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1、南水北调中线一期引江济汉工程渠道11标止水铜片焊接工艺试验方案批准： 王金柱审核： 云天才编制： 汪智明中铁十一局集团有限公司引江济汉工程渠道11标工程项目部二O二年六月二十日止水铜片焊接工艺试验方案一、概述1、工程概况 根据目前下发的设计蓝图，倒虹吸管身之间的伸缩 缝设置止水铜片。2、引用标准及编制依据1）设计施工图纸及相关的技术文件；2）水工建筑物止水带技术规范DL/T5215-2005；3）铜及铜合金带材GB/T2059-2008。3、止水铜片材质要求1）止水进场时应有工厂质量保证书（或检验合格证）。否则不得使用于本工 程中。2）紫铜片止水厚度不小于1.2mm，抗拉强度不小于205Mpa
2、，伸长率不小于 20%,化学成分和物理力学性能满足GB/T2059的规定。二、紫铜片止水的焊接工艺铜止水连接采用双面搭接焊，搭接长度不少于40mm,焊接宜采用黄铜焊条气 焊,不应用手工电弧焊接。1、焊接准备1）主要机具设备：小型电焊机、乙炔、氧气及橡胶软管。2）材料： 紫铜片止水：必须有出厂合格证，进场后经物理性能检验合格后，方能 使用。 黄铜焊条：按钢结构工程有关规定执行，焊条应分类、分牌号放在通风 良好、干燥的仓库保管好，重要工程焊条，要保持一定温度和湿度（一般温度 1015C，相对湿度小于5%为宜），焊条焊接前一般在2025C烘箱内烘干。 初步选定焊条直径为5.0mm。2、作业条件1）焊
3、工应经培训考核，持证上岗，熟识机械性能和操作规程。2）工作前或停工时间较长再工作时，必须检查所有气焊设备。乙炔瓶、氧 气瓶及橡胶软管的接头，阀门紧固件应紧固牢靠，不准有松动、破损和漏气现象， 氧气瓶及其附件、橡胶软管、工具不能沾染油脂的泥垢，这样保证在气焊焊接的 过程中不会因为气焊设备故障而导致意外发生。3）检查气焊设备、附件及管路漏气，只准用肥皂水试验。试验时，周围不 准有明火，不准抽烟，避免引起火灾。4）氧气瓶、乙炔瓶与明火间的距离应在10米以上。如条件限制，也不准低 于5米，并应采取隔离措施。5）气焊设备管道冻结时，严禁用火烤或用工具敲击冻块。氧气阀或管道要用40 C的温水溶化；回火防止
4、器及管道可用热沙、蒸气加热解冻。6）压力容器及压力表、安全阀，应按规定定期送交校验和试验。检查、调 整压力器件及气焊设备安全附件，消除余气后才能进行。3、操作方法气焊是用氧气与乙炔产生高温，熔化焊条与焊件的金属凝固后形成一条焊 缝。其具体操作方法是：关闭焊把开关，将乙炔及氧气打开，点火慢慢打开焊把 开关点燃焊嘴，将焊条根据需要放在被焊物体上，再逐渐调好焊嘴的火苗强弱， 使用火苗融化焊条与焊件的金属凝固后形成一条焊缝。1）搭接焊工艺 紫铜片止水焊接采用搭接焊，其搭接长度不小于40mm。 为获得高度和宽度均匀的焊缝，紫铜片止水搭接采用左焊法（焊炬从右 向左移动）。2）施焊操作要点气焊的基本操作方法
5、包括氧气乙炔焰的点燃、调节和熄灭、起焊、焊接过程 中焊炬和焊条的运动、接头和收尾的操作要领。 氧气乙炔焰的点燃、调节和熄灭焊炬的握法，应右手拿焊炬，将拇指和食指位于氧气调节阀处，同时拇指还 可以开关、调节乙炔调节阀，随时调节气体的流量。点燃火焰时，应先稍许开启氧气调节阀，然后再开乙炔调节阀，两种气体在 焊炬内混合后，从焊嘴喷出，此时将焊嘴靠近火源即可点燃。点火时，拿火源的 手不要正对焊嘴，也不要将焊嘴指向他人或可燃物，以防发生事故。刚开始点火 时，可能出现连续“放炮”声，原因是乙炔不纯，需放出不纯的乙炔重新点火。 有时出现不易点火的现象，多数情况是氧气开得过大所致，这时应将氧气调节阀 关小。火
6、焰的调节，刚点燃的火焰一般为碳化焰。这时应根据所焊材料的种类和厚 度，分别调节氧气调节阀和乙炔调节阀，直至获得所需要的火焰性质和火焰能率。 如将氧气调节阀逐渐开大，直至火焰的内外焰、焰芯轮廓明显时，可认为是中性 焰；如再增加氧气或减少乙炔，可得到氧化焰；如增加乙炔或减少氧气则得到碳 化焰。如果同时增大乙炔和氧气则可增大火焰能率，如火焰能率仍不够大时，应 更换大直径的焊嘴。调整后的火焰形状不得歪斜或发出“吱吱”的声音。若发现火焰不正常时，要用通针把焊嘴内的杂质清除干净，使火焰正常后才可焊接。有时，由于供给焊 炬的乙炔量不均匀，会引起火焰性质不稳定，这时中性焰会自动变成氧化焰或碳 化焰。因此，在气
7、焊操作中还应随时注意观察火焰性质的变化，并及时调节氧气 调节阀。火焰的熄灭。需要熄灭火焰时，应先关闭乙炔调节阀，再关闭氧气调节阀。 否则，就会出现大量的炭灰（冒黑烟）。 起焊时由于刚开始焊，焊件温度较低或接近环境温度。为便于形成熔池， 并利于对焊件进行预热，焊嘴倾角应大些，同时在起焊处应使火焰往复移动，保 证在焊接处加热均匀。如果两焊件的厚度不相等，火焰应稍微偏向厚件，以使焊 缝两侧温度基本相同，熔化一致，熔池刚好在焊缝处。当起点处形成白亮而清晰 的熔池时，即可填入焊丝，并向前移动焊炬进行正常焊接。在施焊时应正确掌握 火焰的喷射方向，使得焊缝两侧的温度始终保持一致，以免熔池不在焊缝正中而 偏向
8、温度较高的一侧，凝固后使焊缝成形歪斜。焊接火焰内层焰芯的尖端要距离 熔池表面35mm，自始至终保持熔池的大小、形状不变。起焊点的选择，一般在平焊对接接头的焊缝时，从对缝一端30mm处施焊， 目的是使焊缝处于板内，传热面积大，当母材金属熔化时，周围温度已升高，从 而在冷凝时不易出现裂纹。管子焊接时起焊点应在两定位焊点中间。 焊接过程中焊嘴和焊丝的运动为了控制熔池的热量，获得高质量的焊缝， 焊嘴和焊条应作均匀协调的摆动。焊嘴和焊条的运动包括三种动作：a. 沿焊缝的纵向移动，不断地熔化工件和焊条，形成焊缝。b. 焊嘴沿焊缝作横向摆动，充分加热焊件，使液体金属搅拌均匀，得到致密 性好的焊缝。c. 焊条
9、在垂直焊缝的方向送进，并作上下移动，调节熔池的热量和焊条的填 充量。同样，在焊接时，焊嘴在沿焊缝纵向移动、横向摆动的同时，还要作上下跳 动，以调节熔池的温度；焊条除作前进运动、上下移动外，当使用熔剂时也应作 横向摆动，以搅拌熔池。在正常气焊时，焊条与焊件表面的倾斜角度一般为 3040，焊条与焊 嘴中心线夹角为90100。焊嘴和焊条的协调运动，使焊缝金属熔透、均匀， 又能够避免焊缝出现烧穿或过热等缺陷，从而获得优质、美观的焊缝。气焊在正常焊接时，焊工不仅应密切注意熔池的形成情况，而且要将焊条末 端置于外层火焰下进行预热。当焊条熔滴送入熔池后，要立即将焊条抬起，让火 焰向前移动，形成新的熔池，然后
10、再继续向熔池送入焊条，如此循环形成焊缝。为了获得优质的焊接接头，应使熔池的形状和大小始终保持一致。如果所需 火焰能率较大，由于焊接温度高、熔化速度快，这时应使焊条保持在焰芯的前端， 使熔化的焊条熔滴连续加入熔池；如果所需火焰能率较小，由于熔化速度慢，则 填入焊条的速度也要相应减慢。当使用熔剂焊接时，还应用焊条搅拌熔池，使熔 池中的氧化物和非金属夹杂物漂浮到熔池表面。当焊接间隙较大或薄壁焊件时， 应将火焰焰芯直接对着焊条，利用焊条挡住部分热量，同时焊嘴作上下跳动，以 防止焊缝边缘或熔池前面过早地熔化。 接头与收尾焊接中途停顿后，又在焊缝停顿处重新起焊和焊接时，把与 原焊缝重叠部分称为接头。焊到焊
11、缝的终端时，结束焊接的过程称为收尾。接头时，应用火焰把原熔池重新加热至熔化形成新的熔池后，再填入焊条重 新开始焊接，并注意焊条熔滴应与熔化的原焊缝金属充分熔合。接头时要与前焊 缝重叠510mm，在重叠处要注意少加或不加焊条，以保证焊缝的高度合适和接 头处焊缝与原焊缝的圆滑过渡。收尾时，由于焊件温度较高，散热条件也较差，所以应减小焊嘴的倾角和加 快焊接速度，并应多加一些焊条，以防止熔池面积扩大，避免烧穿。收尾时应注 意使火焰抬高并慢慢离开熔池，直至熔池填满后，火焰才能离开。总之，气焊收 尾时要掌握好倾角小、焊速增、加丝快、熔池满的要领。在气焊的过程中除了上述的基本操作方法，焊嘴的倾斜角度是不断变
12、化的， 一般在预热阶段，为了较快地加热焊件，迅速形成熔池，焊嘴的倾斜角度为 5070；在正常焊接阶段，焊嘴的倾斜角度为 3050；在收尾阶段， 焊嘴的倾斜角度为2030。三、焊接质量检验 紫铜片止水焊接接头应表面光滑、无孔洞和缝隙、不渗水。现场实际施工中，用目测法检测紫铜片止水焊接接头的外观质量，并采用煤油或其他液体做渗透试 验。用煤油或其他液体在焊缝的一面涂沫后，等几分钟，看煤油或其他液体是否 渗过止水铜片。紫铜片止水焊接试验有“一看、二摸、三闻”的要点，一看就是 用眼睛观察焊缝外观，二摸就是涂抹煤油或其他液体后在另一面用手摸拭，三闻 就是手摸完后闻手上是否有煤油或其他液体气味，以此来确定焊
13、缝是否合格，不 漏水。四、质量保证措施1）进场材料须有产品合格证（或材质检验报告）。2）材料在运输时，应避免阳光直射，勿与热源、油类及有害溶剂接触，成 品勿重压。3）施工人员应严格检验材料规格、外观有无缺陷。4）由具经验的施工人员操作，操作人员持证上岗。5）加工成型的紫铜片止水尺寸应符合表7-1的要求。表7-1 紫铜片止水制作允许偏差项目允许偏差mm制作（成型）宽度5偏差鼻子或立腿高度3中心部分直径/五、安全保证措施1）焊接施工场所不能使用易燃材料搭设，焊工操作要配戴防护用品。2）焊接半成品不能浇水冷却，待冷却后方能移动，并不能随意抛掷。3）机械必须设置防护装置，注意每台机械必须一机一闸并设漏
14、电保护开关。4）工作场所保持道路畅通，危险部位必须设置明显标志。5）气焊作业前，必须按以下要求进行详细检查： 乙炔发生器及其连接部分不得漏气； 橡胶软管不应有鼓包、裂缝或漏气，如有漏气现象，应将其损坏部分切 掉，用双面接头管，并用夹子或金属绑线扎紧； 焊枪连接处必须严密，嘴子如有堵塞，应用黄铜丝剔通，不得用铁丝； 氧气瓶口附近和皮垫，及减压器上不得有油污或泥污，否则必须擦拭干 净。6）氧气瓶、乙炔瓶在装卸、运输时不得同油脂、易燃、易爆物品同车，必 须轻装轻放、绑扎牢固，防止滚动，氧气瓶、乙炔瓶不许碰撞；氧气瓶上应装设 防震胶卷，搬运前检查安全帽是否拧紧；并严禁放在靠近热源的地方。7）工作时的氧
15、气瓶、乙炔瓶要垂直放置，并妥善固定，以防倒下。8）氧气、乙炔在施工中，瓶间距要保持5m以上的距离，严禁将氧气、乙炔 瓶放在一起使用。9）气焊焊接前，必须清理工作地点20m范围之内的杂物。必须准备灭火器或沙堆，作为应急备用物品。焊工在工作的地点要有冷却水，以便冷却焊嘴。10）由于焊嘴过热堵塞而发生鸣爆时，应快速先将乙炔气门关闭，再关闭氧 气，然后放在冷却水中冷却。11）焊枪点火时，应先开氧气门，再开乙炔气门，立即点火，然后调整火焰， 熄火时与此相反，先关乙炔门，后关氧气门，以免回火。12）当发生回火时，立即关闭乙炔气门，然后再关氧气门，严禁氧气和乙炔阀门同时开启，严禁用手或其他物体堵塞焊嘴，以防止氧气倒流进入乙炔瓶内， 不能将点燃的焊具随意放在工作面或地面上。13）点燃焊嘴时，不准用热金属，也不得将其放在热的工件上。14）施焊工作结束后，拧上气门螺帽，收拾好工具、材料，将其妥善保管， 并处理工作中发现的不正常现象。15）气焊完毕后，清理场地，洒水熄灭带火星的杂物，施工负责人及专职安 全人员必须继续观察，至少确认 60min 内被焊物冷却，气焊地点附近 10m 范围内 无热渣、火点，确认安全无问题方可离开。16
