TBT1631-2002_钢轨电弧焊补技术条件_铁路规范.pdf

TB TB 中华人民共和国铁道行业标准 中华人民共和国铁道行业标准 TB/T 1631－2002 TB/T 1631－2002 钢轨电弧焊补技术条件 钢轨电弧焊补技术条件 20020210 发布 20020701 实施 中华人民共和国铁道部 发布中华人民共和国铁道部 发布 前前 言言 本标准是在铁道行业标准 TB／T 16311985钢轨电弧焊补技术条件基础上，结合多年生产 实践，进行修订的。本标准此次修订对技术内容主要作了如下修改 增加了一些新的钢轨焊补焊条和自保护药芯焊丝； 增加了焊补材料、弧焊机的检验方法； 焊补工艺进行了调整，加快了焊补速度； 增加了预热测温要求； 增加或修改了对焊接电源、预热等方面的要求； 增加了对焊补人员培训的要求。 本标准从生效之日起，同时代替 TB／T 16311985。 本标准由铁道部标准计量研究所提出并归口。 本标准起草单位 铁道科学研究院金属及化学研究所、 铁道部标准计量研究所、 广州铁路集团 公司、重庆运达焊接设备有限公司、娄底焊接材料厂。 本标准主要起草人丁韦、黄辰奎、朱梅、黄旭华、周源、王建军。 本标准委托铁道科学研究院金属及化学研究所负责解释。 1 钢轨电弧焊补技术条件 钢轨电弧焊补技术条件 1. 范 围 1. 范 围 本标准规定了钢轨焊补用手工焊条、自保护药芯焊丝以下简称焊条和焊丝、焊补设备等的要 求、试验方法、检验规则等内容。 本标准适用于钢轨出现的表面擦伤、低塌包括焊缝低塌、磨耗以及轨端包括淬火和未淬火 剥落掉块时的电弧焊补。 2. 引用标准 2. 引用标准 下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版 本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 GB／T2291994 金属夏比缺口冲击试验方法 GB／T2312000 金属布氏硬度试验方法 GB／T9841985 堆焊焊条 GB／T26521989 焊缝及熔敷金属拉伸试验方法 GB／T43361984 碳素钢和中低合金钢的光电发射光谱分析方法 GB／T100451988 碳钢药芯焊丝 GB／T 132981991 金属显微组织检验方法 JB／T 95281999 原动机 弧焊发电机 3. 要 求 3. 要 求 3.1. 焊条、焊丝 3.1.1. 焊条、焊丝型号分类按 GB／T984 和 GB／T10045 执行。 3.1.2. 焊条、焊丝的化学成分应分别符合表 1 和表 2 的规定。 表 1 焊条化学成分 化 学 成 分 ％ 焊条型号 焊条 代号 C Si Mn Cr Ni Mo S P Re EDPCrMoV-A2-15 D147Cr ≤ 0.12 ≤ 0.25 1.20～ 1.60 0.40～ 0.60 0.40～ 0.70 ≤ 0.03 ≤ 0.03 EDPNiMoV-A2-15 D147Ni ≤ 0.12 ≤ 0.25 0.80～ 1.10 0.90～ 1.20 0.70～ 1.00 ≤ 0.03 ≤ 0.03 D147 ≤ 0.12 ≤ 0.50 1.50～ 2.00 0.40～ 0.70 0.20～ 0.40 0.20～ 0.50 ≤ 0.03 ≤ 0.03 EDPCrMoNi-A2-15 D147RE ≤ 0.12 ≤ 0.50 1.50～ 2.00 0.30～ 0.60 0.30～ 0.50 0.20～ 0.50 ≤ 0.03 ≤ 0.03 加 0.50 2 表 2 焊丝化学成分 化 学 成 分 ％ 焊丝 型号 焊丝代号 C Si Mn Cr Ni Mo S P A1 EF04-30 ZBH-Cr3 ≤ 0.15 ≤ 0.80 1.20～ 1.80 3.00～ 4.00 ≤ 0.03 ≤ 0.03 ≤ 2.00 EF04-35 ZBH-CrNi2 ≤ 0.15 ≤ 0.50 0.80～ 1.10 0.70～ 1.50 2.00～ 3.00 0.40～ 0.70 ≤ 0.03 ≤ 0.03 ≤ 2.00 EF04-30 ZBH-Cr2 ≤ 0.13 ≤ 0.40 0.70～ 1.20 1.50～ 2.20 ≤ 0.03 ≤ 0.03 ≤ 2.00 3.1.3. 焊条和焊丝熔敷金属的抗拉强度、屈服强度、延伸率、冲击试验结果以及堆焊层硬度应符 合表 3 的规定。 表 3 焊条和焊丝熔敷金属力学性能 类 型 抗拉强度δb MPa 延伸率δ5 ％ 冲击吸收功 AkU2常温 J 布氏硬度 HB S10／3000 焊 条 ≥700 ≥15 ≥47 300～350 焊 丝 ≥700 ≥15 ≥27 300～350 3.2. 电焊机 3.2.1. 用于钢轨焊补的电焊机应为直流焊机。手工焊机最大焊接输出电流不小于 200A。半自动焊 机最大焊接输出电流不小于 300A。 3.2.2. 线上焊补使用手工内燃弧焊机时，焊机的空载电压 60V～85V，工作电压 22V～28V。焊接电 流 50A～200A。负载持续率不低于 70％。重量不宜大于 80kg。辅助电源为交流或直流 220V，功率不 小于 2kW。 3.2.3. 线上焊补使用半自动内燃弧焊机时，焊机的空载电压 60V～85V，工作电压 16V～28V，缓降 特性，焊接电流 80A～300A，负载持续率不低于 70％。重量不宜大于 170kg。辅助电源为交流或直 流 220V，功率不小于 2.5kW。 3.3. 测温仪 测温范围不小于 0～500℃；测量温度在 200℃以上时，测量误差应不大于读数的 1.5％。 3.4. 焊补钢轨范围 经探伤确认内部无伤损并且无表面重伤的钢轨允许焊补。 3.4.1. 钢轨轨头顶面的擦伤、剥落、掉块和焊接接头磨耗、低塌等，允许焊补的长度为 300mm， 伤损长度超过 300mm，应分段进行焊补。 3.4.2. 钢轨接头同时出现磨耗、低塌、擦伤和剥落掉块时，应先处理擦伤和剥落掉块。 3.5. 焊补要求 3 3.5.1. 焊补前应彻底清除裂纹和待焊部位钢轨硬化层、油污与铁锈，并露出金属光泽。利用列车 间隙作业时，因缺陷或伤损严重，需打磨的宽度接近整个轨顶宽度时，应分两次进行打磨。首先磨 去轨顶面的三分之二。待焊补达一半轨头顶面后，再磨掉其余部分，进行焊补。 3.5.2. 打磨后用磁粉探伤法或染色渗透法进行探伤，不得有残留微细裂纹，最后应清除探伤磁粉 或染色膜。 3.5.3. 焊补前应进行预热，在待焊部位外扩 50mm 范围内，预热温度达到 350℃～400℃。在全部 施焊过程中，施焊部位温度不得低于 300℃，以确保焊补层及热影响区不产生马氏体组织。 3.5.4. 预热温度应使用快速温度计测量，测量部位为待焊处。 3.5.5. 焊补时环境温度不得低于 10℃，风力不大于 4 级。雨雾天或大风天时，不得进行焊补作业。 3.5.6. 焊条使用前应在 350℃～400℃的烘箱内保温 2h。 烘烤后的焊条应装入有干燥剂的容器内保 持干燥，在 24h 以内使用。焊条不得污染和潮湿。 3.5.7. 焊 补 电 弧 电 压 、 焊 补 电 流 的 要 求 见 表 4。 表 4 焊补工艺参数 类 型 直径 mm 电弧电压 V 电流 A 电弧极性 焊道宽度 mm 焊道重叠量 ￠3.2 25～27 100～130 直流反极性 9～11 1／2 焊道宽 焊 条 ￠4.0 25～27 130～160 直流反极性 9～11 1／2 焊道宽 ￠1.2 27～31 160～200 直流正极性 11～15 1／2 焊道宽 焊 丝 ￠1.6 28～31 200～230 直流正极性 11～15 1／2 焊道宽 3.5.8. 焊补顺序由深到浅，从轨头顶面内侧依次向外堆焊，施焊方向为沿钢轨纵向与列车运行方 向相反。 3.5.9. 焊补的引弧点应在焊补区域内，不得在非焊补区钢轨轨面或其他部位引弧，收弧坑应回到 焊补区域内的焊补金属上，弧坑要填满。 3.5.10. 焊补后，应立即进行缓冷处理。用隔热材料如石棉或石墨将焊补部位盖上，等焊补处冷 至 200℃以下，将隔热材料取下。 3.5.11. 钢轨冷却后，用砂轮沿钢轨纵向打磨时，不得定点打磨，以免轨面升温发蓝变色。 3.5.12. 目检焊补层外形，应符合钢轨轨头顶面轮廓形状。 3.5.13. 焊补表面及其热影响区，如有焊接缺陷，应重新清除焊补。 3.5.14. 用 1m 直尺检查焊补处轨面的平顺程度，允许堆焊金属较附近轨面有 0.2mm 突出，低凹者应 重新加热焊补。 3.5.15. 焊补修复后，应对焊补处进行超声波探伤检查。若有缺陷应重新清除焊补或处理。 3.5.16. 从事钢轨焊补人员应进行技术培训，持钢轨焊补工证上岗。 3.5.17. 每焊补一处应作详细记录，内容应包括 a 钢轨缺陷伤损里程位置； 4 b 伤损类型和部位； c 焊补尺寸； d 环境条件及气温； e 预热温度； f 焊条牌号与规格； g 焊机型号； h 焊补后质量检查； i 焊补单位； j 焊工和检查人员姓名； k 焊补日期。 4. 4. 试验方法试验方法 4.1. 用于焊条、焊丝熔敷金属检验的试验板可选用普通钢板，但需用试验焊条或焊丝在坡口面及 垫板表面加上 3mm 以上的隔离，确保熔敷金属不受母材影响。 4.2. 焊条、焊丝熔敷金属化学成分试验方法按 GB／T 4336 的规定进行。 4.3. 焊条、焊丝熔敷金属的取样方法按 GB／T 10045 的规定进行。拉伸试验方法按 GB／T 2652 的 规定进行。冲击试验方法按 GB／T 229 的规定进行。 4.4. 焊补层硬度试验应在钢轨上进行，钢轨长度应大于 500mm，堆焊面积为 60mm80mm，堆焊两 层。硬度试验方法按 GB／T 231 的规定进行。 4.5. 金属显微组织检验用试样取自于硬度试验后的试样。试验方法按 GB／T 13298 的规定进行。 4.6. 电焊机的外观、启动、电压调节范围、功率、空载电压试验方法按照 JB／T 9528 的规定进行。 5. 5. 检验规则检验规则 5.1. 电焊机、焊条及焊丝产品应经制造厂质量检验部门检验合格后方可出厂，出厂时应附有产品 质量合格证。 5.2. 出现下列情况之一应进行型式检验 a 正常生产后，如结构、材料、生产工艺有较大改变，可能影响产品性能时； b 正常生产时，每生产一年后； c 停产一年后，恢复生产时； d 出厂检验结果与上次型式检验有较大差异时； e 质量监督机构提出进行型式检验要求时。 5