铝热焊资料编写10月9日.doc

第九章铝热焊简介

一、铝热焊起源与发展

1895年,德国化学家汉斯.高德斯密特(HansGoldschmidt)在应用铝和氧化铁进行化学反应还原出铁时，发现了铝热反应的自蔓延特征，根据这个特性发明了铝热焊技术。铝热反应的工业化应用是始于热剂焊焊接钢轨。

二、铝热焊基本原理

铝热焊是一个氧化还原的反应，利用还原金属（铝）和氧化金属（氧化铁），铁合金和铁钉屑等按比例配成的铝热焊剂，放在特制的坩埚中，用高温火柴点燃，立即产生强烈的化学反应，在反应过程中铁（Fe）被还原出来，由于铁比重大沉于坩埚底部，铝氧化成氧化铝（Al2O3）溶渣较轻，浮于上部，同时产生巨大的热量，高温的铝热钢水随即浇铸进轨缝砂模中，将两轨端熔化，浇注钢水本身又作为填充金属，将钢轨焊接起来。

铝热焊反应进行时有剧烈的放热现象，化学反应式如下：

3FeO+2Al=3Fe+Al2O3+833.9KJ；

Fe2O3+2Al=2Fe+Al2O3+850KJ（铝热焊反应方程式）；

3Fe3O4+8Al=9Fe+4Al2O3+3232.4KJ；

FeO——氧化亚铁；Fe——金属铁；Fe2O3——三氧化二铁

Fe3O4——四氧化三铁；KJ——千焦耳；

三、钢轨铝热焊接技术的发展及应用

目前，在世界上有两大钢轨铝热焊生产厂家，一个是德国的施密特公司，另一个时法国的RAILTECHINTERNATIONAL（拉伊台克国际公司）。这两家公司的钢轨铝热焊产品在我国铁路钢轨焊接上都得到了广泛推广和应用。

1924年德国施密特首先使用铝热焊焊接长轨，成为铁路无缝线路发展的重要里程碑。随后，施密特铝热焊技术在世界范围内得到广泛的推广运用，铝热焊技术的发明被载入人类科学重要发明的史册。直至目前，世界上铝热焊焊剂的生产厂家也仅仅几家，其中施密特的市场份額最大，全球铝热焊75%來自于施密特。我国首先引进和使用的也是德国施密特钢轨铝热焊焊接技术。

法国拉伊台克钢轨铝热焊焊接技术发展相对较晚一些，但它也是世界上目前使用最广，最成熟得铝热焊轨技术，被成功地应用在世界绝大多数的高速线路道岔和重载线路道岔的焊接上。拉伊台克的标准焊缝铝热焊接技术和宽焊缝铝热焊接技术已成功地应用于中国客专线、高铁线的新线建设和线路维修、抢修中。例如武广高铁耒阳西车站道岔焊接，广深港客运专线道岔焊接，沪昆线和秦沈线各道岔焊接。

第十章德国施密特钢轨铝热焊焊接工艺及流程

德国施密特钢轨铝热焊焊接工艺流程

1.准备工作2.干燥钢轨3.除锈去污4.对轨

8.预热7.封箱6.夹具安装5.砂模安装

9.坩埚使用10.点火11.铝热反应12.拆模

15．恢复线路14.打磨13.推瘤

（一）、准备工作

1、物品准备：

（１）焊接前专人清点铝热焊剂耗材、工具和设备等物品．

（２）了解钢轨的型号，正确选择焊剂类型．

型号

焊剂强度等级

U75v+U75v

Z100

U71Mn（K）+U71Mn（K）

Z90

U75v+U71Mn

Z90

U78热轧/U78热轧

Z100

U78热处理/U78热处理

Z120

U78热轧/U78热处理

Z100

PG4热轧/PG4热处理

Z100

PG4热轧/PG4热轧

Z100

PG4热处理/PG4(U78CrV)热处理

Z120

R350/R350

Z120

R350/U71Mn

Z90

R350/U75V

Z100

U77MUCr+U77MUCr

Z120

注：a.PD3≈U75V;U71Mn≈U71Mn（K）;BnbRe≈U76CrRe

b.焊剂使用规则：就低不就高;

c.热处理钢轨炉号后面有一个大写的H;

（3）施工前必须对所有工具、设备用品进行检查，具体有：

a.预热工具：

必须使用施密特公司专用预热工具;

检查丙烷/氧气是否充足，是否有气体泄漏，回火阀是否安装;

氧气瓶和燃气瓶应放在通风处，并保持安全距离（大于7.5m)。

b.液压设备：

发电设备是否运转正常；

液压系统工作是否正常；

系统油料是否满足使用。

c.铝热焊一次性耗材有：

铝热焊剂；一次性坩埚；铝热焊砂型；高温火柴；封箱砂等物品。

d.铝热焊主要辅助工具：

预热枪及调节手柄；氧气丙烷气胶管；丙烷、氧气表总成；三片模模板；预热枪支架；一米直尺；对轨架与棘轮扳手；尖点塞尺；坩埚盖；多用塞尺；钢楔；灰渣盘；剁斧、钢刷、撬棍等物品。

e.铝热焊主要辅助设备:

钢轨切割