手工电弧焊接龙门吊运行轨道

孟德胜等

摘要：根据工作中存在的动态运动下常常出现的焊接裂纹，脆性断裂的问题以及多年实践经验，总结了一套手工电弧焊接龙门吊运行轨道的方法。

关键词：钢轨；接头；轨缝

1.问题的提出

在采油厂油管厂，装卸油管的桥式龙门航吊运行轨道按标准安装的都是无缝钢轨，但由于诸多因素的限制，大多数只能使用标准长度为12.5m的旧轨，这样每条线路上就分别有16个接头，因此给龙门航吊运行带来冲击、振动，不仅造成钢轨出现低接头，而且对龙门航吊各部件的使用寿命、维修周期、吊装物的平稳安全、司机的舒适度等都有影响。因此通过焊接方法实现无缝长轨具有重要的现实意义。

2.钢轨焊接时应注意的几个问题

2.1钢轨是铁路专用的高碳中锰钢，焊接性较差，特别是大多数钢轨出厂时已作轨头表面淬火，加上板厚大，很容易产生焊接裂纹，尤其是延迟裂纹，在应力作用下还可能向母材（钢轨）及焊缝金属的纵深发展，只有满足特殊要求，才能获得较好的焊接质量。

2.2线路上铺设的钢轨和焊接接头，使用中经受的是动载荷，破坏形式为疲劳断裂，因此，需要根据疲劳负荷的形式和影响疲劳强度的因素来研究提高其接头强度的措施，防止焊缝产生气孔、夹渣、未焊透和未熔合等缺陷。

2.3钢轨的横截面尺寸变化较大，按常规开U形坡口焊接已无实际意义，因而采用不开坡口、预留间隙（轨缝）、背面加垫板的焊接方案。

2.4由于露天钢轨的热胀冷缩，每100m线路应留1个接头不焊，且车挡两端的轨头应能自由伸缩。焊接钢轨最佳的气温为h-30℃，焊接过程中应保证不受风雪和雨水侵袭，否则应停止焊接。

3. 焊接准备

3.1 调整钢轨

需提前对整条线路进行全面检修，更换失效垫板、扣件、衬垫、缓冲胶板及螺杆等，发现钢轨有损伤、裂纹或扭曲不宜再用的必须更换，使整条线路外观上不产生左右错牙、前后高低不平和歪扭等缺陷。調轨后最好能预留出轨缝8～10mm，如果预留轨缝过小，会产生焊不透情况。

3.2 备焊缝垫板

接头下面加垫板焊接，有利于改善焊接工艺及焊缝在工作时的应力状态，从而延长焊缝的使用寿命。垫板使用 Q235-A钢，其厚度根据钢轨在钢筋混泥土承轨梁上的固定形式确定，以焊后不垫缓冲胶板悬空2～3mm为宜，视情况取12～18mm，裁成ox200mm一块。

3.3 焊接设备及工具

使用交流手工电弧焊机（额定焊接电流达300A），氧、乙炔设备，备好撬棍、木楔、钢平尺。尖头渣锤、手锤、钢丝刷、皮老虎、扁铲、活动钣手、太阳伞和防护牌等。

4.焊接工艺

4.1焊条选择

选择焊条尽采用碱性低氢型焊条 E5015，焊条直径4mm，焊前在350-400℃烤箱烘干l～2 h，随取随用。

4.2 接头清洁

插好防护牌，卸下鱼尾板及接头两侧3m范围内的扣件螺母。当预留轨缝不足8-10mm时，需用氧乙炔焰切割，切口面要求平直，不平度不得超过2mm。钢轨接头和两侧20～30mm范围的正反两面需去除油污、锈垢与挂渣。

4.3接头固定

固轨时，由一名工人站在离接头1m开外的位置目视和指挥，三人用木楔微调使接头平直。为了避免焊接后在焊缝处形成低接头，在固轨时要求焊缝处稍加高，而留一定的预拱度。用互m直平尺紧贴钢轨顶面，在平尺的一端高出1～2mm，这时焊缝处的加高量为0.5～1mm。因接头焊完后垫板下不垫缓冲胶板，故垫板2在焊后应抽走，接头的高低、方向调整好后，拧紧扣件螺母，防止焊时变位。

4.4 焊前预热

用氧乙炔火焰加热范围为焊口两侧 150～-200mm左右，温度为250～400℃，应均匀。4.4.1焊接方法

轨底对接平焊一轨腰单面立焊双面平整成形十轨头多层多道平焊一轨底与垫板双面贴角平焊。焊时应注意三点：一是不允许在焊口夹铁条等物，应从焊口两侧长肉，逐步融合。二是轨腰双面焊接时，正面焊完后用肩堑将背面未焊透及溶渣去掉，并用钢刷刷净后再进行焊接。三是每个接头的焊接应一次连续完成，轨面最后一道焊缝要平整，并稍高出两头轨面0.5～lmm（因其比钢轨硬度差、易磨耗）。

4.4.2焊接电流

为保证焊透而采用较大的电流强度：轨底、轨头平焊时选200～220A，轨腰立焊则降为160～180A。焊接中不变换焊条直径。

4.4.3焊接速度

采用短弧焊接，减少摆动幅度，焊速适中，收尾时要填满弧坑。每层焊缝的厚度不应大于4mm，各层之间的焊接方向应相反，其接头也应相互错开，每焊完一层焊缝，要把表面焊渣和飞溅物等清除干净后才能焊下一层。

4.4.4整修焊缝

每焊一层都要进行外观检查，发现焊接缺陷及时修正，焊完后整修以便于装回鱼尾板。4.4.5 焊后缓冷

焊后应缓冷。夏季天热可让其自然冷却，否则应采取包石棉或放人石棉灰等缓冷措施。

5. 结论

我厂于2010年5月-2014年8月对2条桥式龙门航吊运行轨道接头进行了焊接，效果良好，优点是：

5.1接头断裂少

利用等级在A5以下的，至今无一断裂；利用等级在A6以上的，在一年后陆续有断裂，至今累计仅5次（焊缝断后应清除干净再补焊）。

5.2小车轨道的接头焊接更为方便和可靠，至今尚无断裂。基本达到预期效果。

5.3是焊接后龙门航吊运行平稳，电气元件、照明灯具的损坏及联接螺栓松动故障大为减少。所以这种方法是非常可靠值得推广的。