浅谈起重机轨道焊接技术
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摘要：随着科技和经济的发展，企业的生产量也在不断增大，越来越多的大型设备被广泛应用到了各个生产领域中。起重机作为大型作业中必不可少的设备之一，成了技术人员关注的焦点。起重机轨道的安装焊接质量，直接影响着起重机在后续生产作业中的效率，不容忽视。本文主要介绍了起重机轨道的施焊工艺及焊后处理技术。
关键词：起重机轨道焊接焊接工艺焊后处理
中图分类号：TH21 文献标识码：A
一、引言
起重机轨道是否平稳决定着工程作业的质量与效率。所以，在轨道焊接工作中应严格按照有关焊接技术规范，保证焊接质量。如何有效解决接头弯曲变形、焊缝开裂等技术问题，是有关人员关注的焦点。
二、起重机轨道焊接工艺要点
1、焊接方法及顺序
起重机轨道的焊接方法主要有直流反接法和多层堆焊法；而施焊顺序是先焊轨底，后焊轨腰和轨头，最后修补周边。
2、焊接变形分析及控制
钢轨接头焊接过程中，钢轨接头产生向下弯曲变形，所以焊接前必须将钢轨端头垫起一定的高度，以保证焊接结束后，使钢轨接头能保持平直。钢轨端头垫起的高度（一般情况可为30mm左右），依钢轨的品种、长度、固定方法及环境温度等因素而定。
利用弯钩螺栓将钢轨固定于工作台面上，每一接头设置4个固定点。焊完钢轨底部后，松开弯钩螺栓，将钢轨端头钢垫板撤出一块，使其高度降低到20mm，再拧紧弯钩螺栓继续
施焊，当轨腰、轨底部分焊完后，拆除全部钢垫板，并松开弯钩螺栓，此时钢轨接头处应有微小的拱度。在施焊轨顶过程中，根据钢轨恢复平直的情况，决定是否需拧紧弯钩螺栓。在施焊全过程中，需随时用直尺检查钢轨接头的变形情况，调整接头的垫起高度，并采用松紧弯钩螺栓的方法来控制钢轨接头的焊接变形。注意施焊前固定钢轨接头时，轨底间隙以小于5mm为宜。在施焊前和施焊过程中，严格控制两根钢轨中心线的重合度，防止整条钢轨存在弯曲现象。
三、起重机轨道施焊工艺
1、焊材的选择
应根据起重机轨道的实际工作环境，选择合适的钢轨，然后根据钢轨的母材化学成分和机械性能，选择对应的焊条（以下以QU100钢轨固定焊接为例）。
2、钢轨焊接前准备
钢轨固定焊接轨道结构由基础、胶泥、压板总成、QU100钢轨、预埋螺栓、钢垫板、调校螺栓等组成（如图1）
图1轨道结构图
（1）检查预埋螺栓
如果是新建项目，预埋螺栓可直接利用。改造项目则利用完好的预埋螺栓，对于已松动的则要在基础上钻地脚螺栓孔，及时用胶泥将其固定在原来位置，并保证其间距符合要求。
（2）安装钢垫板
① 钢垫板加工
钢垫板为20mm厚Q235 钢板按图纸加工而成， 平整度≤1‰，钢垫板上预埋螺栓孔的位置由现场测量确定。与钢轨接触的钢垫板上表面除锈后刷防锈漆。
② 钢垫板安装
安装钢垫板前，应将轨道槽内的松动混凝土、浮浆凿去并清除浮灰、积水。按图纸要求安装钢垫板，底部如有锈蚀应予清除。相邻两块钢垫板端头间留10mm间隙，焊上两块连接钢板。为防止压板底座焊接时钢垫板变形，可先在有调校螺栓的钢垫板一端焊接连接钢板， 另一侧待钢轨调校完成后焊接。
③ 钢垫板调平
通过调节调校螺栓和预埋螺栓来调平钢垫板，并符合设计高程。钢垫板的测量平整度直接关系到安装质量，为减少测量误差，尽量降低仪高。
（3）焊接压板底座
测出轨道中心线，并在钢垫板上弹出钢轨边缘线，根据施工图布置压板底座，相邻压板底座间隔500mm。施焊压板底座采用硅整流焊机，E507焊条，贴角施焊，焊缝高度5mm。焊接要连续，避免产生夹渣缺陷。
（4）安装钢轨、压板夹
清除钢垫板上焊渣，将钢轨小心放在钢垫板上，用压板夹将钢轨调校至在钢垫板上弹出的轨道边缘线上；在钢轨调校的同时上紧压板夹，在钢轨接头3m的范围内，压板夹不用上紧，以备焊接时将钢轨抬起。
3、施焊工艺
（1）焊材烘干。焊条使用前需先在一定温度下烘干（温度根据焊条材料而定），然后进行保温，保证随用随取。
（2）焊前预热。焊接前对轨道进行预热处理，预热温度通常为250℃左右，预热范围为接头两侧各30mm。预热方式采用普通的气焊喷嘴围绕轨头、轨腰和轨底反复进行加热，应尽可能使钢轨全截面加热均匀，要特别注意轨底的加热质量。
（3）固定焊。采用与正式焊接相同的方法进行固定焊。组对间隙为3～5mm，并使用特制固定夹具固定接头，以保证焊口平直和处于自由状态(不得强行组对)。
（4）施焊。固定焊完毕后，钢轨对口两侧30mm处应仍保持250℃预热温度，然后焊接第一层焊缝，焊时采用小电流、低焊速，焊接顺序为轨底-轨腰-轨头。整个焊接中均采用短弧焊接。收弧时采用反复收弧法填满坡口和弧坑，以防止产生裂纹现象。每层焊缝焊完后，都要用尖头小锤敲击焊缝，以便清除熔渣的同时，分散焊接应力。每层焊缝的层间温度均应保持预热温度。
（5）轨道接头焊接。焊接轨道接头的顺序是由下而上，先轨底后轨腰、轨头，逐层逐道进行堆焊，最后修补周围。2根轨道端头的范围各为40mm，同时进行预热，预热及层间温度控制在300℃～350℃。第一层焊接(打底)：电流120A～130A，以防止永久性碳钢垫板烧穿而将紫铜垫板熔化，从而减少剔除紫铜垫板的难度，缩短轨道空冷时间，以利于保持层间温度，防止淬火；以后各层可以使用(130±15)A，每层焊完必须焊渣清除干净才能继续施焊；轨腰焊接：电流130A～140A，从腰下部向上施焊，注意清渣。轨头焊接：电流130A～140A，将紫铜托板安装好后开始焊接，注意每层清渣一次；最后，对焊缝周围未焊饱满处进行补焊处理。
（6）施焊中应注意的问题：① 应一次焊接完接头，如因特殊情况停留较长时间，应进行再加热，保持预热温度，确保焊接质量；② 在施焊每层焊缝时，应使用一根焊条焊完，应避免断弧，前后两层焊缝施焊方向相反。每个钢轨接头的焊接应连续进行，以使钢轨端头保持较高的温度。
（7）焊接接头回火处理。焊接完毕，应立既进行加热处理，将接头两侧40mm处加热至600℃～700℃，然后用泡沫石棉进行保温，缓冷至室温。加热方式与预热方式相同。当条件限制不能使用仪表测定时，可按照经验办法处理，将钢轨接头需要回火的部分喷烧到呈现红状（当火焰移开后红状会逐渐消失）时，可以认为满足了回火的温度要求。
四、轨道焊后处理技术
1、焊后热处理
焊接接头焊完后进行回火处理，焊缝中心起两边各40mm左右作为回火处理范围。用气焊喷嘴将接头喷烧到呈红色状时，即达到回火要求。用石棉绒被将其包裹，使其缓慢冷却，达到回火目的。
2、接头处理
（1）钢轨焊接接头的磨平处理，钢轨焊接接头经回火并冷却到常温，对轨头的顶面和两侧面的焊缝进行磨平处理，当焊缝凸起过大时，可先用扁铲将焊波铲除一部分，然后用角向磨光机将焊缝磨到与钢轨头平齐，最后用锉刀或细砂纸将表面磨光。
（2）焊完后的接头作压力试验，在一定的压力下，对接头进行压力试验，如果接头完好，说明焊接质量良好，可以进行焊接。
3、焊缝检查
（1）外观检查：焊接接头要求焊缝均匀，并保证焊透。焊缝表面不得有裂纹、未熔合、夹渣、焊瘤、咬边、弧坑和针状气孔、蜂窝等缺陷；焊接区无飞溅残留物。
（2）无损探伤检验：在外观检查合格的基础上，对焊缝进行超声波探伤，达到有关规范的焊缝标准。
五、结束语
随着经济的发展及科技的进步，各种大型、超大型工程正不断增多，起重机的运用也越来越多，因此，确保起重机轨道质量是保障工程效率与质量基础。在起重机轨道焊接作业中，应先根据起重机的实际工作环境选择合适的钢轨及焊条，施焊前要按规定先进行一系列的焊前预热及焊接坡口设计，施焊过程中注意焊接温度及除渣处理，并在焊后对接头和焊缝进行回火、磨平处理。同时检验焊接效果，确保起重机轨道的平稳牢固，这样才能保证起重器安全稳定的生产作业。
参考文献：
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