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放熱焊接范文1
關鍵詞：高爐熱風爐；氣電立焊；成本對比
0 前言
2014年隨著安鋼生產發展形勢的需要，1號高爐新建一座新1號熱風爐，最高為37.836m，最大直徑為Φ11.26m，這項工程是工程技術分公司乃至安鋼集團公司重中之重的工程，工程技術分公司第六安裝部有幸承擔了這項工作，這項工程對制造質量要求非常嚴格，尤其是焊縫焊接質量要求非常高：100%超聲波無損檢測I級合格，我部對這項工程非常重視，并重點對焊接問題組織相關專業人員對焊接工藝進行了大量研究、并制定焊接工藝規程。
1 焊接方法的說明
（1）手工電弧焊：是利用手工操縱焊條進行焊接的電弧焊方法。工藝特點：特點1）設備簡單。2）操作靈活方便。3）能進行全位置焊接適合焊接多種材料。4）不足之處是生產效率低勞動強度大。5）對焊工的依賴性較高。
（2）CO2氣體保護焊，它是以二氧化碳氣為保護氣體，進行焊接的方法。其工藝特點：1） CO2焊穿透能力強，焊接電流密度大（100-300A/m2），變形小，生產效率比焊條電弧焊高1-3倍。2） CO2氣體便宜，焊前對工件的清理可以從簡，其焊接成本只有焊條電弧焊的40%-50%。3）焊縫抗銹能力強，含氫量低，冷裂紋傾向小。 4）焊接過程中金屬飛濺較多，特別是當工藝參數調節不匹配時，尤為嚴重。 5）不能焊接易氧化的金屬材料，抗風能力差，野外作業時或漏天作業時，需要有防風措施，在野外當風速達到2M/S時，應停止作業。 6）焊接弧光強，注意弧光輻射。熱風爐的建設是在野外施工，其高度達30余米，時間在冬季，風速大，對焊接質量造成較大的影響。
（3）氣電立焊的能量密度比電渣焊高且更加集中，焊接技術卻基本相同。它利用類似于電渣焊所采用的水冷滑塊擋住熔融的金屬，使之強迫成形，以實現立向位置的焊接。通常采用外加單一氣體（如CO2 ）或混合氣體（如 Ar+O2 ）作保護氣體。它是一種全自動控制上升系統配用專門的藥芯焊絲、以CO2氣體保護 進行立向對接焊，焊接垂直或接近垂直位置的焊接接頭。電弧軸線方向與焊縫熔深方向垂直，焊接時在焊縫的正面采用水冷銅滑塊，焊縫的背面采用水冷檔排（或襯墊），藥芯焊絲送入焊件和檔塊形成的凹槽中，熔池四面受到約束，實現單面焊雙面一次成形，是一種先進高效的焊接技術。
2 3種焊接方法的對比
（1）新1號熱風爐的板材較厚，一般為30mm左右，若立縫采用1和2的焊接方式，，坡口要求采用X型坡口型式，坡口面度數為30°左右，焊接工藝采用多層多道焊接一面，然后對背面清根、打磨后再對另一面進行多層多道焊，每層每道焊接完后要注意融合情況并清理熔渣，受操作技能和環境的影響較大，焊后無損檢測合格率相對較低。
（2）若立縫采用3的焊接方式，坡口要求采用V型坡口型式，坡口面度數為20°左右，從開坡口工序上減少了一半工作量，并減少焊縫填充量，焊接可一次成型，減少了碳弧氣刨和打磨的工作量。
（3）例如板厚為30mm，長度為2米的熱風爐爐殼單條立縫焊接，三種焊接方法的對比：
1）采用手工電弧焊：2個焊工，16個小時完成，填充金屬采用堿性焊條，堿性焊條的抗裂性較好，在焊縫清理不干凈或焊條不烘干時極易產生氣孔且起弧和收弧處易產生弧坑裂紋，焊接過程中焊接速度慢，焊接接頭多焊接速度比CO2氣體保護焊低2.5～3倍多，焊接過程的輔助時間相對較多。
2）采用CO2氣體保護焊，需2個焊工，10個小時完成，人員勞動強度大，對焊接技能要求較高，且由于風速的影響，對焊接質量造成影響，超聲波檢測合格率相對較低，另需人員搭建防風帆布，焊后對焊接飛濺的清理及不合格焊縫的返修等，增加了輔助工作量。
3）采用氣電立焊，焊縫可一次成型，不用碳弧氣刨清根和打磨，2個人工只需3個小時就能完成，焊縫質量高且成型美觀，氣電立焊焊接坡口形式與傳統的手工焊接有所不同，屬于窄間隙。經過實踐，超聲波檢測合格率可達98%以上。
3 無損檢測及力學性能對比
通過三種焊接方法的工藝評定報告作出對比：RT探傷內部無超標缺陷，II合格。力學性能數值為：手工電弧焊抗拉強度545Mpa CO2氣體保護焊抗拉強度：550Mpa氣電立焊抗拉強度：525Mpa.彎曲試驗無開裂現象，全部合格。均符合高爐熱風爐爐殼焊接工藝要求。
4 3種焊接方式成本對比
在實際工作中的焊接成本包括：人工費：15元/小時，輔助人工費：8元/小時材料費：焊條E5015 5.8元/kg，ER50-6 8.5元/kg、AT-YJEG50A 30元/kg。
（1）手工電弧焊：人工費2*16*15=480元 材料費：2*5*5.8=58元 返修費用：100元，輔材：20元。共658元。
（2）CO2氣體保護焊：人工費2*10*15=300元 材料費：2*5*8.5=85元 返修費用：80元，輔材：20元。共450元。
（3）氣電立焊：人工費2*3*15=90元 材料費：2*7.5*20=300元 輔材：10元。共400元。
新1#號高爐熱風爐爐殼立縫長度約為120余米。通過工藝對比采用氣電立焊焊接爐殼立縫爐殼，而且實踐證明采用該工藝，提高了野外施工的抗風能力， 保證了焊縫質量，降低人員的勞動強度，而且效率高，焊接速度更是相對人工焊接提高了30多倍，為工程的質量和工期提供了保障。
參考文獻：
[1]中國機械工程學會焊接學會.焊接手冊[M].北京：機械工業出版社，第三版.
放熱焊接范文2
【關鍵詞】鎳鉻耐熱合金；制氫轉化爐；乙烯裂解爐；綜合加熱爐；焊接裂紋
1 鎳鉻耐熱合金的組織特性
1.1 材料的化學成分
表1 鎳鉻耐熱合金鑄件化學成分（HPNb）
1.2 HPNb的金相圖片
圖1 1×100倍金相 圖2 1×500倍金相
以上的金相圖片可以看出，鎳鉻耐熱合金的奧氏體組織的晶粒較為粗大，晶界明顯，其結構中晶粒與晶粒的結合相對于鍛件來說力量小，在承受拉應力的條件下，較為容易沿晶界開裂。
2 焊接時經常出現的問題
2.1 現象
1）收弧點裂紋。裂紋經常出現在焊接收弧時，集中在弧坑中心。這種裂紋一般叫做結晶裂紋。
2）焊縫中心裂紋。裂紋一般出現在打底焊接時的焊縫中央，呈長條形，較為規則，長短不一。
3）雞爪紋。一般出現在打底焊接時焊縫的兩側，外觀象雞的爪子，所以叫做雞爪紋。
4）其他形式的裂紋。
2.2 原因
結晶裂紋出現的主要原因是焊接收弧時焊縫兩側的溫度快速下降，結晶速度加快，造成熔池最后的液相結晶時形成了相對的兩個界面，隨著溫度的進一步下降，晶界間距進一步縮小，就在最后結晶的低強度相對界面開裂。其他形式的裂紋原因還跟焊件的溫度不均勻、材料的膨脹系數的大小、焊肉的厚薄等都有一定的關系。
3 焊接要采取的幾個措施
3.1 焊縫間隙的選擇
一般材料焊接時對間隙的要求并不嚴格，但是對于鎳鉻耐熱合金來說，焊縫間隙預留的參數要大，一般要求是選用焊絲直徑的1.8-2倍，焊件越厚，預留間隙越大。較大的焊縫間隙能夠吸收材料的膨脹對焊縫的張力，即隨著焊接對焊縫的熱輸入量的不斷增加和焊接收縮應力的不斷增加，焊縫間隙會越來越小。
3.2 點焊的選擇
A點焊的形狀：B點焊的寬度：一般為5-10mm，C點焊的位置：一般要求為點三點，然后從第四點開始焊接，全焊口均分為四點。
3.3 背面成型
這一點非常重要，在背面允許的情況下，要盡量的高大。關于這一點，有時可能與有些資料要求不一樣，但是根據多年的工作經驗，背面的要求就要高大，高大的實際就是增加焊肉厚度，提高抗拉強度。
3.4 焊接順序的選擇
大厚件的焊接順序一定要選擇對稱焊接，其主要原因就在于均衡焊接的收縮應力和焊件的膨脹力，保證力量的均衡對于避免焊接裂紋也是非常重要的一個方面。
3.5 焊接層間溫度的要求，層間溫度要低于150℃。
3.6 焊接過程中的時效工藝
根據現場焊接的經驗，對于大厚件焊接要在連續焊接進行到焊接量的一半左右時停止焊接，間隔12-16小時，然后再進行余下部分的焊接。期間的停留時間成為時效。其目的是要求通過對焊接部分的自然冷卻，分散處理焊接時的復雜應力，當再次焊接時應力有一個重新分配的過程，從而在這過程減少焊接裂紋。
4 結論
按照以上焊接工藝措施，我們針對巴州瑞興化工有限公司、滁州瑞興化工有限公司綜合加熱爐HPNb爐管及進料三通、出料四通，北京燕山石化乙烯裂解爐管入口Y型三通、上海金山石化乙烯裂解爐管入口Y型三通進行了成功焊接，說明以上焊接工藝措施是行之有效的，值得借鑒。
【參考文獻】
[1]王麗娟.SA335P91鋼焊縫結晶裂紋產生機理的研究[J].熱加工工藝，2011， 15：173-175.
放熱焊接范文3
關鍵詞：地鐵供電；回流電纜；鋼軌脹接；脹接分析
中圖分類號：U231 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）23-0096-03
1 概述
隨著我國城市軌道交通的迅猛發展，國內對地鐵高壓供電系統的安全、優質、可靠、連續性供電要求越來越高。牽引均回流電纜與鋼軌連接質量，不但直接影響地鐵牽引供電回流不暢、打火，甚至造成鋼軌嚴重損傷和斷軌。目前，國內絕大部分城市地鐵供電回流與鋼軌連接方式采用放熱焊和螺栓連接方式，少量城市地鐵線也開始采用光焊接方式。但隨著放熱焊和螺栓連接方式相繼在各城市地鐵線路出現重傷鋼軌，嚴重影響運營安全后。如在北京地鐵八通線和13號線運營中出現電纜與鋼軌焊接部位斷軌和重傷數10起，而在深圳地鐵采用螺栓連接在開通運行短短兩年時間中燒傷鋼軌23起和換軌超過13起。近年來，國外及南方地鐵城市開始使用脹接方式替代其他連接方式，文中對該連接方式的優缺點和應用前景進行分析探討。
2 深圳地鐵均回流電纜燒損原因分析
2.1 高架段銅排焊接連接方式及燒損原因
深圳地鐵三號線高架段地鐵牽引回流與鋼軌連接方式采用如圖1所示放熱焊方式，先將銅板與鋼軌左右軌采用放熱焊方式相焊接，再將7根牽引回流電纜與焊接銅排采用螺栓方式相連。此線路2010年投入運行，到2012年年底，在兩年的運行時間里，80%焊接點出現不同程度的脫焊放電拉弧現象，并重傷鋼軌2起，輕傷2起。僅剩5處未脫焊。燒傷脫焊主要原因是放熱焊焊接口在長期列車振動和鋼軌熱脹冷縮作用下，出現脫焊和斷裂。
2.2 地下段螺栓加特制銅排連接方式及燒傷原因
深圳地鐵三號線地下段地鐵牽引回流與鋼軌連接方式采用如下圖所示銅板螺栓連接方式，先加工兩塊鋼軌軌腰面相吻合的銅板，再將兩塊銅板夾到同一鋼軌軌腰兩側，用4顆12高強度螺栓連接好后，再將7根牽引回流電纜與過渡銅排采用鋼制螺栓方式相連。此種運行方式，在投運不到兩年中，先后出現大量鋼軌與回流銅排連接處、均流普通螺栓連接處大面積燒傷或重傷鋼軌10多起。其主要原因是接觸面及螺栓與螺孔有空隙，不可能密閉連接，加上鋼軌易氧化，導致通流面越來越少，先由面到線再到點接觸而出現打火燒傷，導致全線均回流連接方式徹底整改。
3 均、回流電纜與鋼軌連接方式分析
3.1 放熱焊接
放熱焊接是國內既有地鐵運營線路中應用最廣的方式，主要利用銅的氧化物，在一定高溫的條件下，發生還原反應，將銅置出來，變成高溫金屬銅熔液，在特制模具的包裹下，將需要焊接的兩種金屬熔接在一起，形成穩固分子結合，相比傳統的金屬連接工藝具有更強的耐腐蝕能力、過載能力以及熱穩定性，同時還具有焊接速度快、焊接牢固、維修工作量少、不易腐蝕、接觸電阻小、無需外加能源等優點。但此種焊接方式經對國內數家地鐵了解，發現地鐵均、回流電纜與鋼軌連接采用放熱焊時，主要在北方冬季，由于天氣寒冷、焊前鋼軌預熱和焊后保溫難、焊藥質量差、焊上加焊、重復焊、焊點過密及施工除銹不徹底等多重原因造成焊點脫焊、重傷鋼軌和斷軌。但其根原主要是由于銅及其合金的導熱系數、線脹系數和收縮率大，焊后冷卻速度快，使之易出現氣孔和未熔合缺陷，導致熔合區過熱產生較多馬氏體，使鋼軌含碳量過高、變硬、變脆，在焊接處內應力和長期疲勞的作用下，出現如北京地鐵八通線和13號線回流電纜與鋼軌焊接部位脫焊、重傷鋼軌和斷軌現象。
3.2 螺栓連接
螺栓連接方式主要采用預先加工與鋼軌相吻合的過渡回流銅夾板，在鋼軌中和軸上打孔，再用防松螺栓使過渡回流銅板與鋼軌連接，最后將回流電纜與過渡銅排用防松螺栓連接。如上圖所示，深圳地鐵三號線回流銅排采用螺栓連接方式，回流銅排螺栓孔數為3個，孔距為180mm，孔洞直徑為13、連接螺栓采用高強度12的不銹鋼螺栓。鋼軌兩面夾回流銅板，電纜直接連接在連接銅板上。但此種連接方式其優點是施工方便、工藝簡單、成本低、更換維修方便。其缺點是螺栓與孔洞之間及回流銅板與鋼軌軌腰面很難緊密結合，存在一定間隙，隨著雨淋日曬和運行時間推移，導電膏失效、鋼軌振動和氧化加劇，導致接觸電阻過大，從而在螺栓、銅板連接處及鋼軌中間的螺桿出現發熱和放電燒傷現象。深圳地鐵三號線螺栓連接普遍存在輕傷和重傷鋼軌數10起。
3.3 光焊連接
光焊接采用了硬釬焊的基本原理，利用直流電壓、大電流經起弧提供光熱能，熔化焊料焊劑，然后將其壓到焊接面上，使之滲透到焊體表面，讓分子之間形成堅實緊密的焊接層，達到焊接目的。如廣州地鐵五號線采用的回流光焊，實際上是一種低溫冷焊技術，它需要產生的溫度較低，一般控制在600℃～700℃，焊接時間控制在1秒左右，較放熱焊1100℃及以上的溫度要低得多，故在南方基本無需預熱和保溫，且對鋼軌傷害較放熱焊少，產生馬氏體量較少。但其缺點是不同焊接件截面、體積、大小和環境溫度都對焊接拉弧時間及焊接溫度不好控制。易出現焊料溢出、焊點凹陷、拉弧時間過短焊料未能完全熔化、焊點凸出、焊點松動等缺陷。導致焊接成功率較其他方式低，返工率高，因而在國內地鐵系統中也未得到推廣使用。
3.4 脹釘連接
脹接方式是用軌道交通專用脹釘將地鐵供電均、回流電纜與鋼軌連接。單面脹釘基本組成包括不銹鋼墊圈、鍍錫銅套、不銹鋼螺栓、不銹鋼扁平墊圈及不銹鋼自鎖螺母。安裝方式是先用高精度專用配套
裝夾式鋼軌鉆孔機對鋼軌鉆孔、去毛刺、再用專用脹接液壓工具將圓柱體銅套安裝在鋼軌孔內鎖緊，最后用螺栓將轉接銅線鼻子進行連接即可。脹接方式主要優點是脹釘銅套能與鋼軌孔內面緊密壓接不留氣隙、抗氧化、接觸面大、接觸電阻小、通流能力強等優點。由于脹釘導流主要是通過銅套與銅線鼻子形成通路，不經連接螺桿導流，從而避免了螺栓連接方式導流不暢燒傷鋼軌的隱患。其缺點是質量好的脹釘價格較高、需配置專用鋼軌高精度空心鉆頭，脹釘插入液壓工具等，如圖5所示：
4 均、回流電纜與鋼軌連接缺陷的整改
經過國（含港鐵）內多家地鐵連接方式調研結論，針對深圳地鐵三號線均、回流電纜焊接及螺栓連接出現的問題進行全線整改，對回流電纜改用直徑為19mm或22mm的進口單面全脹式脹釘連接，盡量利用原有螺孔進行擴孔，相鄰孔邊到孔邊的凈距離必須大于60mm，并對標準脹釘脹接方式進行更優化改進如下圖，采用過渡回流板和絕緣板與鋼軌隔離，使回流銅板一面直接與脹釘銅套相連，另一面與回流電纜線鼻子相連，從而更有效提高導電性能，防止連接處放電拉弧燒傷鋼軌的隱患。而對均流電纜、OV電纜改用13.5mm的單面全脹式脹釘連接，原螺栓孔的孔徑由Φ12mm擴至Φ13.5mm，擴孔后兩個相鄰孔邊到孔邊的凈距離必須大于50mm。用此種方式進行整改，施工方便、作業工器具簡單、利用夜間休車作業，對運營線路沒有影響。整改后運行至今未發現任何鋼軌燒損痕跡。
5 結語
脹接方式克服了放熱焊易產生馬氏體的缺點和光焊工藝難控制、焊接成功率低及螺栓連接不緊密、易氧化而燒傷鋼軌的缺陷。具有施工及運營維修方便，在軌道交通實際應用中，尤其是既有地鐵線路改造中，脹接方式更具優勢，值得推廣和使用，但地鐵設計、建設、施工和運營供電人員需注意如下事項：
（1）鋼軌鉆孔一定要采用專用裝夾式鉆孔機，并配置專用高精度鉆頭，嚴格控制鉆孔精度，防止孔洞偏斜和直徑偏差過大。
（2）選用脹釘廠提供配套的專用脹釘插入工具，并正確選擇壓力值。
（3）鉆孔和除去孔毛刺后，立即進行脹釘與鋼軌脹接，否則孔內表面易產生氧化生銹，從而影響導電性能。
（4）鋼軌兩孔距之間要保持足夠的安全距離，否則，可能引起鋼軌硬傷過密和斷軌。
（5）選用合適脹釘尺寸，滿足載流量要求；同時，應采取防止線端子與鋼軌直接接觸而打火燒損。
參考文獻
[1] 姚偉偉，等.地鐵電纜與鋼軌快速銅熱焊接方法的分析與研究[J].城市軌道交通，2006，（1）.
放熱焊接范文4
關鍵詞：銅包鋼；接地裝置；工藝流程；施工
防雷、接地技術的發展和產品的升級換代緊跟社會科技的進步，能夠不斷滿足信息時代對防雷、接地的新的需求。 在我國對于接地裝置的防腐蝕性和安全可靠性日益重視的今天，采用銅包鋼復合材料接地裝置等新型接地產品逐步替代普通鍍鋅接地裝置已是大勢所趨。
1 銅包鋼接地裝置的優越性
銅包鋼接地材料是以鍍銅型鋼為主材，通過熱熔焊接工藝組成防雷接地系統，施工操作方便，它既有性能穩定性使用壽命長，還具有良好的導電性能、較高的機械強度、又有免維護的優勢，尤其是外部包覆的銅層具有良好的抗腐蝕性能，已被廣泛地應用于接地裝置中。
（1）施工費用較低，維護費用低（30年免維護），被歐美國家發達國家廣泛使用。
（2）施工焊接質量好，它連接的可靠性高，操作方便無需電源。
（3）電氣性能穩定，不老化脫落，無接觸電阻。
（4）導電性能好，利用電流的聚膚效應，自身的電阻值低于常規的鍍鋅扁鋼電阻（內為鋼而外為銅，銅的電阻率明顯低于鐵）是鋼材的4倍。
（5）具有良好的防腐性能，利用犧牲陰極保陽極的電化學原理，極大地減緩主體金屬的腐蝕速度，耐腐蝕性是鋼材的6倍。
2 銅包鋼放熱焊接工藝原理
放熱焊接是通過鋁和氧化銅的化學反應（放熱反應）產生液態高溫銅液和氧化鋁的殘渣，并利用放熱反應所產生的高溫來實現高性能電氣熔接，放熱焊接適用于銅與銅、銅與鋼的電氣連接，它無需任何外加大的能源和動力。
3 施工工藝流程
施工工藝流程：材料驗收接地溝測量放線接地溝開挖平直下料接地線敷設（暗埋/明敷/避雷引下線/避雷網）接地網測試接地溝回填。
4 施工方法
4.1 接地線的平直與彎曲：到場的銅包鋼接地線一般為盤卷狀，應用專用的校直機進行調直，調直時應避免接地線表面層破損，避免接地線扭曲。在接地線施工中，需要彎曲時應采用冷煨彎的方法。
4.2 接地極的安裝：接地體的間距不宜小于其長度的2倍，水平接地體的間距應符合設計規定，當無設計規定時不宜小于5m。接地體放在挖好溝的中心線上打入地下，被錘打后末端會變形，必須切除或磨平后才可放入模具內，否則會引起模具閉合不緊，導致銅熔液滲漏?？墒褂娩撡|錐套保護端頭后在槌打，末端有螺孔或螺紋的接地棒需在熔接前切除末端，接地棒連接端需保持潔凈 。
4.3 接地線的安裝：接地線的安裝位置應合理，便于檢查，無妨礙設備的檢修與運行巡視。接地線的安裝應美觀，防止因加工方式造成接地線截面減小、強度減弱、容易生銹。支持件間的距離，在水平直線部分宜為0.5～1.5m；垂直部分宜為1.5～3m；轉彎部分宜自為0.3～0.5m。接地線應按水平或垂直敷設，亦可與建筑物傾斜結構平行敷設；在直線段上，不應有高低起伏及彎曲等現象。接地線沿建筑物墻壁水平敷設時，離地面距離宜為250～300mm；接地線與建筑物墻壁間的間隙宜為10～15mm。在接地線跨越建筑物伸縮縫、沉降縫處時，應設置補償器。補償器也用接地線本身彎成弧狀代替。
4.4 接地（極）線的焊接：敷設后即進行熱熔焊焊接，一般為對接焊接，遇有分支及接地極處采用“T”型或“十"型 焊接，焊接要點：
（1）先根據線徑與焊接型式（“一”型、“T”型或“十"型）選擇專用的模具，選用規定型號規格的模具，檢查模具外觀是否完整、合模時接觸面的密合度是否嚴密，如有缺陷應進行更換。
（2）模具及被焊接物應清潔、干燥，檢查模具完好即可將接地母線放入模具內并作適當調整，合模時用卡具分上下卡緊，打開頂蓋將漏斗狀鋼碟放入反應腔底部，按接地線線徑倒入適量焊粉抹平，再從焊粉表面到?？谶呇貫⑸弦鸱?，注意使引火材料覆蓋在焊粉之上引至點火口。
（3）再次檢查夾具是否卡緊、是否嚴實，檢查完好后點火人員持專用點火器對準點火口扣動扳機點火，焊粉引燃后稍待約30秒，既可啟開夾具打開模具，基本冷卻后將焊渣清除，備下一個焊點的使用。
（4）焊接后拿掉模具露出的焊縫應飽滿、平整、光滑，如有小毛刺、焊渣飛濺用銅絲刷清理干凈保證焊縫的飽滿平整與光滑，熱劑焊的接頭應無貫穿性的氣孔。
4.5 回填：接地電阻經測試合格，各項檢查結果均符合設計及施工規范驗收要求經確認方可回填。回填土內不應夾有石塊和建筑垃圾等；外取的土壤不得有較強的腐蝕性；在回填土時應分層夯實；室外接地回填宜有100～300mm高度的防沉層；在山區石質地段或電阻率較高的土質區段應在土溝中至少回填100mm后的凈土墊層，再敷設接地體，然后用凈土分層夯實回填。
5 熱熔焊接容易出現的問題及應采取措施
（1）焊粉、引火粉易受潮點不著火，應妥善保管做好防潮措施。
（2）焊粉、引火粉填放過多或過少，導致焊縫不飽滿、或有焊瘤，應依說明書按不同 規格填放適量藥量。每一罐焊粉對應熔接一個連接器，焊粉牌號需與模具銘牌上注明的焊粉用量一至，使用前需仔細對照確認。
（3）模具內清理不干凈徹底，導致焊接頭有氣孔、不平整，每次用完后應立即清理并妥善保管。
參考文獻
[1]中華人民共和國建設部《電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗收規范》 GB50169-2006北京：中國計劃出版社，2006年
放熱焊接范文5
關鍵詞：地下工程 機電 預埋 敷設 施工技術
0概述
現代化建筑工程的施工中涉及的專業越來越多，如給水、排水、排污、消防、空調、強電、弱電等，而這些專業設計又存在大量的管線需要施工，有些則需要在土建施工中及時預留或預埋的。因此建筑施工中會進行許多機電管線的預留與預埋工作。
在地下建筑工程施工中，管線的敷設、預留或預埋工作更多更雜，而且地下工程由于具有防水抗滲要求，往往對機電管線的預埋敷設施工技術要求更為嚴格。筆者參與過多個地下工程的施工，對于機電預埋敷設施工技術工作有一定的體會，本文對此作些總結和探討。
1 接地體預埋焊接
大型建筑工程接地，可采用1083℃“放熱焊接”技術，即利用粉末狀的氧化銅和鋁產生高溫反應，整個焊接過程是在石墨模具中短短數秒內進行的，模具內溫度達到1083℃而施加在導線或主鋼筋表面熱量遠遠低于一般釬焊和錫焊。在建筑物基礎大底板中設置150mm2銅絞線水平接地主網和長度20m鍍銅鋼棒、樁基主鋼筋通過專用連接件，在大底板樁基上面敷設水平方格網，網格主材采用150mm2銅鉸線（40×4mm銅排），整個網格呈水平圓形、扇形分布，水平網格間距10m左右，如圖1。這種連接方法是利用氧化銅和鋁的高溫放熱反應而產生一個幾乎純銅焊接，其焊接點的載流能力（熔點）與導線載流能力相同，屬于一種固體分子的連接，隨著連接壽命的延續，不會產生松動和腐蝕現象。
圖1 接地水平方格網
這種網格接地體分為二部分，其一是采用Φ14?2mm鍍銅銅棒，每節供貨長度為2.4～3m，逐節打入地下，中間通過連接管使整根接地極達到10～20m長度。其二是利用樁基內主鋼筋和大底板水平、垂直主鋼筋。主接地網、樁基主鋼筋、大底板主鋼筋通過配套專用連接件，采用1083℃“放熱焊接”技術熔接成一體。在圓筒四周1.2m厚地下連續墻、0.8m厚鋼筋混凝土襯墻、筒體內結構柱等利用其主鋼筋，形成一個封閉的等電位籠子如圖3，其相互之間連接同樣選用150mm2銅絞線、配套專用連接件，采用1083℃“放熱焊接”技術熔接成一體。
2 暗管敷設
暗管敷設的基本要求為：穿越人防、非人防區域的電線管路、管口，管子連接處應作密封處理；電線管路應沿最近的路線敷設并盡量減少彎曲，埋入墻或混凝土內的管子，離表面的凈距離不應小于15mm；埋入地下的電線管路不宜穿過設備基礎。
2?1預制加工
1?鋼管煨彎：管徑為20mm及以下時可用手扳煨彎器；管徑為25mm及其以上時宜使用液壓
煨彎器。
2?管子切斷：用鋼鋸、割管器、砂輪鋸進行切管，將需要切斷的管子量好尺寸，放在鉗口內卡牢固進行切割。
3?管子套絲：采用套絲板、套管機。采用套絲板時，應根據管外徑選擇相應板牙，套絲過程中，要均勻用力；采用套絲機時，應注意及時澆冷卻液，螺紋不亂不過長，消除渣屑，螺紋干凈清晰。
4?測定盒、箱位置：根據設計要求確定盒、箱軸線位置，以土建彈出的水平線為基準，掛線找
正，標出盒、箱實際尺寸位置。
5?固定盒、箱：先穩住盒、箱，然后灌漿，要求砂漿飽滿、平整牢固、位置正確。現澆混凝土板墻固定盒、箱加支鐵固定；現澆混凝土樓板，將盒子堵好隨底板鋼筋固定牢，管路配好后，隨土建澆灌混凝土施工同時完成。盒、箱安裝要求如表1所示。
表1 盒、箱安裝要求一覽表
實測項目
要求
允許偏差
盒、箱水平、垂直位置
正確
10（磚墻），30（大模板）
盒箱1m內相鄰標高
一致
2
盒子固定
垂直
2
箱子固定
垂直
3
盒、箱口與墻面
平齊
最大凹進深度10mm
2?2管路連接
1?管徑20mm及其以下鋼管，必須用管箍螺紋連接。管箍連接加Φ6圓鋼焊接跨接套絲，不得有亂扣現象，管口銼平光滑平整，管箍必須使用通絲管箍，接頭應牢固緊密，外露絲應不多于2扣；管徑25mm及其以上鋼管，可采用管箍連接或套管焊接，套管長度應為連接管徑的2?5倍，連接管口的對口處應在套管的中心，焊口應焊接牢固嚴密。
2?管路超過下列長度，應加裝接線盒，其位置應便于穿線。無彎時45m；有一個彎時30m；有二個彎時20m；有三個彎時12m。
3?管進盒、箱連接：盒、箱開孔應整齊并與管徑吻合，要求一管一孔，不得開長孔。鐵制盒、箱嚴禁用電焊、氣焊開孔，并應刷防銹漆。管口進入盒、箱應用螺母鎖緊，露出鎖緊螺母的螺紋為2-4扣。兩根以上管進入盒、箱要長短一致，間距均勻、排列整齊。
2?3暗管敷設方式
1?隨墻（砌體）配管：配合土建工程砌墻立管時，該管應放在墻中心，管口向上者應封好，以防水泥砂漿或其它雜物堵塞管子。由頂板向下引管不宜過長，以達到開關盒上口為準。等砌好隔墻，先固定盒，后接短管。
2?現澆混凝土樓板配管：先找準確位置，根據房間四周墻的厚度，彈出十字線，將堵好的盒子固定牢，然后敷管。有兩個以上盒子時，要拉直線。管進入盒子的長度要適宜，管路每隔1m左右用鉛絲綁扎牢。
3?暗管敷設完畢后，在自檢合格的基礎上，應及時進行檢查驗收，并認真如實填寫隱蔽工程
驗收記錄。
放熱焊接范文6
【關鍵詞】換軌；鋁熱焊；焊縫
0 前言
在濟南工務機械段換軌大修作業中，每一個封鎖點一般有兩個合攏口，根據作業方向分為上架和下架，上架用自行式數控氣壓焊軌車焊接（之前是移動式廂式閃光焊軌車），但在特殊地段，無法使用焊軌車，此時需用鋁熱焊；下架用夾板固定連接等待第二天的換軌作業，若出現斷鏈或者進站新舊軌交接則用鋁熱焊無縫化處理。近年來我局很多線路已到大修周期，特別是鋼軌磨耗嚴重需要更換，天窗點少，人員緊張，這就對換軌的效率提出了更高的要求，換軌車間在以往的換軌作業中，合攏口需要鋁熱焊接實現鋼軌無縫連接固定時，由于施工工序和時間的原因，先把鋼軌鉆眼用夾板連接固定，等下一個封鎖點再焊接。
為了加快換軌進度，現場換軌施工中提出了一個新課題：換軌當天鋁熱焊實現無縫連接。一方面，可以提高施工效率，節省大量成本；另一方面，如果換完軌后第二天鋁熱焊就必須先對鋼軌連接處打眼用夾板以臨時固定，這樣就在第二天鋁熱焊接之后焊縫兩邊各有3個孔，給鋼軌的安全性帶來隱患。此課題的挑戰性在于不管是在上架還是下架鋁熱焊施工，都必須在舊軌進入道心，新軌入槽，并且焊縫兩邊鎖定至少50m后才能準備焊接，而換軌大修一個天窗點封鎖時間是3.5小時，等換完軌之后，鋁熱焊作業時間所剩無幾。經過多次研究論證，結合換軌作業特點，探討到了解決矛盾方法，制定出一個比較合理的施工方案，并在換軌作業中付諸實施，2016年在姚村、藍村等地施工中順利實現了當天換軌當天鋁熱焊的施工工藝，之后更是創新性的實現了換軌當天上架下架同時鋁熱焊，極大的提高了施工效率。
1 什么是鋁熱焊
所謂鋁熱焊，顧名思義，就是焊接時，預先把待焊兩工件的端頭固定在鑄型內，然后把鋁粉和氧化鐵粉混合物（稱鋁熱劑）放在坩堝內加熱，使之發生還原放熱反應，成為液態金屬（鐵）和熔渣（主要為Al2O3），注入鑄型。液態金屬流入接頭空隙，形成焊縫金屬，熔渣則浮在表面上。簡言之鋁熱焊就是利用金屬氧化物和金屬鋁之間的放熱反應所產生的過熱熔融金屬來加熱金屬而實現結合的方法。鋁熱焊接創始于19世紀末，當時H.戈德施密特發現鋁粉與金屬氧化物可由外部熱源使之開始放熱反應，且一旦反應便可自行持續。其反應原理為金屬氧化物+鋁（粉）氧化鋁+金屬+熱能
用化學方程式表示如下：
3Fe3O4+8Al=9Fe+4Al2O3
鋁熱焊接工藝具備焊接工藝簡單、焊接質量穩定、焊接占用空間小、快速方便等優點。其不足之處是焊縫為鑄造組織，未經熱處理材料較脆，塑性指標較低，鋼軌端面過燒，碳元素氧化，硅錳等有益元素燒損，使得強度、硬度、塑性韌性等力學性能降低。在換軌中優先使用閃光焊和氣壓焊，二者不能實施的情況下用鋁熱焊。
目前，我段使用德國施密特鋁熱焊接技術，換軌車間所接觸的鋼軌有U75V、U71MnG、PD3以及進出站部分進口軌，不同的鋼軌型號、不同的生產廠家其所含微量元素不盡相同，為了調整熔液溫度和焊縫金屬化學成分，常在鋁熱劑中加入適量的添加劑和合金，形成不同的焊劑如：712 SkVE SU Z100。
2 鋁熱焊在換軌上下架的具體實施
2.1 設備工具及材料
鋁熱焊的主要設備和工具有發電機組，推瘤機，角向打磨機，仿形打磨機，預熱槍及支座，對軌架，坩堝蓋，模板等。其次還有減壓表、測溫儀、秒表、灰渣盤、火鉗、直尺和塞尺、夾具、卸鐵、撬棍、起道機、活口扳手、螺絲刀等。
耗損品有氧氣、丙烷、一次性坩堝、焊劑、砂型、封箱沙。
2.2 施工工藝流程
鋁熱焊作業標準這里不再贅述，上、下架鋁熱焊施工工藝流程基本相同如下：
2.2.1 上架X熱焊施工
上架鋁熱焊較下架而言相對容易實施，時間較充裕，只要新軌入槽后，計算新軌條長度，以此留好焊縫距離，焊縫兩端鎖定100即可實施。換軌車或人力撥軌如槽后把多用塞尺放在焊縫處控制焊縫大小，換軌技術人員撞軌拉伸，直到符合焊縫標準，之后鎖定鋼軌，保證焊縫距離不再改變。其他按照鋁熱焊工藝進行。
2.2.2 下架鋁熱焊施工
下架鋁熱焊施工較為困難，首先時間少，鋼軌必須全部入槽，關鍵點在于焊縫的控制，換軌技術人員根據現場情況和溫度計算出鋼軌放散長度，拉軌機和撞軌器同時工作，鋼軌拉到合適焊縫后，撤掉外力會自動往回收縮，且收縮距離和現場情況息息相關，不易確定焊縫預留多少后鋼軌鎖定，因此焊縫的控制極難把握，這里根據現場實際作業情況總結出兩套方案：
A.直接預留法，把鋼軌拉到小于焊縫10mm，拉伸機鎖定保壓，待鋼軌鎖定大于300m后，拉伸機緩慢撤壓，鋼軌自動往回收縮焊縫逐漸增大，拉伸機完全撤壓后，鋼軌扔以小速率收縮，之后停止，達到焊縫距離。
B.二次預留法，先把鋼軌拉到小于焊縫20mm，拉伸機鎖定保壓，待鋼軌鎖定大于300m后，拉伸機緩慢撤壓，動態測量焊縫，當焊縫達到22-24mm時，拉伸機鎖定保壓，鋼軌繼續鎖定，等鋼軌再次鎖定大于200m后，拉伸機緩慢撤壓，完全撤壓，期間注意觀察焊縫距離，直到達到焊縫距離。
兩種方法各有特點，以下兩組數據可以得到比較：
由以上兩表對比可以發現，直接預留焊縫距離隨時間變化而變化，5分鐘以后焊縫距離一直在微變，這就給接下來的工序帶來影響，給焊接質量造成隱患；經過二次保壓的焊縫距離在2分鐘后基本沒有變化，因此換軌施工建議使用第二種方案。
2.3 關鍵環節卡控
受換軌大修都是在既有線，鋼軌鋁熱焊施工都是在室外、現場環境惡劣、施工持續性強等因素影響，施工人員出現注意力不集中、安全意識下降，導致施工中氧氣、丙烷沒按規定放置，對施工安全預想不到位，未嚴格按鋼軌焊接工藝操作，出現鋼軌焊接對位不良、模具漏封，預熱時間過長或不足，打磨不到位等問題。因此，進行鋁熱焊前要仔細檢查并落實必備的工具、材料和設備，到達焊接現場時應對現場條件進行綜合調查采取必要的防護措施。
關鍵環節卡控點總結如下：
1）鋼軌鋁熱焊焊縫距離軌枕邊緣不得少于100mm，一般在兩軌枕中間。
2）鋼軌端頭應做外部處理：拆除焊頭每側3根軌枕的扣件和墊板，除去焊頭下方有礙作業的道渣，檢查鋼軌端頭，規范化打磨除銹。
3）砂型、焊劑不得受潮，坩堝干燥、清潔無裂紋確認焊藥包裝袋密封干燥無破損。仔細封箱，防止跑鐵。
4）細節決定成敗，火焰長度、端面垂直度、預熱端面顏色（溫度）都要嚴格按照標準（濟南工務機械段鋁熱焊標準）。
5）精磨機打磨焊縫時，應在鋼軌踏面上保留適量高出鋼軌的焊頭金屬，約0.5mm，根據現場焊頭外觀情況，可適當調整。
6）冷打磨應在焊接溫度降至50℃以下進行，打磨焊頭使其平直度和垂直輪廓達到技術標準要求。
7） 探傷時，焊筋未打磨，焊筋凸緣反射波可能會引起誤判，為防止誤判，應加強波形分類和了解波形顯示規律及特征，輔以鋼尺及目測的辦法來確定回波信，以防軌頭下顎和軌底熱影響已缺陷的漏檢。
2.4 鋁熱焊在作業時的一點思考
2.4.1 軌頂面高低錯。在換軌施工中，如果在上下架用鋁熱焊，一般是新舊軌的焊接，根據舊軌的磨耗程度大小，相應的就會體現在工作面和軌頂面（現場一般以軌低為基準對軌），高低相差最大的出現在2016年姚村駐地的換軌施工中，為3mm。這就給焊后打磨帶來挑戰，濟南鐵路局工務機械段對鋁熱焊外觀作了如下標準：
1）冷打磨后，焊縫兩側100mm范圍內不得有明顯的壓痕、碰痕、劃傷等缺陷。
2）焊接后，軌溫降至50℃以下時進行探傷。首先清理焊縫兩側各100mm范圍，確定無銹、無裂紋、無毛刺等時，涂抹機油，進行全斷面探傷。所有焊頭均需經過探傷人員探傷合格，探傷不合格必須鋸掉重焊。
3）焊接接頭平直度標準：頂面0～+0.3mm/m，內側工作面±0.3mm/m，底面1～0.5mm/m。
根據現場的實際作業情況，這里有兩個需要進一步思考的點：
（1）焊前新舊軌在對位時軌頂最大可以相差多少？
（2）焊后為了達到焊接外觀標準，工作面及軌頂面的打磨長度最大可以是多少？
2.4.2 工具有待進一步優化。鋁熱焊在換軌中并不是連續性施工，每一處作業，都需要單獨搬運工具，設備工具粗苯、沉重，是作業難點之一。在姚村、藍村等地施工時，發電機功率為11KW/h，主要為電鋸軌機服務（在端面垂直度或焊縫距離過小時使用），如果改換為內燃鋸軌機，4KW/h的發電機就能滿足要求（除銹、打磨），且內燃鋸軌機輕巧。
2.4.3 大橋鋁熱焊作業，應有嚴謹的時間安排。例如在曹家圈黃河大橋上作業，線間距小，臨線車多，垂停時間有限，臨線過車本線震動，如果在澆注和金屬結晶時有車輛通過，對焊接質量影響極大，所以需要合理的時間安排，有序的施工組織，確保焊接質量。
2.4.4 特殊地段做好安全措施，如線間距小、線路兩邊雜草易燃、大橋木質枕木且空心等。
3 結束語
換軌施工中的鋁熱焊，由于其特殊性，焊接質量與換軌施工各個環節息息相關，焊縫大小的把控既是重點，也是難點，我們要嚴格按照要求規范操作，要不斷總結經驗，優化施工措施，注重細節，達到高效、優質、安全的完成上下架鋁熱焊施工任務。
【參考文獻】