钢筋气压焊操作工艺

钢筋气压焊操作工艺（精选5篇）

篇1：钢筋气压焊操作工艺

建筑分项工程施工工艺标准--钢筋手工电弧焊工艺标准(411-1996)

范围

本工艺标准适用于工业与民用建筑的钢筋及埋件手工电弧焊。

施工准备

2.1 材料及主要机具：

2.1.1 钢筋：钢筋的级别、直径必须符合设计要求，有出厂证明书及复试报告单。进口钢筋还应有化学复试单，其化学成分应满足焊接要求，并应有可焊性试验。预埋件的锚爪应用Ⅰ、Ⅱ级钢筋。钢筋应无老锈和油污。

2.1.2 钢材：预埋件的钢材不得有裂缝、锈蚀、斑痕、变形，其断面尺寸和机械性能应符合设计要求。2.1.3 焊条：焊条的牌号应符合设计规定。如设计无规定时，应符合表4-14的要求，焊条质量应符合以下要求：

钢筋电弧焊使用的焊条牌号 表4-14 项次 钢筋级别 搭接焊、帮条焊 坡口焊 1 Ⅰ级 E4303 E4303 E4303 2 Ⅱ级 E4303 E4303 E5003 3 Ⅲ级 E5003 E5003 E5503 4 Ⅰ、Ⅱ级与钢板焊接 E4303 注：不含25MnSi钢筋。

2.1.3.1 药皮应无裂缝、气孔、凹凸不平等缺陷，并不得有肉眼看得出的偏心度。

2.1.3.2 焊接过程中，电弧应燃烧稳定，药皮熔化均匀，无成块脱落现象。2.1.3.3 焊条必须根据焊条说明书的要求烘干后才能使用。2.1.3.4 焊条必须有出厂合格证。

2.1.4 弧焊机、焊接电缆、电焊钳、面罩、堑子、钢丝刷、锉刀、榔头、钢字码等。

2.2 作业条件：

2.2.1 焊工必须持有考试合格证。

2.2.2 帮条尺寸、坡口角度、钢筋端头间隙、接头位置以及钢筋轴线应符合规定。

2.2.3 电源应符合要求。

2.2.4 作业场地要有安全防护设施、防火和必要的通风措施，防止发生烧伤、触电、中毒及火灾等事故。

2.2.5 熟悉图纸，做好技术交流。

操作工艺

3.1 工艺流程：

检查设备 → 选择焊接参数 → 试焊作模拟试件 → 送试 → 确定焊接参数 →

施焊 → 质量检验

3.2 检查电源、焊机及工具。焊接地线应与钢筋接触良好，防止因起弧而烧伤钢筋。

3.3 选择焊接参数。根据钢筋级别、直径、接头型式和焊接位置，选择适宜的焊条直径、焊接层数和焊接电流，保证焊缝与钢筋熔合良好。

3.4 试焊、做模拟试件。在每批钢筋正式焊接前，应焊接3个模拟试件做拉力试验，经试验合格后，方可按确定的焊接参数成批生产。3.5 施焊操作：

3.5.1 引弧：带有垫板或帮条的接头，引弧应在钢板或帮条上进行。无钢筋垫板或无帮条的接头，引弧应在形成焊缝的部位，防止烧伤主筋。3.5.2 定位：焊接时应先焊定位点再施焊。

3.5.3 运条：运条时的直线前进、横向摆动和送进焊条三个动作要协调平稳。

3.5.4 收弧：收弧时，应将熔池填满，拉灭电弧时，应将熔池填满，注意不要在工作表面造成电弧擦伤。

3.5.5 多层焊：如钢筋直径较大，需要进行多层施焊时，应分层间断施焊，每焊一层后，应清渣再焊接下一层。应保证焊缝的高度和长度。3.5.6 熔合：焊接过程中应有足够的熔深。主焊缝与定位焊缝应结合良好，避免气孔、夹渣和烧伤缺陷，并防止产生裂缝。

3.5.7平焊：平焊时要注意熔渣和铁水混合不清的现象，防止熔渣流到铁水前面。熔池也应控制成椭圆形，一般采用右焊法，焊条与工作表面成70°。3.5.8 立焊：立焊时，铁水与熔渣易分离。要防止熔池温度过高，铁水下坠形成焊瘤，操作时焊条与垂直面形成60°～80°角。使电弧略向上，吹向熔池中心。焊第一道时，应压住电弧向上运条，同时作较小的横向摆动，其余各层用半圆形横向摆动加挑弧法向上焊接。

3.5.9 横焊；焊条倾斜70°～80°，防止铁水受自重作用坠到厂坡口上。运条到上坡口处不作运弧停顿，迅速带到下坡口根部作微小横拉稳弧动作，依次均速进行焊接。

3.5.10 仰焊：仰焊时宜用小电流短弧焊接，溶地宜薄，里应确保与母材熔合良好。第一层焊缝用短电弧作前后推拉动作，焊条与焊接方向成8°～90°角。其余各层焊条横摆，并在坡口侧略停顿稳弧，保证两侧熔合。3.5.11 钢筋帮条焊：

3.5.11.1 钢筋帮条焊适用于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级钢筋。钢筋帮条焊宜采用双面焊，见图4-27（a），不能进行双面焊时，也可采用单面焊，见图4-27（b）。图4-27 钢筋帮焊接头

帮条宜采用与主筋同级别、同直径的钢筋制作，其帮条长度l见表4-15。如帮条级别与主筋相同时，帮条的直径可以比主筋直径小一个规格。如帮条直径与主筋相同时，帮条钢筋可比主筋低一个级别。

3.5.11.2 钢筋帮条接头的焊缝厚度h应不小于0.3d，焊缝宽度b不小于0.7d，见图4-28。

钢筋帮条长度 表4-15 项 次 钢筋级别 焊缝型式 帮条长度l 单面焊 双面焊 ≥8d ≥4d 单面焊 双面焊 ≥10d ≥5d

注：d为主筋直径。

图4-28 焊缝尺寸示意图 a椇阜炜矶龋籬椇阜旌穸? 图4-29 3.5.11.3 钢筋帮条焊时，钢筋的装配和焊接应符合下列要求： a.两主筋端头之间，应留2～5mm的间隙。

b.帮条与主筋之间用四点定位固定，定位焊缝应离帮条端部20mm以上。c.焊接时，引弧应在帮条的一端开始，收弧应在帮条钢筋端头上，弧坑应填满。第一层焊缝应有足够的熔深，主焊缝与定位焊缝，特别是在定位焊缝的始端与终端，应熔合良好。3.5.12 钢筋搭接焊：

3.5.12.1 钢筋搭接焊：适用于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级钢筋。焊接时，宜采用双面焊，见图4-29（a）。木能进行双面焊时，也可采用单面焊，见图4-29（b）。搭接长度l应与帮条长度相同，见表4-15。

3.5.12.2 搭接接头的焊缝厚度h应不小于0.3d，焊缝宽度b不小于0.7d。3.5.12.3 搭接焊时，钢筋的装配和焊接应符合下列要求： a.搭接焊时，钢筋应预弯，以保证两钢筋的轴线在一轴线上。

在现场预制构件安装条件下，节点处钢筋进行搭接焊时，如钢筋预弯确有困难，可适当预弯。

b.搭接焊时，用两点固定，定位焊缝应离搭接端部20mm以上。

c.焊接时，引弧应在搭接钢筋的一端开始，收弧应在搭接钢筋端头上，弧坑应填满。第一层焊缝应有足够的熔深，主焊缝与定位焊缝，特别是在定位焊缝的始端与终端，应熔合良好。

3.5.13 预埋件T形接头电弧焊：预埋件T形接头电弧焊的接头形式分贴角焊和穿孔塞焊两种，见图4-30。

图4-30 预埋件T形接头(a)贴角焊；(b)穿孔塞

焊接时，应符合下列要求： 3.5.13.1 钢板厚度δ不小于0.6d，并不宜小于6mm。

3.5.13.2 钢筋应采用Ⅰ、Ⅱ级。受力锚固钢筋直径不宜小于8mm，构造锚固钢筋直径不宜小于6mm。锚固钢筋直径在6～25mm以内，可采用贴角焊；锚固钢筋直径为20～32mm时，宜采用穿孔塞焊。

3.5.13.3 采用Ⅰ级钢筋时，贴角焊缝焊脚K不小于0.5d；采用Ⅱ级钢筋时，焊缝焊脚k不小于0.6d。

3.5.13.4 焊接电流不宜过大，严禁烧伤钢筋。

3.5.14 钢筋与钢板搭接焊：钢筋与钢板搭接焊时，接头形式见图4-31。Ⅰ级钢筋的搭接长度l不小于5d。焊缝宽度b不小于0.5d，焊缝厚度h不小于0.35d。

图4-31 钢筋与钢板搭接头

3.5.15 在装配式框架结构的安装中，钢筋焊接应符合下列要求。

3.5.15.1 两钢筋轴线偏移较大时，宜采用冷弯矫正，但不得用锤敲击。如冷弯矫正有困难，可采用氧乙炔焰加热后矫正，加热温度不得超过850℃，避免烧伤钢筋。

3.5.15.2 焊接时，应选择合理的焊接顺序，对于柱间节点，可对称焊接，以减少结构的变形。

3.5.16 钢筋低温焊接：

3.5.6.1 在环境温度低于-5℃的条件下进行焊接时，为钢筋低温焊接。低温焊接时，除遵守常温焊接的有关规定外，应调整焊接工艺参数，使焊缝和热影响区缓慢冷却。风力超过4级时，应有档风措施。焊后未冷却的接头应避免碰到冰雪。

3.5.16.2 钢筋低温电弧焊时，焊接工艺应符合下列要求：

a.进行帮条平焊或搭接平焊时，第一层焊缝，先从中间引弧，再向两端运弧；立焊时，先从中间向上方运弧，再从下端向中间运弧，以使接头端部的钢筋达到一定的预热效果。在以后各层焊缝的焊接时，采取分层控温施焊。层间温度控制在150～350℃之间，以起到缓冷的作用。

b.Ⅱ、Ⅲ级钢筋电弧焊接头进行多层施焊时，采用“回火焊道施焊法”，即最后回火焊道的长度比前层焊道在两端各缩短4～6mm，见图4-32，以消除或减少前层焊道及过热区的淬硬组织，改善接头的性能。

图4-32 钢筋低温焊接回火焊道示意图

（ａ）帮条焊；（ｂ）搭接焊；（ｃ）坡口焊 c.焊接电流略微增大，焊接速度适当减慢。

质量标准

4.1 保证项目：

4.1.1 钢筋的品种和质量，焊条的牌号、性能及接头中使用的钢板和型钢，均必须符合设计要求和有关标准的规定。

注：进口钢筋需先经过化学成分检验和焊接试验，符合有关规定后方可焊接。检验方法：检查出厂证明书和试验报告单。

4.1.2 钢筋的规格、焊接接头的位置，同一截面内接头的百分比必须符合设计要求和施工规范的规定。

检验方法：观察或尺量检查。

4.1.3 弧焊接头的强度检验必须合格。

从成品中每批切取5个接头进行抗拉试验。对于装配式结构节点的钢筋焊接接头，可按生产条件制作模拟试件。

在工厂焊接条件下，以300个同类型接头（同钢筋级别、同接头型式）为一批。

在现场安装条件下，每一至二楼层中以300个同类型接头（同钢筋级别、同接头型式、同焊接位置）作为一批，不足300个时，仍作为一批。

检验方法：检查焊接试件试验报告单。

4.2 基本项目：操作者应在接头清渣后逐个检查焊件的外观质量，其检查结果应符合下列要求：

4.2.1 焊接表面平整，不得有较大的凹陷、焊瘤。4.2.2 接头处不得有裂纹。

4.2.3 咬边深度、气孔、夹渣的数量和大小，以及接头尺寸偏差，不得超过表4-16所规定的数值。

钢筋电弧接头尺寸偏差及缺陷允许值（mm）表4-16 项次 项 目 允许偏差 检验方法 1 帮条沿接头中心线的纵向偏移 0.5d 尺量

接头弯折 预埋件T形接头钢筋间距 4° 不大于10 3 接头处钢筋轴线的偏移 0.1d 且不大于3 尺量 +0.05d 0 0.1d 0 尺量 6 焊缝长度-0.5d 7 横向咬边深度 0.5 目测

焊缝气孔及夹渣的数量和大小在长2d 的焊 缝表面上预埋件T形接头气孔 2个、6mm23个，直径不大于1.5 注：1.d为钢筋直径。

2.负温下，咬边深度不大于0.2mm。

外观检查不合格的接头，经修整或补强后可提交二次验收。

检验方法：目测或量测。

成品保护

注意对已绑扎好的钢筋骨架的保护，不乱踩乱拆，不粘油污，在施工中拆乱的骨架要认真修复，保证钢筋骨架中各种钢筋位置正确。

应注意的质量问题 6.1 检查帮条尺寸、坡口角度、钢筋端头间隙、钢筋轴线偏移，以及钢材表面质量情况，不符合要求时不得焊接。

6.2 搭接线应与钢筋接触良好，不得随意乱搭，防止打弧。

6.3 带有钢板或帮条的接头，引弧应在钢板或帮条上进行。无钢板或无帮条的接头，引弧应在形成焊缝部位，不得随意引弧，防止烧伤主筋。

6.4 根据钢筋级别、直径、接头型式和焊接位置，选择适宜的焊条直径和焊接电流，保证焊缝与钢筋熔合良好。

6.5 焊接过程中及时清渣，焊缝表面光滑平整，焊缝美观，加强焊缝应平缓过渡，弧坑应填满。

质量记录

本工艺标准应具备以下质量记录：

7.1 钢筋出厂质量证明书或试验报告单。7.2 钢筋机械性能试验报告。

7.3 进口钢筋应有化学成分检验报告和可焊性试验报告。国产钢筋在加工过程中发生脆断、焊接性能不良和机械性能显著不正常的，应有化学成分检验报告。

7.4 钢筋接头拉伸试验报告。

7.5 预埋件钢筋T形接头拉伸试验报告。7.6 焊条出厂合格证。

篇2：钢筋气压焊操作工艺

⑴人工挖孔桩钢筋笼制作、运输和安装过程中，应采取措施防止变形，

⑵钢筋笼主筋混凝土保护层厚度不宜小于70mm，

保护层厚度，可采用预制混凝土垫块，绑扎在钢筋笼外侧的设计位置上。

⑶吊放钢筋笼入孔时，不得碰撞孔壁，灌注混凝土时，应采取措施，按设计标高固定钢筋笼位置。

⑷钢筋笼过长需分段接驳者，其连接焊缝及接头数量应符合国标GB50204─92的要求。

篇3：钢筋气压焊操作工艺

一般来说, 钢筋的常用连接方法主要有两种形式:一种是钢筋焊接工艺, 包括搭接及对接焊接;另一种是钢筋的机械接头工艺, 包括套筒挤压接头、锥螺纹接头、剥肋直螺纹接头和镦粗直螺纹接头。钢筋的对接焊接常用的有电渣压力对接焊、闪光对接焊及气压对接焊等对接工艺。桥梁施工具有露天作业和高空作业多的特点, 因此对钢筋的焊接要求较高, 而气压焊连接法与其他连接方法相比, 具有工艺简单、连接质量可靠、设备投资小、生产效率高、现场连接速度快、适用范围广、技术经济效益高等优点。经过实践证明, 此施工工艺连接钢筋效果好、速度快、加上超声波检测技术的应用, 确保连接质量。因此, 在桥梁施工中广为采用。

2 基本原理、特点及使用范围

2.1 钢筋气压焊是利用氧乙炔火焰把钢筋接合部分加热至塑化状态, 同时加以适当压力, 使其形成牢固接头的对焊法。

2.2 其特点为:

焊接不用焊条和焊剂, 依靠母材本身固相接合;没有外来金属, 焊缝不存在铸造组织, 几乎不会出现夹渣、气孔等焊接常见缺陷;接头强度高, 性能可靠。此外, 钢筋气压焊还具有以下优点: (1) 节约材料、工效高、成本低。用以焊接直径20~32的钢筋比搭接绑扎平均节约钢筋20%—30%以上。钢筋气压焊工效相当于手工电弧焊的4~5倍, 而成本只有后者的l/3~l/2;与机械连接 (冷挤压连接) 比较, 气压焊接成本只有后者的l/8~1/10, 且焊接过程不用电。 (2) 可全方位焊接。焊接设备轻巧、操作简便, 适用于各种位置、各种方向、各种直径钢筋的焊接。 (3) 钢筋受力状况好。钢筋在同一轴线上, 受力状况好, 钢筋间隙不减小, 可提高混凝土浇灌质量。

2.3 适用范围 (1) 钢筋级别:

Φ16~Φ51粗直径钢筋, 包括国产I级、Ⅱ级、Ⅲ级以及部分进口钢筋; (2) 工程性质和部位:建筑的墙、柱、梁、底板、护坡桩、桥梁、水坝、铁塔、隧道、地下工程等各种部位。

3 适用材料及主要机具

3.1 材料 (1) 钢筋:

钢筋应符合国家GB1499—1998的标准。进口钢筋还应有化学复试单, 其化学成分应满足焊接要求, 并应有可焊性试验。 (2) 氧气 (O2) :氧气的质量应符合现行国家标准《工业用气态氧》GB3863的规定, 其气压焊采用氧气纯度应大于或等于99.5%; (3) 乙炔气 (C2H2) :最好用瓶装溶解乙炔, 乙炔的质量应符合现行国家标准《溶解乙炔》GB6819的要求, 其纯度应大于或等于98.0%;磷化氢含量不得大于0.06%, 硫化氢含量不得大于0.1%, 水分含量不得大于1L/m3, 丙酮含量应不大于45g/m3。如使用乙炔发生器直接生产的乙炔时, 使用的电石质量要符合有关标准规定的优级品或一级品的要求。

3.2 主要机具 (1) 供气装置:

应包括氧气瓶、溶解乙炔气瓶 (或中压乙炔发生器) 、干式回火防止器、减压器及胶管等。氧气瓶和溶解乙炔气瓶的使用应分别按劳动部颁发的《气瓶安全监察规程》 (1989) 和《溶解乙炔气瓶安全监察规程》 (1993) 中有关规定执行; (2) 多嘴环管加热器:氧-乙炔混合室的供气量应满足加热圈气体消耗量的需要, 多嘴环管加热器应配备多种规格的加热圈, 以满足不同直径钢筋焊接的需要, 多束火焰应燃烧均匀, 调整火焰方便。 (3) 加压器:加压器应包括油泵、油管、油压表、顶压油缸等;加压能力应大于或等于现场最大直径钢筋焊接时所需要的轴向压力;顶压油缸的有效行程应大于或等于现场最大直径钢筋焊接时获得所需要的压缩长度。 (4) 焊接夹具:应确保夹紧钢筋, 并且当钢筋承受最大轴向压力时, 钢筋与夹头之间不产生相对滑移;应便于钢筋的安装定位, 并在施焊过程中保持足够的刚度;动夹头应与定夹头同心, 并且当不同直径钢筋焊接时, 仍应保持同心;动夹头的位移应大于或等于现场最大直径钢筋焊接时所需要的压缩长度。

4 施工工艺

4.1 工艺流程:检查设备、气源→钢筋端头制备→安装焊接夹具和钢筋→试焊、作试件→施焊→卸下夹具→质量检查

4.2 操作细则 (1) 检查设备、气源、确保处于正常状态。

(2) 钢筋端头制备:钢筋端面应切平, 并宜与钢筋轴线相垂直;钢筋端部两倍直径长度范围内, 若有水泥等附着物, 应予以清除。钢筋边角毛刺及端面上铁锈、油污和氧化膜应清除干净, 并经打磨, 使其露出金属光泽, 不得有氧化现象。 (3) 安装焊接夹具和钢筋:安装焊接夹具和钢筋时, 应将两钢筋分别夹紧, 并使两钢筋的轴线在同一直线上。钢筋安装后应加压顶紧, 使两钢筋之间的局部缝隙不得大于3mm。 (4) 试焊、作试件:正式焊接之前, 要进行钢筋气压焊工艺性能的试验。试验的钢筋从进场钢筋中截取。每批钢筋焊接6根接头, 经外观检验合格后, 其中3根做拉伸试验, 3根做弯曲试验。试验合格后, 方可进行气压焊。 (5) 钢筋气压焊时, 应根据钢筋直径和焊接设备等具体条件选用等压法、二次加压法或三次加压法焊接工艺。在两钢筋缝隙密合和镦粗过程中, 对钢筋施加的轴向压力, 按钢筋横截面积计, 应为30~40MPa。为保证对钢筋施加的轴向压力值, 应根据加压器的型号, 按钢筋直径大小事先换算成油压表读数, 并写好标牌, 以便准确控制。 (6) 钢筋气压焊的开始宜采用碳化焰, 对准两钢筋接缝处集中加热, 并使其内焰包住缝隙, 防止钢筋端面产生氧化。 (7) 在确认两钢筋缝隙完全密合后, 应改用中性焰, 以压焊面为中心, 在两侧各一倍钢筋直径长度范围内往复宽幅加热。 (8) 钢筋端面的合适加热温度应为1150~1250℃;钢筋镦粗区表面的加热温度应稍高于该温度, 并随钢筋直径大小而产生的温度梯差而定。 (9) 钢筋气压焊中, 通过最终的加热加压, 应使接头的镦粗区形成规定的形状;然后停止加热, 略为延时, 卸除压力, 拆下焊接夹具。 (10) 在加热过程中, 如果在钢筋端面缝隙完全密合之前发生灭火中断现象, 应将钢筋取下重新打磨、安装, 然后点燃火焰进行焊接。如果发生在钢筋端面缝隙完全密合之后, 可继续加热加压, 完成焊接作业。

5 质量检验

5.1 工艺试验在正式焊接生产前, 采用与生产现场相同的钢

筋, 在现场条件下, 进行钢筋焊接工艺性能试验, 经试验合格, 才允许正式焊接生产。

每批钢筋取6根试件, 3根作拉伸试验, 3根作弯曲试验, 试验方法和要求与质量验收相同。

5.2 外观检查 (1) 镦粗区最大直径≥1.

4d, 变形长度为≥1.2d; (2) 压焊区两钢筋轴线的相对偏心量不得大于0.15d, 同时不大于4 (不同直径相焊接时, 按较小钢筋直径计算) ; (3) 接头处钢筋轴线的曲折角不得大于4°; (4) 镦粗区最大直径处与压焊面偏移不得大于0.2d; (5) 焊接区表面不得有严重烧伤;纵向裂纹不得大于3m m, 横向裂纹不允许;外观检查全部接头, 首先由焊工自己负责进行, 后由质检人员进行检查, 发现不符合质量要求的, 要校正或割去重新焊接。

5.3 强度试验 (1) 接头拉伸试验结果, 强度应达到该钢筋等级的规定数值;

全部试件断于压焊面之外, 并里延性断裂; (2) 没有拉伸试验条件的, 可以弯曲试验代替拉伸试验, 试件受压面的凸起部分应除去, 与钢筋外表面齐平, 弯至90度, 试件不得在压焊面发生破断以300个接头为一批, 不足300个接头的仍为一批, 每批接头切取3个试件作强度试验, 试验结果若有1个试件不符合要求, 应取两倍试样, 进行复验, 若仍有1个试件不合格, 则该批接头判为不合格品。

6 结束语

篇4：钢轨气压焊工艺参数的统计分析

关键词：数理统计；钢轨气压焊；燃烧比；氧乙炔流量

中图分类号：TG446 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）18-0059-01

1 高原地区钢轨气压焊工艺参数的采集及统计

1.1 新型气压焊轨机参数采集系统

GPW-1200型气压焊轨机参数采集系统功能强大，可进行多种管理操作。系统的结构采用了模块化设计原则，主要功能包括現场参数采集和数据管理两大部分。焊机采集系统的模块包括参数设置、数据采集、图形处理、数据管理、报表生成。

由于接头数据过多，不宜全部采用，所以在本次研究中要对所测接头中的大部分进行统计分析，并找出所想要的结果，但要保证每个日期内所测数据中至少有一组进行统计，并将统计的结果以Excel工作表的形式呈现。

1.2 数据统计

对每个接头气压焊过程中焊接和正火两个阶段的数据进行整理列表，在焊接阶段，由于前10秒（或者是前20秒）氧气和乙炔流量还不稳定，将不予采用，对随后数据则每隔20秒记录一次（前几组数据可以10秒记录一次，待完全达到稳定以后每隔20秒记录一次，最后在将要熄火阶段根据情况每10秒或者每5秒记录一次），主要是统计保压阶段的氧乙炔各自流量以及计算燃烧比，统计焊接时间以及正火加热时间。同时为了保证统计的全面性，对顶锻、推瘤和退刀每个阶段的数据都要至少记录一次，时间间隔可以适当做出调整。另外还要做好保压阶段保压压力的统计，不仅要找到其阶段的最大最小值，还要计算出保压压力的平均大小，最后再结合软件生成的曲线形状做出有效分析。

1.3 统计结果比较分析

本设计主要研究的是高原地区钢轨气压焊工艺，所以采用的主要是在昆明以及青藏线上所测数据。

可以通过软件生成报表，先对昆明地区的数据进行统计处理，在统计完每个接头的流量情况计算出燃烧比后，还要对整个地区（昆明）的所有接头焊接过程采用的燃烧比再求平均值，然后与其他地区（青藏）的情况作比较分析，通过此步骤，试图找到一些坏境方面外在因素对现场钢轨气压焊的影响，最后再借助平原地区的分析结果，总结发现高原与平原地区气压焊的差别，完善本课题研究。

青藏线格拉段钢轨型号为60kg/m轨，钢轨材料选用的是U71Mn（热轧态，100m轨）。

同样的从上述统计结果中提取氧乙炔流量以及燃烧比，计算出昆明地区焊接阶段总的平均燃烧比，用于后续的计算。结果见表1：

2 结语

统计发现，焊接阶段不同高原地区氧乙炔流量及燃烧比存在明显的差别，昆明地区平均燃烧比为1.2，而青藏地区燃烧比只有0.98。究其主要原因：青藏地区氧气纯度高于昆明地区，而昆明地区乙炔纯度又好于青藏地区，为满足焊接工艺的需求，在昆明地区进行气压焊时氧气流量应调大而乙炔流量适当调小，在青藏地区恰恰相反，这样就出现了两者燃烧比的不同。

参考文献

[1] 卢耀荣.无缝线路研究及应用[M].北京：中国铁道出版社，2004.

篇5：钢筋气压焊操作工艺

关键词：GPW-1200气压焊轨机,焊接工艺,焊瘤,焊缝

GPW-1200气压焊轨机是具有自动夹持钢轨、 对齐工作边、自动焊接、保压正火等多种功能的高度自动化焊轨设备,可以满足现场钢轨焊接中的拉轨、焊接、正火、风冷等多种工作需求,同时, GPW-1200气压焊轨机具有完备的数据采集和数据分析系统,可以大大提高焊轨作业的工作效率,并完善现场钢轨焊接的管理体系,实现现场钢轨焊接的数字化管理。所以,研究不同条件下的焊接工艺,分析影响焊接质量的不同参数,探索提高气压焊轨机焊接实用性和稳定性的方法,是气压焊轨机的研究方向,也是保障线路施工安全的重要措施。

1环境温度对焊接工艺的影响

气压焊焊接试验一般在环境温度大于0 ℃时进行,温度过低时焊接质量不易保证,焊后钢轨的韧性较低,在受到冲击力时,易产生脆性断裂。通过实验发现,温度过低对气压焊焊接工艺会同样产生影响。

环境温度过低,轨温也处于较低的温度,焊接时,热输入量极快地被传输到焊接区域以外,在相同时间下,焊缝区温度较低,虽然可以完成焊接过程,但是不能形成理想状态焊瘤(见图1-a)。由于环境温度较低,气体流量和焊接时间也没有调整到此时所需要的数值,焊缝温度较低,焊瘤张开尺寸较小,尤其是轨底角处焊瘤接近闭合,此处焊接热输入量明显不能达到要求,焊接质量不能得到保证。环境温度较低时,应提高气体流量或延长焊接时间以增大焊接热输入量。但是,焊接热输入量较大时,同样不能得到正常状态下的焊缝(图1-c), 焊瘤处于严重张开的形貌。温度过高时,焊缝组织在高温下易晶粒粗大,甚至会形成过烧,严重影响焊接质量。通过分析环境温度,观察加热器火焰状态,适当地调整气体流量和焊接时间,保证焊接热输入的稳定,推瘤后才能得到形貌合适的焊瘤(见图1-b),从而保证焊轨质量。

钢轨气压焊焊接时加热温度分布是不均匀的, 钢轨的轨头、轨腰、轨底和钢轨中心处温度存在很大的差异(见第113页图2)。在相同的焊接时间下,轨腰温度较高,轨底和轨头处因为需要向钢轨中心传递热量,所以温度相对较低。钢轨表面直接受到火焰加热,表面温度明显高于钢轨内部,所以轨头中心处和轨底三角区处于焊接过程中温度最低点。当轨温较低时,钢轨表面的温度在火焰的直接作用下,变化较小;钢轨中心尤其是轨头心部和轨底三角区处的温度在热量传输的影响下,变化较大。钢轨内部在低温下容易产生光斑、夹杂、未熔合焊接缺陷。区域温度差值较大,同样会导致内部组织存在很大的不同,即使通过正火热处理,也很难得到均匀的焊缝组织。

在相同的焊接热输入下,环境温度不同,焊缝的力学性能同样发生变化(见图3)。通过对焊缝轨底的硬度进行测量,可以看出不同环境温度下, 轨底处硬度都满足TB/T 1632—2005钢轨焊接标准的技术要求[1,2,3],但是轨底处软化区分布略有不同。环境温度为0 ℃时,软化区在离焊缝中心处20 mm处;环境温度为-5 ℃和-10 ℃时,软化区在离焊缝中心17~18 mm处。钢轨在工作状态下,轨底承受拉应力,属于相对薄弱的区域,软化区力学性能较差,距离焊缝较近的软化区对焊后钢轨的整体力学性能不利。

2焊前准备对焊接质量的影响

焊前准备包括对待焊钢轨的处理和对焊机焊接状态的调整,这是保证焊接质量的重要因素。

2.1对待焊钢轨的处理

待焊钢轨需要进行除锈、打磨、锉刀加工、清洗等步骤才可以进行焊接。端面处理时,如不使用锉刀进行后期处理或不使用四氯化碳进行清洗,钢轨断面易出现油污或油脂附着。焊接过程中,污染处不能达到理想的金属键结合,导致焊接后接头内部出现光斑(见图4-a)。钢轨4-a是由于在焊接准备阶段,轨底角右侧有打磨过程中残留的蓝色氧化膜,落锤后,在断口轨底角处可以发现光斑缺陷。 焊接前处理钢轨时,应尽量避免断面出现氧化膜、 材料成分偏析、端面不平整等加工缺陷,从而使焊缝不易产生光斑、未熔合等焊接缺陷,落锤试验合格后锯口砸断,断口不平整,不存在光亮的小刻面,焊缝区内部没有裂纹源,可以观察到明显的韧性断裂特点(见图4-b)。

2.2对焊机的焊接状态调整

加热器火孔状态也是影响焊接过程和焊接质量的重点,焊接前应采用试火的方式检查加热器火孔是否阻塞,若火孔火焰不稳定或出现明显的阻塞, 应使用小一号的火孔通针进行疏通。使用相同号码的火孔通针进行疏通,由于火孔与通针之间的间隙较小,在相互摩擦作用下,紫铜材质的火孔极易发生磨损从而导致火孔变大;当使用更小号的通针进行疏通火孔时,不能完全确保火孔中的阻塞异物被清理干净,同时,由于通针过于细小不易垂直于火孔进行作业,易导致通针折断。如图5-a所示,由于焊瘤右侧火孔阻塞,而气体流量是固定值,导致焊瘤右侧火孔火焰不足,焊瘤左侧火孔火焰较大, 形成不对称的焊瘤形貌;图5-b加热器火孔尺寸左右对称,火孔火焰热输入量左右基本一致,焊瘤形貌对称且尺寸适当。

3焊接工艺对焊接质量的影响

GPW-1200气压焊轨机焊接质量取决于焊前准备、焊接、焊后风冷、正火、正火后风冷、焊后加工六个阶段。焊接和正火时的工艺参数是焊接组织的决定性因素。

3.1焊接工艺参数的确定

焊接过程中,应调节气体流量、焊接时间、加热器摆幅来保证焊接热输入量的均匀和稳定,调节顶锻量和顶锻力以保证焊接推瘤的平稳和顺滑。焊接热输入量过小时,钢轨内部容易出现未熔合、未焊透情况。

相同的顶锻量下,顶锻速度慢,所需顶锻力大;焊接热输入量过大时,钢轨表面容易出现过烧,轨底角容易出现塌陷.相同的顶锻量下,顶锻速度快,所需顶锻力小;焊接热输入量不均匀时, 会造成焊缝内部组织不均匀,焊缝局部也会出现热输入量过高或过低的现象。

3.2正火工艺参数的确定

正火过程中,加热时注意观察,调节加热器使接头周边温度基本一致,轨底角最高加热温度应控制在830 ℃ 以上,轨顶最高温度900~950 ℃,两轨底角温度相差不得大于30 ℃。火焰加热应均匀, 局部不得形成过烧、过热组织。

4结论及展望

通过分析环境温度、焊前准备和焊接工艺参数等对焊接过程和焊接工艺的影响,总结GPW-1200气压焊轨机的焊轨质量是由各阶段的气体流量、持续时间、顶锻工艺、环境温度、焊前准备共同作用而决定的,分析各个工艺的作用以及它们之间的相互影响是提高气压焊轨机质量和适用性的重要措施。现阶段气压焊轨机在不同工作环境下的工艺区别仍需要实验和探索,根据工作条件适时地优化焊接工艺可以提高施工的效率和质量,从而保证现场焊接品质。

参考文献

[1]中华人民共和国铁道部.TB/T 1632—2005钢轨焊接[S].北京:中国铁道出版社,2005.

[2]中华人民共和国铁道部.TB/T 1632.1—2005钢轨焊接:第1部分通用技术条件[S].北京:中国铁道出版社,2005.