业前，用氧乙炔焰对钢轨接口及接口两侧200mm区域进行反复烘烤，温度控制在300℃～350℃，预热恒温时间20min。预热温度根据气温可浮动，如气温在10℃以上预热，温度取下限。每一接头原则上一次焊接完成，焊接层间应不低于最低预热温度，如被迫中断，且中途长时间停焊时，再次焊接前必须重新预热。从钢轨断面与垫底钢板连接处开始实施焊接。在焊接过程中，起初的焊接过程中须始终确保钢轨与垫底钢板完全融合在一起，每层焊缝保持在3～4mm，每焊完1层随即进行清渣处理，然后继续焊接下一层。如此逐层焊接，逐层清渣，直至整个焊接过程完毕。需要注意的是，焊接过程中应适时对钢轨接口及接口两侧100mm区域进行烘烤保温，确保在施焊过程中始终保持其温度不低于180℃，以最终保证钢轨焊接的质量。
焊后处理
钢轨焊接完毕后，轨道焊接结束后应立即对轨道接缝两侧各200mm范围内进行加热，采用氧乙炔中性火焰加热至650～750℃，时间为20～30min，最后在接头及两侧100mm区域内堆上石灰保温2h，以利于焊缝中扩散氢的逸出，以消除焊接应力及热影响区的硬脆现象。焊缝热处理冷却后，将轨道搁平，用磨轨机磨平轨面，两侧及衬垫处用风磨或电磨打磨平，均需平滑过渡并与轨道外形一致，可用模板或直尺检验。轨道接缝打磨完工24h 后进行100%MT 检查。如果发现表面、内部存在缺陷问题，需要及时进行返修处理。如果打磨清除不彻底，可以采用碳刨打磨，清理干净。碳刨打磨处理过程前后，需要做好预热操作，焊接后需要做好保温工作。