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放热焊接范文1
关键词：高炉热风炉；气电立焊；成本对比
0 前言
2014年随着安钢生产发展形势的需要，1号高炉新建一座新1号热风炉，最高为37.836m，最大直径为Φ11.26m，这项工程是工程技术分公司乃至安钢集团公司重中之重的工程，工程技术分公司第六安装部有幸承担了这项工作，这项工程对制造质量要求非常严格，尤其是焊缝焊接质量要求非常高：100%超声波无损检测I级合格，我部对这项工程非常重视，并重点对焊接问题组织相关专业人员对焊接工艺进行了大量研究、并制定焊接工艺规程。
1 焊接方法的说明
（1）手工电弧焊：是利用手工操纵焊条进行焊接的电弧焊方法。工艺特点：特点1）设备简单。2）操作灵活方便。3）能进行全位置焊接适合焊接多种材料。4）不足之处是生产效率低劳动强度大。5）对焊工的依赖性较高。
（2）CO2气体保护焊，它是以二氧化碳气为保护气体，进行焊接的方法。其工艺特点：1） CO2焊穿透能力强，焊接电流密度大（100-300A/m2），变形小，生产效率比焊条电弧焊高1-3倍。2） CO2气体便宜，焊前对工件的清理可以从简，其焊接成本只有焊条电弧焊的40%-50%。3）焊缝抗锈能力强，含氢量低，冷裂纹倾向小。 4）焊接过程中金属飞溅较多，特别是当工艺参数调节不匹配时，尤为严重。 5）不能焊接易氧化的金属材料，抗风能力差，野外作业时或漏天作业时，需要有防风措施，在野外当风速达到2M/S时，应停止作业。 6）焊接弧光强，注意弧光辐射。热风炉的建设是在野外施工，其高度达30余米，时间在冬季，风速大，对焊接质量造成较大的影响。
（3）气电立焊的能量密度比电渣焊高且更加集中，焊接技术却基本相同。它利用类似于电渣焊所采用的水冷滑块挡住熔融的金属，使之强迫成形，以实现立向位置的焊接。通常采用外加单一气体（如CO2 ）或混合气体（如 Ar+O2 ）作保护气体。它是一种全自动控制上升系统配用专门的药芯焊丝、以CO2气体保护 进行立向对接焊，焊接垂直或接近垂直位置的焊接接头。电弧轴线方向与焊缝熔深方向垂直，焊接时在焊缝的正面采用水冷铜滑块，焊缝的背面采用水冷档排（或衬垫），药芯焊丝送入焊件和档块形成的凹槽中，熔池四面受到约束，实现单面焊双面一次成形，是一种先进高效的焊接技术。
2 3种焊接方法的对比
（1）新1号热风炉的板材较厚，一般为30mm左右，若立缝采用1和2的焊接方式，，坡口要求采用X型坡口型式，坡口面度数为30°左右，焊接工艺采用多层多道焊接一面，然后对背面清根、打磨后再对另一面进行多层多道焊，每层每道焊接完后要注意融合情况并清理熔渣，受操作技能和环境的影响较大，焊后无损检测合格率相对较低。
（2）若立缝采用3的焊接方式，坡口要求采用V型坡口型式，坡口面度数为20°左右，从开坡口工序上减少了一半工作量，并减少焊缝填充量，焊接可一次成型，减少了碳弧气刨和打磨的工作量。
（3）例如板厚为30mm，长度为2米的热风炉炉壳单条立缝焊接，三种焊接方法的对比：
1）采用手工电弧焊：2个焊工，16个小时完成，填充金属采用碱性焊条，碱性焊条的抗裂性较好，在焊缝清理不干净或焊条不烘干时极易产生气孔且起弧和收弧处易产生弧坑裂纹，焊接过程中焊接速度慢，焊接接头多焊接速度比CO2气体保护焊低2.5～3倍多，焊接过程的辅助时间相对较多。
2）采用CO2气体保护焊，需2个焊工，10个小时完成，人员劳动强度大，对焊接技能要求较高，且由于风速的影响，对焊接质量造成影响，超声波检测合格率相对较低，另需人员搭建防风帆布，焊后对焊接飞溅的清理及不合格焊缝的返修等，增加了辅助工作量。
3）采用气电立焊，焊缝可一次成型，不用碳弧气刨清根和打磨，2个人工只需3个小时就能完成，焊缝质量高且成型美观，气电立焊焊接坡口形式与传统的手工焊接有所不同，属于窄间隙。经过实践，超声波检测合格率可达98%以上。
3 无损检测及力学性能对比
通过三种焊接方法的工艺评定报告作出对比：RT探伤内部无超标缺陷，II合格。力学性能数值为：手工电弧焊抗拉强度545Mpa CO2气体保护焊抗拉强度：550Mpa气电立焊抗拉强度：525Mpa.弯曲试验无开裂现象，全部合格。均符合高炉热风炉炉壳焊接工艺要求。
4 3种焊接方式成本对比
在实际工作中的焊接成本包括：人工费：15元/小时，辅助人工费：8元/小时材料费：焊条E5015 5.8元/kg，ER50-6 8.5元/kg、AT-YJEG50A 30元/kg。
（1）手工电弧焊：人工费2*16*15=480元 材料费：2*5*5.8=58元 返修费用：100元，辅材：20元。共658元。
（2）CO2气体保护焊：人工费2*10*15=300元 材料费：2*5*8.5=85元 返修费用：80元，辅材：20元。共450元。
（3）气电立焊：人工费2*3*15=90元 材料费：2*7.5*20=300元 辅材：10元。共400元。
新1#号高炉热风炉炉壳立缝长度约为120余米。通过工艺对比采用气电立焊焊接炉壳立缝炉壳，而且实践证明采用该工艺，提高了野外施工的抗风能力， 保证了焊缝质量，降低人员的劳动强度，而且效率高，焊接速度更是相对人工焊接提高了30多倍，为工程的质量和工期提供了保障。
参考文献：
[1]中国机械工程学会焊接学会.焊接手册[M].北京：机械工业出版社，第三版.
放热焊接范文2
【关键词】镍铬耐热合金；制氢转化炉；乙烯裂解炉；综合加热炉；焊接裂纹
1 镍铬耐热合金的组织特性
1.1 材料的化学成分
表1 镍铬耐热合金铸件化学成分（HPNb）
1.2 HPNb的金相图片
图1 1×100倍金相 图2 1×500倍金相
以上的金相图片可以看出，镍铬耐热合金的奥氏体组织的晶粒较为粗大，晶界明显，其结构中晶粒与晶粒的结合相对于锻件来说力量小，在承受拉应力的条件下，较为容易沿晶界开裂。
2 焊接时经常出现的问题
2.1 现象
1）收弧点裂纹。裂纹经常出现在焊接收弧时，集中在弧坑中心。这种裂纹一般叫做结晶裂纹。
2）焊缝中心裂纹。裂纹一般出现在打底焊接时的焊缝中央，呈长条形，较为规则，长短不一。
3）鸡爪纹。一般出现在打底焊接时焊缝的两侧，外观象鸡的爪子，所以叫做鸡爪纹。
4）其他形式的裂纹。
2.2 原因
结晶裂纹出现的主要原因是焊接收弧时焊缝两侧的温度快速下降，结晶速度加快，造成熔池最后的液相结晶时形成了相对的两个界面，随着温度的进一步下降，晶界间距进一步缩小，就在最后结晶的低强度相对界面开裂。其他形式的裂纹原因还跟焊件的温度不均匀、材料的膨胀系数的大小、焊肉的厚薄等都有一定的关系。
3 焊接要采取的几个措施
3.1 焊缝间隙的选择
一般材料焊接时对间隙的要求并不严格，但是对于镍铬耐热合金来说，焊缝间隙预留的参数要大，一般要求是选用焊丝直径的1.8-2倍，焊件越厚，预留间隙越大。较大的焊缝间隙能够吸收材料的膨胀对焊缝的张力，即随着焊接对焊缝的热输入量的不断增加和焊接收缩应力的不断增加，焊缝间隙会越来越小。
3.2 点焊的选择
A点焊的形状：B点焊的宽度：一般为5-10mm，C点焊的位置：一般要求为点三点，然后从第四点开始焊接，全焊口均分为四点。
3.3 背面成型
这一点非常重要，在背面允许的情况下，要尽量的高大。关于这一点，有时可能与有些资料要求不一样，但是根据多年的工作经验，背面的要求就要高大，高大的实际就是增加焊肉厚度，提高抗拉强度。
3.4 焊接顺序的选择
大厚件的焊接顺序一定要选择对称焊接，其主要原因就在于均衡焊接的收缩应力和焊件的膨胀力，保证力量的均衡对于避免焊接裂纹也是非常重要的一个方面。
3.5 焊接层间温度的要求，层间温度要低于150℃。
3.6 焊接过程中的时效工艺
根据现场焊接的经验，对于大厚件焊接要在连续焊接进行到焊接量的一半左右时停止焊接，间隔12-16小时，然后再进行余下部分的焊接。期间的停留时间成为时效。其目的是要求通过对焊接部分的自然冷却，分散处理焊接时的复杂应力，当再次焊接时应力有一个重新分配的过程，从而在这过程减少焊接裂纹。
4 结论
按照以上焊接工艺措施，我们针对巴州瑞兴化工有限公司、滁州瑞兴化工有限公司综合加热炉HPNb炉管及进料三通、出料四通，北京燕山石化乙烯裂解炉管入口Y型三通、上海金山石化乙烯裂解炉管入口Y型三通进行了成功焊接，说明以上焊接工艺措施是行之有效的，值得借鉴。
【参考文献】
[1]王丽娟.SA335P91钢焊缝结晶裂纹产生机理的研究[J].热加工工艺，2011， 15：173-175.
放热焊接范文3
关键词：地铁供电；回流电缆；钢轨胀接；胀接分析
中图分类号：U231 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）23-0096-03
1 概述
随着我国城市轨道交通的迅猛发展，国内对地铁高压供电系统的安全、优质、可靠、连续性供电要求越来越高。牵引均回流电缆与钢轨连接质量，不但直接影响地铁牵引供电回流不畅、打火，甚至造成钢轨严重损伤和断轨。目前，国内绝大部分城市地铁供电回流与钢轨连接方式采用放热焊和螺栓连接方式，少量城市地铁线也开始采用光焊接方式。但随着放热焊和螺栓连接方式相继在各城市地铁线路出现重伤钢轨，严重影响运营安全后。如在北京地铁八通线和13号线运营中出现电缆与钢轨焊接部位断轨和重伤数10起，而在深圳地铁采用螺栓连接在开通运行短短两年时间中烧伤钢轨23起和换轨超过13起。近年来，国外及南方地铁城市开始使用胀接方式替代其他连接方式，文中对该连接方式的优缺点和应用前景进行分析探讨。
2 深圳地铁均回流电缆烧损原因分析
2.1 高架段铜排焊接连接方式及烧损原因
深圳地铁三号线高架段地铁牵引回流与钢轨连接方式采用如图1所示放热焊方式，先将铜板与钢轨左右轨采用放热焊方式相焊接，再将7根牵引回流电缆与焊接铜排采用螺栓方式相连。此线路2010年投入运行，到2012年年底，在两年的运行时间里，80%焊接点出现不同程度的脱焊放电拉弧现象，并重伤钢轨2起，轻伤2起。仅剩5处未脱焊。烧伤脱焊主要原因是放热焊焊接口在长期列车振动和钢轨热胀冷缩作用下，出现脱焊和断裂。
2.2 地下段螺栓加特制铜排连接方式及烧伤原因
深圳地铁三号线地下段地铁牵引回流与钢轨连接方式采用如下图所示铜板螺栓连接方式，先加工两块钢轨轨腰面相吻合的铜板，再将两块铜板夹到同一钢轨轨腰两侧，用4颗12高强度螺栓连接好后，再将7根牵引回流电缆与过渡铜排采用钢制螺栓方式相连。此种运行方式，在投运不到两年中，先后出现大量钢轨与回流铜排连接处、均流普通螺栓连接处大面积烧伤或重伤钢轨10多起。其主要原因是接触面及螺栓与螺孔有空隙，不可能密闭连接，加上钢轨易氧化，导致通流面越来越少，先由面到线再到点接触而出现打火烧伤，导致全线均回流连接方式彻底整改。
3 均、回流电缆与钢轨连接方式分析
3.1 放热焊接
放热焊接是国内既有地铁运营线路中应用最广的方式，主要利用铜的氧化物，在一定高温的条件下，发生还原反应，将铜置出来，变成高温金属铜熔液，在特制模具的包裹下，将需要焊接的两种金属熔接在一起，形成稳固分子结合，相比传统的金属连接工艺具有更强的耐腐蚀能力、过载能力以及热稳定性，同时还具有焊接速度快、焊接牢固、维修工作量少、不易腐蚀、接触电阻小、无需外加能源等优点。但此种焊接方式经对国内数家地铁了解，发现地铁均、回流电缆与钢轨连接采用放热焊时，主要在北方冬季，由于天气寒冷、焊前钢轨预热和焊后保温难、焊药质量差、焊上加焊、重复焊、焊点过密及施工除锈不彻底等多重原因造成焊点脱焊、重伤钢轨和断轨。但其根原主要是由于铜及其合金的导热系数、线胀系数和收缩率大，焊后冷却速度快，使之易出现气孔和未熔合缺陷，导致熔合区过热产生较多马氏体，使钢轨含碳量过高、变硬、变脆，在焊接处内应力和长期疲劳的作用下，出现如北京地铁八通线和13号线回流电缆与钢轨焊接部位脱焊、重伤钢轨和断轨现象。
3.2 螺栓连接
螺栓连接方式主要采用预先加工与钢轨相吻合的过渡回流铜夹板，在钢轨中和轴上打孔，再用防松螺栓使过渡回流铜板与钢轨连接，最后将回流电缆与过渡铜排用防松螺栓连接。如上图所示，深圳地铁三号线回流铜排采用螺栓连接方式，回流铜排螺栓孔数为3个，孔距为180mm，孔洞直径为13、连接螺栓采用高强度12的不锈钢螺栓。钢轨两面夹回流铜板，电缆直接连接在连接铜板上。但此种连接方式其优点是施工方便、工艺简单、成本低、更换维修方便。其缺点是螺栓与孔洞之间及回流铜板与钢轨轨腰面很难紧密结合，存在一定间隙，随着雨淋日晒和运行时间推移，导电膏失效、钢轨振动和氧化加剧，导致接触电阻过大，从而在螺栓、铜板连接处及钢轨中间的螺杆出现发热和放电烧伤现象。深圳地铁三号线螺栓连接普遍存在轻伤和重伤钢轨数10起。
3.3 光焊连接
光焊接采用了硬钎焊的基本原理，利用直流电压、大电流经起弧提供光热能，熔化焊料焊剂，然后将其压到焊接面上，使之渗透到焊体表面，让分子之间形成坚实紧密的焊接层，达到焊接目的。如广州地铁五号线采用的回流光焊，实际上是一种低温冷焊技术，它需要产生的温度较低，一般控制在600℃～700℃，焊接时间控制在1秒左右，较放热焊1100℃及以上的温度要低得多，故在南方基本无需预热和保温，且对钢轨伤害较放热焊少，产生马氏体量较少。但其缺点是不同焊接件截面、体积、大小和环境温度都对焊接拉弧时间及焊接温度不好控制。易出现焊料溢出、焊点凹陷、拉弧时间过短焊料未能完全熔化、焊点凸出、焊点松动等缺陷。导致焊接成功率较其他方式低，返工率高，因而在国内地铁系统中也未得到推广使用。
3.4 胀钉连接
胀接方式是用轨道交通专用胀钉将地铁供电均、回流电缆与钢轨连接。单面胀钉基本组成包括不锈钢垫圈、镀锡铜套、不锈钢螺栓、不锈钢扁平垫圈及不锈钢自锁螺母。安装方式是先用高精度专用配套
装夹式钢轨钻孔机对钢轨钻孔、去毛刺、再用专用胀接液压工具将圆柱体铜套安装在钢轨孔内锁紧，最后用螺栓将转接铜线鼻子进行连接即可。胀接方式主要优点是胀钉铜套能与钢轨孔内面紧密压接不留气隙、抗氧化、接触面大、接触电阻小、通流能力强等优点。由于胀钉导流主要是通过铜套与铜线鼻子形成通路，不经连接螺杆导流，从而避免了螺栓连接方式导流不畅烧伤钢轨的隐患。其缺点是质量好的胀钉价格较高、需配置专用钢轨高精度空心钻头，胀钉插入液压工具等，如图5所示：
4 均、回流电缆与钢轨连接缺陷的整改
经过国（含港铁）内多家地铁连接方式调研结论，针对深圳地铁三号线均、回流电缆焊接及螺栓连接出现的问题进行全线整改，对回流电缆改用直径为19mm或22mm的进口单面全胀式胀钉连接，尽量利用原有螺孔进行扩孔，相邻孔边到孔边的净距离必须大于60mm，并对标准胀钉胀接方式进行更优化改进如下图，采用过渡回流板和绝缘板与钢轨隔离，使回流铜板一面直接与胀钉铜套相连，另一面与回流电缆线鼻子相连，从而更有效提高导电性能，防止连接处放电拉弧烧伤钢轨的隐患。而对均流电缆、OV电缆改用13.5mm的单面全胀式胀钉连接，原螺栓孔的孔径由Φ12mm扩至Φ13.5mm，扩孔后两个相邻孔边到孔边的净距离必须大于50mm。用此种方式进行整改，施工方便、作业工器具简单、利用夜间休车作业，对运营线路没有影响。整改后运行至今未发现任何钢轨烧损痕迹。
5 结语
胀接方式克服了放热焊易产生马氏体的缺点和光焊工艺难控制、焊接成功率低及螺栓连接不紧密、易氧化而烧伤钢轨的缺陷。具有施工及运营维修方便，在轨道交通实际应用中，尤其是既有地铁线路改造中，胀接方式更具优势，值得推广和使用，但地铁设计、建设、施工和运营供电人员需注意如下事项：
（1）钢轨钻孔一定要采用专用装夹式钻孔机，并配置专用高精度钻头，严格控制钻孔精度，防止孔洞偏斜和直径偏差过大。
（2）选用胀钉厂提供配套的专用胀钉插入工具，并正确选择压力值。
（3）钻孔和除去孔毛刺后，立即进行胀钉与钢轨胀接，否则孔内表面易产生氧化生锈，从而影响导电性能。
（4）钢轨两孔距之间要保持足够的安全距离，否则，可能引起钢轨硬伤过密和断轨。
（5）选用合适胀钉尺寸，满足载流量要求；同时，应采取防止线端子与钢轨直接接触而打火烧损。
参考文献
[1] 姚伟伟，等.地铁电缆与钢轨快速铜热焊接方法的分析与研究[J].城市轨道交通，2006，（1）.
放热焊接范文4
关键词：铜包钢；接地装置；工艺流程；施工
防雷、接地技术的发展和产品的升级换代紧跟社会科技的进步，能够不断满足信息时代对防雷、接地的新的需求。 在我国对于接地装置的防腐蚀性和安全可靠性日益重视的今天，采用铜包钢复合材料接地装置等新型接地产品逐步替代普通镀锌接地装置已是大势所趋。
1 铜包钢接地装置的优越性
铜包钢接地材料是以镀铜型钢为主材，通过热熔焊接工艺组成防雷接地系统，施工操作方便，它既有性能稳定性使用寿命长，还具有良好的导电性能、较高的机械强度、又有免维护的优势，尤其是外部包覆的铜层具有良好的抗腐蚀性能，已被广泛地应用于接地装置中。
（1）施工费用较低，维护费用低（30年免维护），被欧美国家发达国家广泛使用。
（2）施工焊接质量好，它连接的可靠性高，操作方便无需电源。
（3）电气性能稳定，不老化脱落，无接触电阻。
（4）导电性能好，利用电流的聚肤效应，自身的电阻值低于常规的镀锌扁钢电阻（内为钢而外为铜，铜的电阻率明显低于铁）是钢材的4倍。
（5）具有良好的防腐性能，利用牺牲阴极保阳极的电化学原理，极大地减缓主体金属的腐蚀速度，耐腐蚀性是钢材的6倍。
2 铜包钢放热焊接工艺原理
放热焊接是通过铝和氧化铜的化学反应（放热反应）产生液态高温铜液和氧化铝的残渣，并利用放热反应所产生的高温来实现高性能电气熔接，放热焊接适用于铜与铜、铜与钢的电气连接，它无需任何外加大的能源和动力。
3 施工工艺流程
施工工艺流程：材料验收接地沟测量放线接地沟开挖平直下料接地线敷设（暗埋/明敷/避雷引下线/避雷网）接地网测试接地沟回填。
4 施工方法
4.1 接地线的平直与弯曲：到场的铜包钢接地线一般为盘卷状，应用专用的校直机进行调直，调直时应避免接地线表面层破损，避免接地线扭曲。在接地线施工中，需要弯曲时应采用冷煨弯的方法。
4.2 接地极的安装：接地体的间距不宜小于其长度的2倍，水平接地体的间距应符合设计规定，当无设计规定时不宜小于5m。接地体放在挖好沟的中心线上打入地下，被锤打后末端会变形，必须切除或磨平后才可放入模具内，否则会引起模具闭合不紧，导致铜熔液渗漏。可使用钢质锥套保护端头后在槌打，末端有螺孔或螺纹的接地棒需在熔接前切除末端，接地棒连接端需保持洁净 。
4.3 接地线的安装：接地线的安装位置应合理，便于检查，无妨碍设备的检修与运行巡视。接地线的安装应美观，防止因加工方式造成接地线截面减小、强度减弱、容易生锈。支持件间的距离，在水平直线部分宜为0.5～1.5m；垂直部分宜为1.5～3m；转弯部分宜自为0.3～0.5m。接地线应按水平或垂直敷设，亦可与建筑物倾斜结构平行敷设；在直线段上，不应有高低起伏及弯曲等现象。接地线沿建筑物墙壁水平敷设时，离地面距离宜为250～300mm；接地线与建筑物墙壁间的间隙宜为10～15mm。在接地线跨越建筑物伸缩缝、沉降缝处时，应设置补偿器。补偿器也用接地线本身弯成弧状代替。
4.4 接地（极）线的焊接：敷设后即进行热熔焊焊接，一般为对接焊接，遇有分支及接地极处采用“T”型或“十"型 焊接，焊接要点：
（1）先根据线径与焊接型式（“一”型、“T”型或“十"型）选择专用的模具，选用规定型号规格的模具，检查模具外观是否完整、合模时接触面的密合度是否严密，如有缺陷应进行更换。
（2）模具及被焊接物应清洁、干燥，检查模具完好即可将接地母线放入模具内并作适当调整，合模时用卡具分上下卡紧，打开顶盖将漏斗状钢碟放入反应腔底部，按接地线线径倒入适量焊粉抹平，再从焊粉表面到模口边沿洒上引火粉，注意使引火材料覆盖在焊粉之上引至点火口。
（3）再次检查夹具是否卡紧、是否严实，检查完好后点火人员持专用点火器对准点火口扣动扳机点火，焊粉引燃后稍待约30秒，既可启开夹具打开模具，基本冷却后将焊渣清除，备下一个焊点的使用。
（4）焊接后拿掉模具露出的焊缝应饱满、平整、光滑，如有小毛刺、焊渣飞溅用铜丝刷清理干净保证焊缝的饱满平整与光滑，热剂焊的接头应无贯穿性的气孔。
4.5 回填：接地电阻经测试合格，各项检查结果均符合设计及施工规范验收要求经确认方可回填。回填土内不应夹有石块和建筑垃圾等；外取的土壤不得有较强的腐蚀性；在回填土时应分层夯实；室外接地回填宜有100～300mm高度的防沉层；在山区石质地段或电阻率较高的土质区段应在土沟中至少回填100mm后的净土垫层，再敷设接地体，然后用净土分层夯实回填。
5 热熔焊接容易出现的问题及应采取措施
（1）焊粉、引火粉易受潮点不着火，应妥善保管做好防潮措施。
（2）焊粉、引火粉填放过多或过少，导致焊缝不饱满、或有焊瘤，应依说明书按不同 规格填放适量药量。每一罐焊粉对应熔接一个连接器，焊粉牌号需与模具铭牌上注明的焊粉用量一至，使用前需仔细对照确认。
（3）模具内清理不干净彻底，导致焊接头有气孔、不平整，每次用完后应立即清理并妥善保管。
参考文献
[1]中华人民共和国建设部《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》 GB50169-2006北京：中国计划出版社，2006年
放热焊接范文5
关键词：地下工程 机电 预埋 敷设 施工技术
0概述
现代化建筑工程的施工中涉及的专业越来越多，如给水、排水、排污、消防、空调、强电、弱电等，而这些专业设计又存在大量的管线需要施工，有些则需要在土建施工中及时预留或预埋的。因此建筑施工中会进行许多机电管线的预留与预埋工作。
在地下建筑工程施工中，管线的敷设、预留或预埋工作更多更杂，而且地下工程由于具有防水抗渗要求，往往对机电管线的预埋敷设施工技术要求更为严格。笔者参与过多个地下工程的施工，对于机电预埋敷设施工技术工作有一定的体会，本文对此作些总结和探讨。
1 接地体预埋焊接
大型建筑工程接地，可采用1083℃“放热焊接”技术，即利用粉末状的氧化铜和铝产生高温反应，整个焊接过程是在石墨模具中短短数秒内进行的，模具内温度达到1083℃而施加在导线或主钢筋表面热量远远低于一般钎焊和锡焊。在建筑物基础大底板中设置150mm2铜绞线水平接地主网和长度20m镀铜钢棒、桩基主钢筋通过专用连接件，在大底板桩基上面敷设水平方格网，网格主材采用150mm2铜铰线（40×4mm铜排），整个网格呈水平圆形、扇形分布，水平网格间距10m左右，如图1。这种连接方法是利用氧化铜和铝的高温放热反应而产生一个几乎纯铜焊接，其焊接点的载流能力（熔点）与导线载流能力相同，属于一种固体分子的连接，随着连接寿命的延续，不会产生松动和腐蚀现象。
图1 接地水平方格网
这种网格接地体分为二部分，其一是采用Φ14・2mm镀铜铜棒，每节供货长度为2.4～3m，逐节打入地下，中间通过连接管使整根接地极达到10～20m长度。其二是利用桩基内主钢筋和大底板水平、垂直主钢筋。主接地网、桩基主钢筋、大底板主钢筋通过配套专用连接件，采用1083℃“放热焊接”技术熔接成一体。在圆筒四周1.2m厚地下连续墙、0.8m厚钢筋混凝土衬墙、筒体内结构柱等利用其主钢筋，形成一个封闭的等电位笼子如图3，其相互之间连接同样选用150mm2铜绞线、配套专用连接件，采用1083℃“放热焊接”技术熔接成一体。
2 暗管敷设
暗管敷设的基本要求为：穿越人防、非人防区域的电线管路、管口，管子连接处应作密封处理；电线管路应沿最近的路线敷设并尽量减少弯曲，埋入墙或混凝土内的管子，离表面的净距离不应小于15mm；埋入地下的电线管路不宜穿过设备基础。
2・1预制加工
1・钢管煨弯：管径为20mm及以下时可用手扳煨弯器；管径为25mm及其以上时宜使用液压
煨弯器。
2・管子切断：用钢锯、割管器、砂轮锯进行切管，将需要切断的管子量好尺寸，放在钳口内卡牢固进行切割。
3・管子套丝：采用套丝板、套管机。采用套丝板时，应根据管外径选择相应板牙，套丝过程中，要均匀用力；采用套丝机时，应注意及时浇冷却液，螺纹不乱不过长，消除渣屑，螺纹干净清晰。
4・测定盒、箱位置：根据设计要求确定盒、箱轴线位置，以土建弹出的水平线为基准，挂线找
正，标出盒、箱实际尺寸位置。
5・固定盒、箱：先稳住盒、箱，然后灌浆，要求砂浆饱满、平整牢固、位置正确。现浇混凝土板墙固定盒、箱加支铁固定；现浇混凝土楼板，将盒子堵好随底板钢筋固定牢，管路配好后，随土建浇灌混凝土施工同时完成。盒、箱安装要求如表1所示。
表1 盒、箱安装要求一览表
实测项目
要求
允许偏差
盒、箱水平、垂直位置
正确
10（砖墙），30（大模板）
盒箱1m内相邻标高
一致
2
盒子固定
垂直
2
箱子固定
垂直
3
盒、箱口与墙面
平齐
最大凹进深度10mm
2・2管路连接
1・管径20mm及其以下钢管，必须用管箍螺纹连接。管箍连接加Φ6圆钢焊接跨接套丝，不得有乱扣现象，管口锉平光滑平整，管箍必须使用通丝管箍，接头应牢固紧密，外露丝应不多于2扣；管径25mm及其以上钢管，可采用管箍连接或套管焊接，套管长度应为连接管径的2・5倍，连接管口的对口处应在套管的中心，焊口应焊接牢固严密。
2・管路超过下列长度，应加装接线盒，其位置应便于穿线。无弯时45m；有一个弯时30m；有二个弯时20m；有三个弯时12m。
3・管进盒、箱连接：盒、箱开孔应整齐并与管径吻合，要求一管一孔，不得开长孔。铁制盒、箱严禁用电焊、气焊开孔，并应刷防锈漆。管口进入盒、箱应用螺母锁紧，露出锁紧螺母的螺纹为2-4扣。两根以上管进入盒、箱要长短一致，间距均匀、排列整齐。
2・3暗管敷设方式
1・随墙（砌体）配管：配合土建工程砌墙立管时，该管应放在墙中心，管口向上者应封好，以防水泥砂浆或其它杂物堵塞管子。由顶板向下引管不宜过长，以达到开关盒上口为准。等砌好隔墙，先固定盒，后接短管。
2・现浇混凝土楼板配管：先找准确位置，根据房间四周墙的厚度，弹出十字线，将堵好的盒子固定牢，然后敷管。有两个以上盒子时，要拉直线。管进入盒子的长度要适宜，管路每隔1m左右用铅丝绑扎牢。
3・暗管敷设完毕后，在自检合格的基础上，应及时进行检查验收，并认真如实填写隐蔽工程
验收记录。
放热焊接范文6
【关键词】换轨；铝热焊；焊缝
0 前言
在济南工务机械段换轨大修作业中，每一个封锁点一般有两个合拢口，根据作业方向分为上架和下架，上架用自行式数控气压焊轨车焊接（之前是移动式厢式闪光焊轨车），但在特殊地段，无法使用焊轨车，此时需用铝热焊；下架用夹板固定连接等待第二天的换轨作业，若出现断链或者进站新旧轨交接则用铝热焊无缝化处理。近年来我局很多线路已到大修周期，特别是钢轨磨耗严重需要更换，天窗点少，人员紧张，这就对换轨的效率提出了更高的要求，换轨车间在以往的换轨作业中，合拢口需要铝热焊接实现钢轨无缝连接固定时，由于施工工序和时间的原因，先把钢轨钻眼用夹板连接固定，等下一个封锁点再焊接。
为了加快换轨进度，现场换轨施工中提出了一个新课题：换轨当天铝热焊实现无缝连接。一方面，可以提高施工效率，节省大量成本；另一方面，如果换完轨后第二天铝热焊就必须先对钢轨连接处打眼用夹板以临时固定，这样就在第二天铝热焊接之后焊缝两边各有3个孔，给钢轨的安全性带来隐患。此课题的挑战性在于不管是在上架还是下架铝热焊施工，都必须在旧轨进入道心，新轨入槽，并且焊缝两边锁定至少50m后才能准备焊接，而换轨大修一个天窗点封锁时间是3.5小时，等换完轨之后，铝热焊作业时间所剩无几。经过多次研究论证，结合换轨作业特点，探讨到了解决矛盾方法，制定出一个比较合理的施工方案，并在换轨作业中付诸实施，2016年在姚村、蓝村等地施工中顺利实现了当天换轨当天铝热焊的施工工艺，之后更是创新性的实现了换轨当天上架下架同时铝热焊，极大的提高了施工效率。
1 什么是铝热焊
所谓铝热焊，顾名思义，就是焊接时，预先把待焊两工件的端头固定在铸型内，然后把铝粉和氧化铁粉混合物（称铝热剂）放在坩埚内加热，使之发生还原放热反应，成为液态金属（铁）和熔渣（主要为Al2O3），注入铸型。液态金属流入接头空隙，形成焊缝金属，熔渣则浮在表面上。简言之铝热焊就是利用金属氧化物和金属铝之间的放热反应所产生的过热熔融金属来加热金属而实现结合的方法。铝热焊接创始于19世纪末，当时H.戈德施密特发现铝粉与金属氧化物可由外部热源使之开始放热反应，且一旦反应便可自行持续。其反应原理为金属氧化物+铝（粉）氧化铝+金属+热能
用化学方程式表示如下：
3Fe3O4+8Al=9Fe+4Al2O3
铝热焊接工艺具备焊接工艺简单、焊接质量稳定、焊接占用空间小、快速方便等优点。其不足之处是焊缝为铸造组织，未经热处理材料较脆，塑性指标较低，钢轨端面过烧，碳元素氧化，硅锰等有益元素烧损，使得强度、硬度、塑性韧性等力学性能降低。在换轨中优先使用闪光焊和气压焊，二者不能实施的情况下用铝热焊。
目前，我段使用德国施密特铝热焊接技术，换轨车间所接触的钢轨有U75V、U71MnG、PD3以及进出站部分进口轨，不同的钢轨型号、不同的生产厂家其所含微量元素不尽相同，为了调整熔液温度和焊缝金属化学成分，常在铝热剂中加入适量的添加剂和合金，形成不同的焊剂如：712 SkVE SU Z100。
2 铝热焊在换轨上下架的具体实施
2.1 设备工具及材料
铝热焊的主要设备和工具有发电机组，推瘤机，角向打磨机，仿形打磨机，预热枪及支座，对轨架，坩埚盖，模板等。其次还有减压表、测温仪、秒表、灰渣盘、火钳、直尺和塞尺、夹具、卸铁、撬棍、起道机、活口扳手、螺丝刀等。
耗损品有氧气、丙烷、一次性坩埚、焊剂、砂型、封箱沙。
2.2 施工工艺流程
铝热焊作业标准这里不再赘述，上、下架铝热焊施工工艺流程基本相同如下：
2.2.1 上架X热焊施工
上架铝热焊较下架而言相对容易实施，时间较充裕，只要新轨入槽后，计算新轨条长度，以此留好焊缝距离，焊缝两端锁定100即可实施。换轨车或人力拨轨如槽后把多用塞尺放在焊缝处控制焊缝大小，换轨技术人员撞轨拉伸，直到符合焊缝标准，之后锁定钢轨，保证焊缝距离不再改变。其他按照铝热焊工艺进行。
2.2.2 下架铝热焊施工
下架铝热焊施工较为困难，首先时间少，钢轨必须全部入槽，关键点在于焊缝的控制，换轨技术人员根据现场情况和温度计算出钢轨放散长度，拉轨机和撞轨器同时工作，钢轨拉到合适焊缝后，撤掉外力会自动往回收缩，且收缩距离和现场情况息息相关，不易确定焊缝预留多少后钢轨锁定，因此焊缝的控制极难把握，这里根据现场实际作业情况总结出两套方案：
A.直接预留法，把钢轨拉到小于焊缝10mm，拉伸机锁定保压，待钢轨锁定大于300m后，拉伸机缓慢撤压，钢轨自动往回收缩焊缝逐渐增大，拉伸机完全撤压后，钢轨扔以小速率收缩，之后停止，达到焊缝距离。
B.二次预留法，先把钢轨拉到小于焊缝20mm，拉伸机锁定保压，待钢轨锁定大于300m后，拉伸机缓慢撤压，动态测量焊缝，当焊缝达到22-24mm时，拉伸机锁定保压，钢轨继续锁定，等钢轨再次锁定大于200m后，拉伸机缓慢撤压，完全撤压，期间注意观察焊缝距离，直到达到焊缝距离。
两种方法各有特点，以下两组数据可以得到比较：
由以上两表对比可以发现，直接预留焊缝距离随时间变化而变化，5分钟以后焊缝距离一直在微变，这就给接下来的工序带来影响，给焊接质量造成隐患；经过二次保压的焊缝距离在2分钟后基本没有变化，因此换轨施工建议使用第二种方案。
2.3 关键环节卡控
受换轨大修都是在既有线，钢轨铝热焊施工都是在室外、现场环境恶劣、施工持续性强等因素影响，施工人员出现注意力不集中、安全意识下降，导致施工中氧气、丙烷没按规定放置，对施工安全预想不到位，未严格按钢轨焊接工艺操作，出现钢轨焊接对位不良、模具漏封，预热时间过长或不足，打磨不到位等问题。因此，进行铝热焊前要仔细检查并落实必备的工具、材料和设备，到达焊接现场时应对现场条件进行综合调查采取必要的防护措施。
关键环节卡控点总结如下：
1）钢轨铝热焊焊缝距离轨枕边缘不得少于100mm，一般在两轨枕中间。
2）钢轨端头应做外部处理：拆除焊头每侧3根轨枕的扣件和垫板，除去焊头下方有碍作业的道渣，检查钢轨端头，规范化打磨除锈。
3）砂型、焊剂不得受潮，坩埚干燥、清洁无裂纹确认焊药包装袋密封干燥无破损。仔细封箱，防止跑铁。
4）细节决定成败，火焰长度、端面垂直度、预热端面颜色（温度）都要严格按照标准（济南工务机械段铝热焊标准）。
5）精磨机打磨焊缝时，应在钢轨踏面上保留适量高出钢轨的焊头金属，约0.5mm，根据现场焊头外观情况，可适当调整。
6）冷打磨应在焊接温度降至50℃以下进行，打磨焊头使其平直度和垂直轮廓达到技术标准要求。
7） 探伤时，焊筋未打磨，焊筋凸缘反射波可能会引起误判，为防止误判，应加强波形分类和了解波形显示规律及特征，辅以钢尺及目测的办法来确定回波信，以防轨头下颚和轨底热影响已缺陷的漏检。
2.4 铝热焊在作业时的一点思考
2.4.1 轨顶面高低错。在换轨施工中，如果在上下架用铝热焊，一般是新旧轨的焊接，根据旧轨的磨耗程度大小，相应的就会体现在工作面和轨顶面（现场一般以轨低为基准对轨），高低相差最大的出现在2016年姚村驻地的换轨施工中，为3mm。这就给焊后打磨带来挑战，济南铁路局工务机械段对铝热焊外观作了如下标准：
1）冷打磨后，焊缝两侧100mm范围内不得有明显的压痕、碰痕、划伤等缺陷。
2）焊接后，轨温降至50℃以下时进行探伤。首先清理焊缝两侧各100mm范围，确定无锈、无裂纹、无毛刺等时，涂抹机油，进行全断面探伤。所有焊头均需经过探伤人员探伤合格，探伤不合格必须锯掉重焊。
3）焊接接头平直度标准：顶面0～+0.3mm/m，内侧工作面±0.3mm/m，底面1～0.5mm/m。
根据现场的实际作业情况，这里有两个需要进一步思考的点：
（1）焊前新旧轨在对位时轨顶最大可以相差多少？
（2）焊后为了达到焊接外观标准，工作面及轨顶面的打磨长度最大可以是多少？
2.4.2 工具有待进一步优化。铝热焊在换轨中并不是连续性施工，每一处作业，都需要单独搬运工具，设备工具粗苯、沉重，是作业难点之一。在姚村、蓝村等地施工时，发电机功率为11KW/h，主要为电锯轨机服务（在端面垂直度或焊缝距离过小时使用），如果改换为内燃锯轨机，4KW/h的发电机就能满足要求（除锈、打磨），且内燃锯轨机轻巧。
2.4.3 大桥铝热焊作业，应有严谨的时间安排。例如在曹家圈黄河大桥上作业，线间距小，临线车多，垂停时间有限，临线过车本线震动，如果在浇注和金属结晶时有车辆通过，对焊接质量影响极大，所以需要合理的时间安排，有序的施工组织，确保焊接质量。
2.4.4 特殊地段做好安全措施，如线间距小、线路两边杂草易燃、大桥木质枕木且空心等。
3 结束语
换轨施工中的铝热焊，由于其特殊性，焊接质量与换轨施工各个环节息息相关，焊缝大小的把控既是重点，也是难点，我们要严格按照要求规范操作，要不断总结经验，优化施工措施，注重细节，达到高效、优质、安全的完成上下架铝热焊施工任务。
【参考文献】