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放熱焊接范文第1篇

【關(guān)鍵詞】放熱焊 接地網(wǎng) 地鐵車站安全可靠性

中圖分類號：U231文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

一、工程概況

莞惠城際大朗站位于東莞市大朗鎮(zhèn)朗常路和銀朗南路交匯處，車站長度為322m，寬度為38.5m，主體結(jié)構(gòu)采用雙層三柱四跨結(jié)構(gòu)，車站兩端局部采用雙柱三跨結(jié)構(gòu)。車站綜合接地系統(tǒng)的作用是同時滿足牽引供電設(shè)備、車站機電設(shè)備、通信、信號設(shè)備、給排水管及其它非電氣金屬管道、金屬構(gòu)件等的接地要求。強電、弱電設(shè)備采用相互獨立的接地引線直接與接地體連接。其接地網(wǎng)為由位于車站底板下的水平接地體和垂直接地體組成的人工接地體，并通過引線引出底板，接地引出線穿越地下車站結(jié)構(gòu)底板時采用止水銅板進(jìn)行防水處理。采用縱橫向交錯的網(wǎng)狀布置，接地體距車站主體結(jié)構(gòu)內(nèi)邊為2m，布置于車站標(biāo)準(zhǔn)基坑底，縱向3道，間距14米、18.9米，橫向每8m一道設(shè)置，交叉處均采用焊接。接地網(wǎng)設(shè)置在車站防水混凝土底板墊層下，其埋設(shè)深度不小于0.6 米。接地體敷設(shè)完畢后用不含石塊的素土回填夯實。

二、放熱焊原理

放熱焊是它是利用一種反應(yīng)性較強的金屬（通常是鋁）來還原另一種金屬或金屬氧化物?？珊唵握J(rèn)為是鋁與某些金屬氧化物（如Cu2O、Fe2O3、Fe3O4、Cr2O3、V2O5等）在高熱條件下發(fā)生的反應(yīng)。常用于焊接或冶煉高熔點的金屬，并且它是一個放熱反應(yīng)。由于該反應(yīng)放出大量的熱，只要反應(yīng)已經(jīng)引發(fā)，就可劇烈進(jìn)行，放出的熱使生成的單質(zhì)金屬瞬間熔化為液態(tài)。

三、放熱焊優(yōu)點

放熱焊適用于銅、銅和鐵及鐵合金等同種或異種材料間的電氣連接，焊接方法簡單、培訓(xùn)容易，而且無需任何外加的能源或動力，這個反應(yīng)實在耐高溫的石墨模具內(nèi)進(jìn)行的，在正常的使用情況下，一個模具可焊接70個焊點以上。放熱反應(yīng)過程只需要短短的幾秒時間即可完成。主要有以下優(yōu)點：

1.焊接點的載流能力（熔點）大于導(dǎo)線的載流能力。

2.因為焊接點是焊接而成的，所以是永久性的，不會老化，不松脫。

3.焊接是一種永久性的分子結(jié)合，不會松脫。

4.接頭為純度較高的金屬銅（≥97%），耐腐蝕性強。

5.焊接點能經(jīng)受反復(fù)多次的大浪涌（故障）電流而不退化。

6.供焊接用的材料很輕，攜帶方便。

7.應(yīng)用范圍廣，可用于銅與銅，銅與鋼，銅與鍍鑄扁鋼等金屬材料之間的焊接。

8.從外觀便能檢驗焊接的質(zhì)量。

四、放熱焊的應(yīng)用實例

1.地網(wǎng)水平連接；

2.陰極保護(hù)線與輸油氣管道連接；

3.接地線與鋼軌連接；

4.線材與鋼筋的連接；

5.引出線與接地端子的連接；

6.其他電氣連接；

五、放熱焊工藝流程

1、焊接準(zhǔn)備

①每次開工前用加熱工具（如烘干箱或噴燈）將模具和被焊接物的焊接處烘干，確保其干燥，避免焊點內(nèi)部產(chǎn)生氣泡。

②模具及被焊接物應(yīng)清潔、干燥。被焊接物表面的塵土、水氣、氧化物（銹）或其他附著物等必須完全清除，使其潔凈光亮后才可進(jìn)行焊接作業(yè)。如果模具內(nèi)遺留的殘渣不完全清除（使用軟毛刷或其他軟性物品，防止對模具產(chǎn)生損傷），將造成焊成表面不平整、不光亮。

③檢查模具接觸面的密合度，防止作業(yè)時銅液從縫隙處滲漏出來。模具的緊密度對熔接的效果有影響，在熔接開始之前認(rèn)真檢查模具，并作適當(dāng)調(diào)整。為了防止焊接物移動、延長模具的使用壽命，可以根據(jù)不同連接方式選擇合適的模具，模具的規(guī)格隨焊點的結(jié)構(gòu)形式而異。

2、焊接物就位

①確認(rèn)焊接物及模具內(nèi)無其它雜質(zhì)后，將焊接物放于模具的焊接模膛內(nèi)，檢查焊接物兩端要在模具焊床中心相碰，并把焊接物端頭對準(zhǔn)出口，然后合模夾緊模具。

②如果被焊接物的尺寸小于模具銘牌所示，為避免銅液滲漏可用如下方法彌補：

a、 使用適當(dāng)厚度的銅套管；b、使用密封劑（如粘土）；c 、使用銅片或銅帶 ；d、使用高溫棉帶。

3、放置墊片

將墊片放在模具的熔鍋底部，墊片上不應(yīng)有缺口，墊片及熔模必須密合，并使其剛好擋住流出口，將墊片放入模腔中，其作用為托住焊粉。

4、焊接

①加入反應(yīng)粉末，選擇正確標(biāo)號的焊接金屬(氧化銅、催化劑、鋁和引火材料)，將其倒入模具內(nèi)，從焊粉表面到模口邊沿灑上引火粉，注意使引火材料覆蓋在焊接金屬之上。

②將焊粉倒入模中。

水平接地體焊接示意圖

③合上模具蓋，用點火槍點燃引火粉，反應(yīng)時間大約只有幾秒鐘，反應(yīng)完成立即打開模具蓋，觀察模具腔內(nèi)由紅變暗，方可確定連接完成，不得使用噴燈、火柴等明火點火。

④反應(yīng)進(jìn)行中，反應(yīng)式：

3Cu2O+Al6Cu+Al2O3+熱量（溫度可達(dá)2537或4600℃以上）

該置換反應(yīng)溫度可高達(dá) 2200 ℃，這足可以把銅、鐵熔化，從而可實現(xiàn)焊接。

5、清潔模具

放熱爆炸（引燃）后稍待約10―20 秒，既可啟開模具蓋，打開模具，待冷卻后將焊渣清除，以備下一個焊點的使用。

六、安全質(zhì)量控制

1、質(zhì)量檢查

①檢查項目

焊點質(zhì)量的優(yōu)劣可通過目測檢查。檢查項目為焊接物的大小、顏色、表面光潔度和氣泡等外觀檢查。

大小：焊點范圍內(nèi)銅排必須完全包裹在接頭內(nèi)，連接頭的凹面不得低于銅排，如果凹面過低則不能使用；如果凸面過高于銅排則可以使用。

顏色：接頭正常的顏色是金黃色至青銅色。

表面光潔度：接頭表面應(yīng)該相當(dāng)平滑，沒有大量殘渣存在。如果接頭表面有20%的殘渣，或殘渣清除后有銅排暴露，接頭報廢。

氣泡度：熔接頭應(yīng)沒有過多的氣孔。過多氣孔是因為有污垢(水、油、污物等等)在連接導(dǎo)線表面或熔模內(nèi)。在凸出的表面有可能出現(xiàn)少量的針孔。如果針孔的深度伸展至連接頭中間(露出導(dǎo)線)，則該接頭不能使用。

②質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

良好：牢固的焊接，只有極小的表面上的不完美。

不合格：表面上大量的殘渣是由于焊粉從沒有放好的托片側(cè)泄漏或缺乏托片引起的。

容許：焊接頭低于正常情況，但仍足以夠用。

不合格：焊接物和（或）模具中過多的水分，銅排和模具必須烘干。

2、安全防護(hù)：

①放熱焊接方式會產(chǎn)生高溫，不可避免會有金屬顆粒逸出，而造成對施工人員身體的傷害。在使用放熱焊接的過程中，一方面應(yīng)該采用低煙配方，從根本上減少金屬顆粒逸出；另一方面應(yīng)該加強對施工人員的保護(hù)，加強通風(fēng)，戴好口罩，防止施工人員金屬中毒。

② 施工操作時，作業(yè)范圍1.50 米之內(nèi)，不得有無關(guān)人員停留。

③ 操作人員必須戴上有一定隔熱效果的工作手套。

④操作人員不得面對于熔模開口處操作施工

⑤點火時，一旦引燃粉被引燃，操作人員必須立即離開熔模至少1.50 米。

⑥當(dāng)熔焊結(jié)束，任何人不得立即直接接觸熔模。

⑦ 當(dāng)熔焊結(jié)束后，須待熔模和焊接后的銅排冷卻30 秒后，方可使用鐵鉗取。

七、應(yīng)注意的問題

1、每一罐焊粉對應(yīng)焊接一個焊點、焊粉牌號需與模具銘牌上注明的焊粉用量一致，使用前需仔細(xì)對照確認(rèn)。如果現(xiàn)有的焊粉牌號與模具標(biāo)志的劑量不匹配時可視實際情況增減。

2、焊接前對焊件進(jìn)行處理，除油、除污物及氧化層；焊接后對模具進(jìn)行清理并準(zhǔn)備下次使用。

3、當(dāng)熔焊結(jié)束后，不得立即將焊接物放置在水中，應(yīng)該放在空氣中自然冷卻，溫度的驟然下降，會影響接頭質(zhì)量。

4、焊粉出廠時對于其防潮已采取多層保護(hù)，但建議仍需妥善保管避免受潮，不可倒置存放。

5、一個焊點要一次制作完成。

6、接頭的數(shù)量盡可能少，不僅經(jīng)濟(jì)，而且接頭會產(chǎn)生熱量影響導(dǎo)體電阻。

通過在大朗車站接地網(wǎng)中放熱焊的應(yīng)用，放熱焊操作操作簡單，安全可靠，無需特殊保護(hù)措施，適用于室內(nèi)野外各種環(huán)境，焊接結(jié)果質(zhì)量穩(wěn)定，施工風(fēng)險小，而且無污染，對人體無害。施工完成后測試電阻符合設(shè)計要求，得到業(yè)主的一致好評，在以后類似的工程中可以推廣利用。

【參考文獻(xiàn)】

[1] 交流電氣裝置的接地設(shè)計規(guī)范，GB 50065-2011

[2] 電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗收規(guī)范， GB 50169-2006

放熱焊接范文第2篇

關(guān)鍵詞：接管；不對稱焊縫焊接；變形控制

1 設(shè)計背景

穩(wěn)壓器是核電廠核島中的主要設(shè)備之一，實現(xiàn)對核反應(yīng)堆一回路系統(tǒng)自動進(jìn)行壓力調(diào)節(jié)，同時維持其壓力恒定，穩(wěn)壓器的調(diào)節(jié)功能主要是通過穩(wěn)壓器下封頭處的電加熱器對系統(tǒng)內(nèi)液體加熱來實現(xiàn)。電加熱器通過穩(wěn)壓器下封頭上的電加熱器接管進(jìn)入穩(wěn)壓器內(nèi)部，通過電加熱器對系統(tǒng)內(nèi)液體加熱來實現(xiàn)穩(wěn)壓器的調(diào)節(jié)功能。電加熱器接管與穩(wěn)壓器下封頭之間的焊縫為不對稱焊縫，兩側(cè)焊縫焊接量相差較大，焊接難度大，導(dǎo)致接管非常容易變形。且由于對核電產(chǎn)品的特殊要求，接管內(nèi)壁和端面均禁止焊接和損傷。根據(jù)各種實際需要，設(shè)計了這種用于電加熱器接管與下封頭焊接的防變形裝置。

2 裝置結(jié)構(gòu)及零件要點

2.1 具體結(jié)構(gòu)及使用方法

這種防變形裝置安裝于電加熱器接管兩端，均由管接頭、螺母、支撐件、墊圈、橡膠墊組成，實現(xiàn)機械式密封，具體如圖1所示。

其中管接頭內(nèi)部為通孔（詳見圖2），使得電加熱器接管內(nèi)能通入冷卻循環(huán)水，從而帶走在電加熱器接管與下封頭焊接過程中所產(chǎn)生的熱量，防止電加熱器接管變形。管接頭裝入電加熱器接管后，裝入橡膠墊和墊圈，裝入支撐件，用螺母擰在管接頭的螺紋處，使得支撐件的下端壓緊墊圈和橡膠墊，進(jìn)一步使得橡膠墊與電加熱器接管的內(nèi)壁緊密接觸，從而達(dá)到脹緊的效果，使得管接頭固定在電加熱器接管的端口處。

2.2 管接頭零件結(jié)構(gòu)

在此防變形裝置中，管接頭內(nèi)部有通孔，上下兩個管接頭的通孔軸線與電加熱器接管軸線重合，增加冷卻循環(huán)水流通效果。該通孔使得電加熱器接管內(nèi)部通入冷卻循環(huán)水，能帶走在電加熱器接管與下封頭焊接過程中產(chǎn)生的熱量，從而防止電加熱器接管變形。在管接頭的外部從上到下依次套裝：螺母、支撐件、墊圈、橡膠墊，其中墊圈、橡膠墊和支撐件與墊圈相接處部分位于電加熱器接管內(nèi)部，用螺母來壓緊。管接頭為機加件，最上端用于連接冷卻循環(huán)水的水管，采用倒齒形結(jié)構(gòu)。中段為螺紋形式，用于與螺母形成螺紋連接，起到螺紋壓緊的作用。下端為墊圈和橡膠墊的放置區(qū)域，此處高度要大于或等于所套裝的墊圈和橡膠墊的厚度之和。最下端為與電加熱器接管內(nèi)徑相配合區(qū)域，此處外徑要比電加熱器接管內(nèi)徑小0.15mm。

2.3 其他零件結(jié)構(gòu)

橡膠墊要套裝在管接頭外部，其內(nèi)徑稍大于其與管接頭相接觸部分的外徑，使得橡膠墊剛好套裝在管接頭外。橡膠墊的外徑要小于電加熱器接管的內(nèi)徑，經(jīng)分析，橡膠墊的外徑比電加熱器接管的內(nèi)徑小0.05～0.1mm。橡膠墊的材質(zhì)要保證其在外力的作用下，能夠產(chǎn)生足夠的變形，使得橡膠墊的外端與電加熱器接管的內(nèi)徑相接觸。經(jīng)分析，橡膠墊的材質(zhì)優(yōu)選為丁腈橡膠。墊圈的尺寸選擇與橡膠墊一致。支撐件尺寸根據(jù)管接頭中段外徑尺寸及墊圈外徑確定，支撐件筒體的外徑要稍小于墊圈外徑，從而保證了位于墊圈下方的橡膠墊的受力均勻。

2.4 材質(zhì)及粗糙度選擇

管接頭、墊圈和橡膠墊是主要的密封部件，其中，管接頭與電加熱器接管的內(nèi)壁的接觸面、墊圈與電加熱器接管內(nèi)壁的接觸面表面粗糙度均要在3.2以上。與電加熱器接管內(nèi)壁接觸的鋼制零件均采用不銹鋼材質(zhì)，橡膠墊材質(zhì)也符合核電要求，有效地防止材質(zhì)污染，同時密封效果好，在使用中，不會產(chǎn)生漏水現(xiàn)象。

放熱焊接范文第3篇

關(guān)鍵詞：城市軌道交通；回流電纜；鋼軌連接

中圖分類號：C913.32 文章標(biāo)識碼：A文章編號：

1 電纜與鋼軌連接的相關(guān)要求

一般情況下，軌道交通的鋼軌作為回流軌使用，為了降低鋼軌電位，減少雜散電流腐蝕以及旅客觸電事故的發(fā)生，要求鋼軌回路的電阻應(yīng)盡量小。在CJJ49-92《地鐵雜散電流腐蝕防護(hù)技術(shù)規(guī)程》中，對回流通路電氣連接的要求如下：“地鐵線路中的道岔與轍岔的連接部位應(yīng)設(shè)置銅引連接線，其截面面積不應(yīng)小于120mm2，銅引線與鋼軌之間應(yīng)焊接，接頭電阻不應(yīng)超過1m長完整軌道的電阻值?！?/p>

所以，電纜與鋼軌的連接方式應(yīng)保證接頭處的接觸電阻處于規(guī)范要求的范圍內(nèi)，從而降低鋼軌電位。

2 國內(nèi)軌道交通電纜與鋼軌連接方式概述

2.1快速銅熱焊接

快速銅熱焊接是鋁熱焊接的一種，此種連接方式在廣州地鐵、北京地鐵有應(yīng)用實例。

圖1 快速銅熱焊接

單根電纜分股焊接是將單根的軟電纜分成三股，每股電纜都進(jìn)行編扎，編扎后的末端使用終端頭固定，再將終端頭焊接至鋼軌腰部。由于快速銅熱焊接在工藝方面的要求較高，往往會造成焊接接頭鋼軌側(cè)熱影響區(qū)出現(xiàn)馬氏體組織，導(dǎo)致鋼軌變脆變硬，而現(xiàn)場改進(jìn)焊接工藝較復(fù)雜，目前廣州地鐵已計劃對此連接方式進(jìn)行改造。故基本不推薦采用。

2.2放熱焊接

放熱焊接是從國外引進(jìn)直接應(yīng)用的焊接方法，其原理是通過鋁與氧化銅的化學(xué)反應(yīng)（放熱反應(yīng)）產(chǎn)生液態(tài)高溫銅液和氧化鋁的殘渣，并利用放熱反應(yīng)所產(chǎn)生的高溫來實現(xiàn)高性能電氣熔接的現(xiàn)代焊接工藝。武漢輕軌、北京地鐵四號線、十五號線、大興線、十三號線、上海地鐵、南京地鐵等均采用該焊接方法。

根據(jù)目前國內(nèi)地鐵的做法，放熱焊接分為兩種形式，一種為電纜銅芯與鋼軌直接焊接；另一種利用銅排與鋼軌的焊接，銅排再接電纜。

單根電纜焊接技術(shù)在城市軌道交通中應(yīng)用較為廣泛，歐美以及香港等地的軌道交通中多采用此種方式。此種連接方式的優(yōu)點是在鋼軌上的焊接面積較小，現(xiàn)場施工精度要求較低，對鋼軌的影響較小，現(xiàn)場可控性高，電纜與鋼軌的連接牢固可靠。且過渡電阻小，且結(jié)合面無腐蝕。經(jīng)過長期的運營后，過渡電阻變化很小。上海地鐵和南京地鐵運營期間皆反映效果良好。

圖2 單根電纜直接焊接方式

銅排焊接目前在北京已建的工程中應(yīng)用較多。此種連接方式占用鋼軌長度最小，在鋼軌上的單點焊接面積最大，銅排與鋼軌連接后要承受頻繁的動載荷，容易在集中應(yīng)力處損壞，如果斷裂，載流面積大幅度降低，影響回流回路通暢。具體的連接方式主要是現(xiàn)將銅排按照放熱焊工藝焊接至鋼軌腰部，再將電纜連接至銅排上?，F(xiàn)場焊接照片詳見圖3：

圖3 利用銅排與鋼軌焊接方式

此種連接方式目前在北京地鐵工程中使用較為廣泛，此種連接方式缺點是在鋼軌上的單點焊接面積較大，且在現(xiàn)場操作時受天氣、施工單位工藝水平的影響，可控性稍差，優(yōu)點是在鋼軌上焊接點少，焊接一塊銅排可連接多根電纜。

2.3栓接

栓接方式分為：單根電纜栓接、銅排栓接。

一種為在鋼軌中軸打孔安裝脹釘；栓接方式需要在鋼軌上打孔，對鉆孔直徑和打孔間距都有嚴(yán)格的要求。根據(jù)調(diào)查的試驗結(jié)果表明，栓接方式近期可以滿足過渡電阻不大于1米長（標(biāo)準(zhǔn)60kg鋼軌）鋼軌電阻值的要求，單根電纜栓接往往用在電流較小的地段中。在軌道交通中，在長時間的鋼軌運行中受震動影響較大，需要經(jīng)常檢修，測量連接電阻，如檢修不及時容易造成連接松動、銹蝕等問題引起接觸電阻增大，接觸面溫度升高，進(jìn)而再次導(dǎo)致電阻升高的后果，影響回路回流效果，同時也容易引起軌電位升高。

具體連接方式為在軌腰中部打19mm或22mm的孔，用液壓拉鉚機使銅套膨脹后緊帖在軌腰的孔內(nèi)，然后用螺栓將電纜連接在銅套上?，F(xiàn)場照片如圖4所示：

圖4 單根電纜栓接方式

另一種連接方式為定制加工特殊鋼軌魚尾板，魚尾板與鋼軌栓接，魚尾板再接電纜。北京地鐵昌平線有采用。

圖5 鋼軌魚尾板栓接方式

3 連接方式比選

表1 連接方式比較

4 回流連接方案建議

目前國內(nèi)外城市軌道工程中，特別是大電流的供電系統(tǒng)中，普遍采用的連接方式為單根軟電纜直接焊接至鋼軌腰部的連接方式，如香港地鐵、上海地鐵等軌道交通，經(jīng)過已開通工程的檢驗，此種連接方式安全可靠。此方式的特點是焊接時在鋼軌上的焊接面積較小，現(xiàn)場施工精度要求較低，對鋼軌的影響較小，現(xiàn)場實施質(zhì)量較容易控制，實施后電纜與鋼軌連接牢靠，有利于鋼軌回流通暢，從而抑制鋼軌電位升高，保證地鐵正常、安全運行。建議優(yōu)先選擇放熱焊接方式，以滿足系統(tǒng)長期運行的要求。

5 避免焊接時對鋼軌造成損傷的措施

（1）選擇高品質(zhì)的進(jìn)口放熱焊接材料，以有效控制放熱焊接溫度。

（2）焊接作業(yè)前應(yīng)對鋼軌焊接部位進(jìn)行探傷檢測，排除鋼軌自身的材質(zhì)缺陷。

（3）正式施工之前，委托權(quán)威機構(gòu)對焊接后的鋼軌進(jìn)行金相組織分析，以檢查是否其符合鋼軌焊接標(biāo)準(zhǔn)要求。（南京地鐵做過類似實驗）

（4）焊接作業(yè)人員應(yīng)經(jīng)過培訓(xùn)合格后才能上崗，嚴(yán)格執(zhí)行焊接操作規(guī)范。

（5）焊接時對鋼軌的加溫預(yù)熱必須滿足焊接工藝參數(shù)要求，放熱反應(yīng)結(jié)束后，對焊接位置的鋼軌進(jìn)行緩冷加熱處理。

（6）焊接完成后，對鋼軌進(jìn)行保溫處理。

參考文獻(xiàn)

[1] 于小軍，蒙占剛，陳慶虎. 回流銅板與鋼軌的螺栓連接方式[J] .現(xiàn)代城市軌道交通，2007（1）：32-33.

[2] 姚偉偉，員鴻濤，丁韋，等. 地鐵電纜與鋼軌快速銅熱焊接方法的分析研究[J].城市軌道交通研究，2006（3）：51-53.

放熱焊接范文第4篇

關(guān)鍵詞：地鐵 均回流銅排 焊藥 焊接 方法

中圖分類號：U231.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）01（b）-0109-02

隨著國民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，我國大中型城市交通擁堵狀況日益加重，修建地鐵已成為大中城市緩解城市交通擁堵的最佳選擇。地鐵供電工程利用鋼軌進(jìn)行回流，由于電流大，均回流電纜根數(shù)多，所以采用在鋼軌軌腰處焊接均回流銅排來滿足接線的需要。均回流銅排和鋼軌材質(zhì)不同，焊接會導(dǎo)致鋼軌過燒、裂紋、斷軌以及回流不暢導(dǎo)致的燒軌事故。如何改進(jìn)均回流銅排與鋼軌焊接方法，消除地鐵運營安全隱患，指導(dǎo)后續(xù)地鐵的建設(shè)施工變得十分必要。

筆者結(jié)合多年工程實踐及有關(guān)試驗研究情況，對地鐵均回流銅排與鋼軌焊接方法進(jìn)行研究，改進(jìn)了施工方法，消除了焊接導(dǎo)致的鋼軌過燒、裂紋、斷軌以及回流不暢導(dǎo)致的燒軌事故。

1 目前放熱焊接方法存在的問題

目前地鐵均回流銅排與鋼軌焊接主要采用放熱焊接，工藝要求較高，存在預(yù)熱時溫度把握不好，焊藥劑量使用不當(dāng)，回火（冷卻）環(huán)節(jié)控制不嚴(yán)，導(dǎo)致鋼軌內(nèi)部金相組織發(fā)生變化，形成非常脆的馬氏體組織，對鋼軌造成一定的傷害，導(dǎo)致鋼軌斷裂的風(fēng)險。在某條地鐵運營線中，曾發(fā)生過因均回流焊接導(dǎo)致的鋼軌斷裂情況，如圖1。尤其是在高架區(qū)段，受溫差變化的影響，會給地鐵運營帶來安全隱患。

2 改進(jìn)后的施工方法

2.1 工藝原理

通過鋁與氧化銅的化學(xué)反應(yīng)（放熱反應(yīng)）產(chǎn)生液態(tài)高溫銅液和氧化鋁的殘渣，并利用放熱反應(yīng)所產(chǎn)生的高溫來實現(xiàn)均回流銅排與鋼軌熔接的焊接工藝。

3Cu2O+2Al點燃6Cu+Al2O3+熱量（2537℃）

2.2 工藝流程

地鐵均回流銅排焊接工藝流程見圖2。

2.3 操作要點

2.3.1 制作接線銅排

根據(jù)現(xiàn)場實際情況加工接線銅排，規(guī)格為10×100 mm的銅排，長度現(xiàn)場確定，為保證電氣連接性能，銅排表面應(yīng)作鍍錫處理。

2.3.2 打磨焊點處鋼軌

根據(jù)均、回流點的位置，找到具體的焊點，以該點為中心向兩邊在鋼軌上劃兩條豎線，兩條線之間的距離應(yīng)比接線板的寬度寬約40 mm。

用角磨機在劃定的區(qū)域范圍內(nèi)對鋼軌進(jìn)行除銹處理，將鋼軌表面部分除銹，露出光亮部分即可。

2.3.3 預(yù)熱模具及鋼軌

用液化氣噴槍對模具的裝藥孔的內(nèi)壁進(jìn)行十秒鐘的烘烤，對模具的內(nèi)壁進(jìn)行預(yù)熱處理，如圖3。

用液化氣噴槍在鋼軌焊接點的背面對鋼軌進(jìn)行加熱至400 ℃；加熱過程中用專用的紅外線激光溫度測試儀對鋼軌實時監(jiān)測，嚴(yán)格控制溫度，防止鋼軌過熱或溫度不夠，如圖4。

模具及鋼軌加熱完畢后，將模具安裝在焊點位置，將所焊接的接線銅排穿入模具。

2.3.4 安裝模具和接線銅排

焊接時均回流接線銅排的端部與鋼軌的間隙為2～5 mm，為控制間隙，所有的銅排在運抵施工現(xiàn)場前應(yīng)在接線銅排上畫出2 mm和5 mm間隙的刻度線，操作員到現(xiàn)場后只要保證露出一根刻度線即可保證間隙在2～5 mm之間，將模具與鋼軌固定牢固。如圖5、6所示。

2.3.5 放入焊藥及點火

將一專用墊片放入儲藥孔底部，防止藥放入后焊藥漏入穿線孔；墊片放入后，根據(jù)焊藥的使用說明，放入儲藥孔內(nèi)相應(yīng)劑量的焊藥。每個焊點是750號焊劑用量，即3包200號焊劑加1包150號焊劑，如圖7。

將點火引藥放進(jìn)儲藥孔內(nèi)的焊藥上面，將少許引藥放在模具的儲藥孔的上部邊緣，然后將儲藥孔蓋上。

用點火槍將儲藥孔的上部邊緣的引藥點燃，引燃儲藥孔內(nèi)的焊藥，通過燃燒產(chǎn)生的高溫以及焊劑的作用，將鋼軌表面與熔解的均回流銅排端頭表面熔合在一起。

2.3.6 處理焊點及鋼軌

焊藥熔劑冷卻1分鐘后，將模具取下，將焊點上的殘渣用電焊錘敲下，同時將模具儲藥孔及穿線孔內(nèi)的殘渣清理干凈，并用電焊錘對焊點進(jìn)行敲打檢查焊點的焊接質(zhì)量。

在取下模具進(jìn)行焊點處理的同時，用液化氣噴槍或乙炔氣焊槍對焊點背面的鋼軌表面進(jìn)行加熱，加熱時間為10 min，并應(yīng)對不同的季節(jié)控制不同的時間，以加熱至鋼軌軌溫達(dá)到400 ℃為宜，使鋼軌緩慢降溫（緩冷），即對鋼軌進(jìn)行正火處理來恢復(fù)鋼軌的金相組織，以防止焊接對鋼軌內(nèi)部結(jié)構(gòu)帶來變化損害鋼軌。

接線銅排焊接完成后需在鋼軌與銅排接觸處（焊點處）涂抹瀝青，以防止焊接處氧化。

2.3.7 安裝支撐絕緣棒

回流及均流接線銅排由于只有一端焊接在軌腰，在線路中心的另一端受電纜及本身的重力影響時間長了以后會向下彎曲，為保證銅排的強度，在銅排端部的下方安裝一根絕緣棒作為支撐。根據(jù)焊接后接線板的高度，確定絕緣棒的高度。絕緣棒可采用環(huán)氧樹脂棒，根據(jù)實際長度的需要在現(xiàn)場進(jìn)行裁割。在絕緣棒的上端打孔，然后采用φ10×35熱鍍鋅螺栓與銅排連接即可。

2.3.8 焊點處探傷

依據(jù)《鋼軌超聲波探傷探頭技術(shù)條件》（TB/T 2634-1995），對焊點處進(jìn)行涂油、探傷，探傷儀顯示不允許出現(xiàn)馬氏體或明顯的貝氏體組織；金相組織檢驗，金相組織應(yīng)為珠光體，允許有少量鐵素體。

2.4 質(zhì)量控制措施

（1）焊接前必須對模具和鋼軌進(jìn)行預(yù)熱處理，焊接后必須對鋼軌進(jìn)行緩冷處理，鋼軌軌溫均應(yīng)達(dá)到400 ℃為宜，以防止溫度的劇烈變化對鋼軌帶來的傷害。模具在卸載后請及時用毛刷將模具腔內(nèi)的殘留物清除，以作好下一個焊接的準(zhǔn)備。模具在第一個焊接點結(jié)束后一個小時內(nèi)重新焊接新焊點，可以不用進(jìn)行預(yù)熱處理。

（2）在焊接過程中，嚴(yán)格按照操作要求控制鋼軌的溫度。

（3）在焊接前必須用砂紙將銅排端頭的氧化層打磨掉。

（4）銅排穿入模具后，應(yīng)保證銅排與模具接觸密實無縫隙，當(dāng)模具使用幾次出現(xiàn)縫隙后，應(yīng)用防火泥進(jìn)行封嚴(yán)，防止熔解的焊劑外流影響焊接質(zhì)量。

（5）對鋼軌進(jìn)行加熱時應(yīng)均勻，火焰應(yīng)不停來回移動，嚴(yán)禁火焰對準(zhǔn)一處持續(xù)加熱。

（6）嚴(yán)格按照要求控制焊藥用量。

（7）焊接只能在軌腰中部，焊接點應(yīng)距鋼軌接頭600 mm以上。

（8）嚴(yán)禁在同一焊點二次焊接。

（9）正式焊接前，須在試驗軌上進(jìn)行焊接工藝試驗，滿足《鋼軌焊接第1部分：通用技術(shù)條件》（TB/T 1632.1-2005）規(guī)定的落錘試驗和疲勞試驗的要求。還需進(jìn)行金相組織檢驗，金相組織應(yīng)為珠光體，允許有少量鐵素體，但不允許出現(xiàn)馬氏體或明顯的貝氏體組織，焊接熱影響的晶粒度與母體相比，差值不得大于一級。

（10）對每一處焊點進(jìn)行超聲波探傷，施焊處不得產(chǎn)生過燒、裂紋等有害缺陷，并滿足《鋼軌超聲波探傷探頭技術(shù)條件》（TB/T 2634-1995）的要求。

2.5 安全注意事項

（1）在進(jìn)入施工現(xiàn)場后，施工人員必須配戴安全帽，穿工作服和防護(hù)服，不準(zhǔn)穿拖鞋及高跟鞋。嚴(yán)禁作業(yè)人員在鐵軌上坐臥、休息。

（2）放熱反應(yīng)瞬間完成，時間是3～4 s，模具的溫度較高，嚴(yán)禁用手拿或觸碰模具，卸載模具時一定要帶好手套，以免灼傷，并由專人負(fù)責(zé)操作。

（3）熱熔焊劑必須在專用的熱焊模具中使用，要嚴(yán)格按要求使用，以免引起意外。

（4）點火焊接時，操作人員應(yīng)戴好手套和做好必要的防護(hù)措施，點燃反應(yīng)時現(xiàn)場操作人員與熱焊模具保持0.5 m的距離，同時操作人員和所有現(xiàn)場人員都不要站在熱焊模具反應(yīng)口的正面，以免少量火星噴射導(dǎo)致灼傷。

（5）嚴(yán)格按工序進(jìn)行焊接，不得顛倒施工工序，避免造成意外情況發(fā)生。

（6）焊接前要辦理動火證，配備看火人員和滅火器。

3 結(jié)語

該焊接方法在北京地鐵10號線一期南段和北京地鐵9號線中得到了應(yīng)用和推廣。地鐵均回流銅排與鋼軌焊接方法工藝要求高，為了避免發(fā)生焊接導(dǎo)致鋼軌過燒、裂紋、斷軌以及回流不暢導(dǎo)致的燒軌問題，必須嚴(yán)格遵守每道工藝流程，精心施工，方能滿足過渡電阻、載流溫升、短路溫升、落錘、疲勞以及金相組織等各項指標(biāo)要求，消除地鐵運營安全隱患，達(dá)到預(yù)期效果。

參考文獻(xiàn)

[1] 趙驚華，余樂，孫延煥.供電均回流電纜在鋼軌上的連接方式[J].都市快軌交通，2013（2）：116-117.

放熱焊接范文第5篇

氧氣的主要用途有供給呼吸、支持燃燒、反應(yīng)放熱。

1、供給呼吸：一般情況下，呼吸只需要空氣即可。但在缺氧、低氧或無氧環(huán)境，例如：潛水作業(yè)、登山運動、高空飛行、宇宙航行、醫(yī)療搶救等時，常需使用氧氣。

2、支持燃燒：一般情況下，燃燒只需空氣即可。但在某些需要高溫、快速燃燒等特殊要求時，例如鼓風(fēng)煉鐵、轉(zhuǎn)爐煉鋼等，則需使用富氧空氣或氧氣。

3、反應(yīng)放熱：氧化反應(yīng)特別是燃燒反應(yīng)時，放出的大量熱可被利用。例如燃煤取暖、火力發(fā)電；工業(yè)上利用乙炔（C2H2）在氧氣里燃燒時產(chǎn)生的氧炔焰來焊接或切割金屬，氧炔焰能產(chǎn)生3000℃以上的高溫。

（來源：文章屋網(wǎng) ）