铝热焊简介

关于铝热焊
一、铝热焊简介
铝热焊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。

本焊接工艺在商业上的应用最初可以追溯到十九世纪后期的德国，当时有人用铝还原氧化铁用来制作铸件及修补断裂的铸件。

后来这种工艺逐步得到推广，应用于铁轨间铜母线的连接、电力接地系统以及阴极保护领域。

该焊接工艺操作简单，不需要外部电源和热源，而且焊接成本低，质量稳定可靠，非常适用于野外电缆及其他金属构件的焊接操作，本说明书涉及的产品适用于阴极保护系统安装过程中铜芯电缆与钢结构焊接或铜芯电缆之间的连接。

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二、铝热焊接的优点和特点
1.焊接点的载流能力与导线的载流能力相等，不会增加电阻率；
2.连接点是永久性的。

因为是分子结合，没有机械性压力，不会松驰或腐蚀、不会老化。

3.焊接点像铜一样，而比铜本身更加坚韧，抗张力强于导线，且不受腐蚀性产物的影响；
4.焊接点能经受反复多次的大浪涌（故障）电流而不退化；
5.焊接方法简单，培训容易，无需特定焊接工人，节省成本；
6.供焊接用的材料很轻，易于学习掌握，携带方便；
7.进行焊接时，无需依靠外接电源或热源，只需配合模具便可，室内野外均可独立焊接作业；
8.从外观便能核查焊接的质量；
9.模具轻便，易于携带，适合于任何场合熔接作业。

10.焊接速度快，仅几秒就可完成，对绝缘体和导体破坏影响小。

铝热焊简介一、铝热焊的工作原理及特点铝热焊一般是利用金属氧化物和铝之间的铝热反应所产生的过热，熔敷金属来加热工件的填充接头而完成焊接的一种方法。

铝热焊的工作原理是焊接前在坩埚中装以热剂，用高温火柴点燃从而引起剧烈的化学反应，当热剂钢水和熔渣分离，将热剂钢水浇注到铸型中，冷却凝固后，形成铝热剂焊接接头，完成焊接。

其特点设备简单、投资少，焊接操作简单，适合野外作业，但由于类似铸造工艺方法，因此焊缝组织、性能均较差，必要时应采取一定的热处理措施，以保证质量。

二、铝热焊的适用范围铝热焊接属于一种古老的焊接方法，目前主要应用于钢轨的连接及钢筋、导线和大断面铸锻件的焊接和维修。

三、铝热焊接材料及设备铝热焊接所使用的材料主要包括热剂、型砂和铸型、封箱材料及高温火柴等。

其中热剂主要由铝粉、氧化铁、铁屑和铁合金、石墨等组成；型砂和铸型一般是由耐火度高的石英砂、膨润土和水玻璃等混合而成，型砂要求成形性好，耐高温且透气性好；铸型包括用来形成焊缝、预热及浇注系统等部分的型腔，铸型一般是用型砂制造的砂型，也有使用石墨型的。

所使用的设备为坩埚、预热工具、装夹工具、支架和整修工具等；造型设备包括模型、轮辗式混砂机、恒温干燥箱等。

四、铝热焊焊接工艺目前铝热焊主要用于钢轨的焊接。

1．焊前准备检查预铝热焊剂是否密封包装，储藏环境干燥，包装标记足否明确。

砂模应预制好，并与待焊钢轨断面吻合；包装上有标记．便于识别产品类型，生产日期；不得受潮、破损、开裂；坩埚使用前不得受潮、破损、开裂。

配备限制钢水飞溅的坩埚盖；坩埚底部易熔塞用来控制钢水流下的时间，必须保持完好状态。

检查待焊钢轨端面是否平直，端面不平度不得大于2mm；钢轨不能有损伤、裂纹等；去除钢轨端面及距轨50mm范围内的油、锈和切割时残留下的熔渣。

2．组装焊接根据工艺要求要预留轨缝，为避免由于焊缝收缩造成的低接头(顶面下凹)，在固定钢轨时要留有一定的预拱度，其大小要根据焊接工艺和焊接时钢轨的支撑条件而定。

简述铝热焊接钢轨的主要原理
铝热焊接钢轨是一种常用的钢轨连接方法，它的主要原理是利用铝热焊接技术将两段钢轨连接在一起，形成一个连续的轨道线路。

铝热焊接钢轨的主要原理包括以下几个步骤：
1. 准备工作：首先需要准备好要进行焊接的钢轨，并确保它们的尺寸和表面状态符合要求。

同时，还需要准备好热焊接设备和铝焊丝等焊接材料。

2. 预热：在进行铝热焊接之前，首先需要对要焊接的钢轨进行预热。

预热的目的是提高钢轨的温度，以便在焊接过程中更好地与铝材料融合。

通常，预热温度为200摄氏度左右，可以通过火焰喷枪或电热器等设备进行预热。

3. 焊接：预热完钢轨后，可以开始进行铝热焊接。

焊接时，将铝焊丝放置在两段要连接的钢轨之间，然后使用电弧焊接设备，通过电流和热量将铝焊丝熔化，与钢轨形成一体化的连接。

焊接过程需要控制好焊接温度和焊接速度，以确保焊接质量。

4. 冷却：焊接完成后，需要让焊接部位冷却一段时间，以确保焊缝的强度。

冷却过程中，可以使用水或其他冷却介质加速冷却。

冷却时间一般为几分钟到几十分钟，具体时间取决于焊接材料和焊接条件等因素。

5. 整形和修整：在焊接完成并冷却后，还需对焊接部位进行整形和修整。

这可以通过磨削、切割和打磨等工艺来实现，以确保焊接部位与原始钢轨的外观和尺寸一致。

铝热焊接钢轨的主要原理是通过在焊接过程中将铝焊丝与钢轨熔化融合，形成坚
固的连接。

这种连接方式具有焊缝强度高、耐磨损、抗腐蚀等优点，适用于各种铁路、地铁及轻轨等铁路线路的建设和维护。

同时，铝热焊接钢轨还能够提高钢轨的使用寿命和行车的平稳性，减少噪音和振动，提高运行的安全性和舒适性。

铝热焊用化学反应热作为热源的焊接方法。

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。

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。

铝热焊具有设备简单、使用方便、不需要电源等特点，常用于钢轨、钢筋和其他大截面工件的焊接。

钢轨铝热焊接就是将铝粉、氧化铁和其他合金添加物配制成的铝热焊剂放在特制的反应坩埚中，用高温火柴点燃引发铝热反应。

在反应过程中，放出大量的热熔化合金添加物，与反应生成的铁形成为钢液，由于其密度大沉于坩埚底部，反应生成的熔渣较轻而浮在上部，在很短时间内，高温的铝热钢水熔化坩埚底部的自熔塞，浇注到与钢轨外形尺寸一致的砂型和局部预热待焊钢轨形成的封闭空腔中，同时铝热钢水本身又作为填充金属，与熔化的钢轨共同结晶，冷却，将两段钢轨焊成整体。

钢轨铝热焊的主要特点： 4.1.1、设备特点钢轨铝热焊接充地利用了原料的化学反应放热，因而不需要或只需要一个很小的激发反应就可实现铝热钢水的生成，完成钢轨铝热焊接接头的所需要设备总重约600Kg，最重设备不超过85Kg，特别适合现场流动作业。

4.1.2、接头平顺性高钢轨铝热焊接过程没有顶锻，接头的平顺性仅取决于对轨精度，现场铝热焊施工工艺流程图1轨端干燥→轨端除锈去污→调整轨缝→钢轨对位安装砂模→涂封箱泥调节火焰→钢轨预热→安装坩埚→点火浇注→填写记录→按时拆模→及时推镏→切开柱基→保温拆架→冷却打磨→探伤检查→施工准备5而且焊后无需对接头进行校直，接头的平顺性高。

4.1.3、作业时间短钢轨铝热焊接过程中，对断面清理的要求低，每个铝热焊接接头从准备到最后的打磨完工，可在一个小时内完成。

修复断轨焊接两个焊接接头可以一个半小时内完成。

4.1.4、焊接占用空间小钢轨铝热焊接过程时，接头横向间隙大于50cm即可，特别适合于道岔焊接。

目录1、钢轨铝热焊特点及国内应用现状 (1)2、国外钢轨铝热焊技术的发展 (2)3、国内铝热焊研究的进展 (3)3. 1钢轨铝热焊接工艺及焊接工具 (3)3. 2铝热焊剂 (4)3. 3铝热焊工艺装备的研制 (4)3. 4焊后热处理 (4)4我国铝热焊生产技术的进展 (4)4. 1铝热焊剂的生产 (4)4. 2砂型生产 (5)4. 3焊接材料包装的改良 (5)5、铝热焊施工工艺 (5)5.1 工艺流程 (5)5.2 工艺操作 (5)6、无缝线路钢轨铝热焊接质量的控制与提高 (8)6.1 概述 (8)6.2 常见焊接质量缺陷的原因分析 (8)6.3 焊接质量控制的措施 (9)6.4 焊接质量改良建议 (9)铝热焊接钢轨1、钢轨铝热焊特点及国内应用现状钢轨铝热焊接其焊接原理是通过配置的铝热剂在坩埚内点燃反应后形成高温铝热钢水注入由焊接沙模和待焊钢轨组成的型腔内，高温钢水通过特别设计的沙模浇注系统，熔化部分待焊钢轨端面，经冷却凝固后将待焊钢轨联结成一个整体。

钢轨铝热焊具有以下几个特点：1）钢轨铝热焊自带热源，因此，设备简单，操作方便，快速，少量人员就可进行焊接操作；2）钢轨在焊接过程中几何位置几乎不变，因此其平顺性取决于工装卡具，故焊接接头的平顺性优于气压焊。

由于焊接过程中钢轨无纵向移动，因此特别适用于跨区间无缝线路的焊接；3）钢轨铝热焊是铸造过程，其焊缝金属是铸态组织，因此其接头的性能具有铸造的特点。

力学性能相对闪光焊、气压焊要差。

基于上述特点，铝热焊成为铁路无缝线路铺设的主要现场焊接方法。

特别对于提速及高速线路，铝热焊接头以其优良的平顺性而得到世界各国的广泛采用。

20实际80年代推出的小型移动式气压焊在铁路高速化的趋势下因其平顺性较差已被逐步淘汰。

近年，原来作为厂焊的闪光焊也开始应用于现场焊接，出现了移动式焊轨作业车。

但因我国铁路运量巨大，移动式焊轨车必需占用线路、以及道岔空间小等原因，移动式焊轨车无法焊接所有的现场焊接接头，铝热焊仍将是提速及高速线路重要的焊接手段，如下表为钢轨焊接的各种焊接方法的比较与应用范围。

高中化学拾遗补缺——常说的铝热法到底有什么用？铝热焊法简介铝热焊法是目前国内外无缝线路焊接联合接头的主要方法，具有设备简单、操作方便、适宜在线路上进行焊接等优点。

（1）铝热焊法的发展20世纪以来，世界各国都在发展和推广无缝线路，特别是近年来，为了适应高速线路发展的需要，一般都采用无缝线路。

铁路线路改铺无缝线路后，可以提高列车运行速度，改善列车运行条件，减少维修工作量，延长设备使用寿命，并可使行车平稳，旅客舒适。

铝热焊法应用于铁路线路的长钢轨焊接，1924年始于德国。

铝热焊法已被认为是一种具有高效率的快速焊接法，因此已为许多国家所采用。

我国1960年后也开始成批地生产钢轨铝热焊剂，进行联合焊接。

铝热焊法不仅使用在铁路方面，现在它在其它部门也得到了越来越广泛的应用，如基建部门利用它焊接天车轨道等。

（2）铝热焊接钢轨的基本原理铝热焊接的化学原理，是利用活动性较强的金属能够把活动性较弱的金属从它的氧化物中还原出来的原理。

因为铝在足够高的温度下有较强的活动性，它可以从很多重金属的氧化物中夺取氧，而把重金属还原出来。

例如铝能把铁、钛、钒、铬、锰、钨等从它们的氧化物中还原出来，同时放出大量的热，温度可达2500～3500℃，从而使这些金属成为液态。

铝热法焊接铁轨铝热焊接钢轨基本原理的主要化学方程式是：3FeO+2Al=3Fe+Al2O3ΔH= -834.9 kJ /molFe2O3+2Al=2Fe+Al2O3ΔH= -829.9 kJ /mol3Fe3O4+8Al=9Fe+4Al2O3ΔH= -3236.3 kJ /mol为了获得优质的铝热钢，根据不同要求，在铝热焊剂中可加入石墨粉（调整碳的含量）和一些合金元素如锰、硅、钛、钼等。

（3）铝热焊剂的组成和作用铝热焊剂的质量跟铝热焊剂的组成材料及配方有关。

铝热焊剂的组成可分为三部分：①铝热焊剂的重要组成部分铝粉它主要起还原氧化铁的作用。

氧化铁它一方面可供给反应时需要的氧，产生大量热量，另一方面，还原的铁可作为焊接的填充金属。

铝热焊接技术铝热焊接技术是一种常见的金属焊接方法，广泛应用于工业生产和建筑领域。

它通过加热和融化铝材料，然后再将其冷却固化，以达到焊接的目的。

铝热焊接技术具有许多优点，如焊接强度高、焊接过程简单、焊接速度快等。

下面将详细介绍铝热焊接技术的原理、应用和发展趋势。

一、原理铝热焊接技术的原理是利用高温将铝材料加热至熔点，并将其与其他铝材料或金属材料接触，然后冷却固化，形成焊接接头。

在焊接过程中，需要使用适当的焊接电流和焊接时间来控制焊接温度和焊接速度，以确保焊接接头的质量。

铝热焊接技术主要有两种方法：气体保护热焊接和电弧热焊接。

气体保护热焊接是通过气体保护剂（如氩气）来保护焊接区域，防止氧化和污染。

电弧热焊接是通过电弧加热来融化铝材料，并形成焊接接头。

二、应用铝热焊接技术在工业生产和建筑领域有广泛的应用。

在工业生产中，铝热焊接技术常用于焊接铝合金零件、铝制容器和管道等。

它可以提高焊接接头的强度和密封性，确保产品质量。

在建筑领域，铝热焊接技术常用于焊接铝窗、铝门和铝幕墙等。

它可以使建筑材料具有更好的整体性能和美观性。

三、发展趋势随着科学技术的不断进步，铝热焊接技术也在不断发展。

目前，一些新的铝热焊接技术已经应用于实际生产中。

例如，激光热焊接技术可以实现高精度焊接，提高焊接接头的质量；摩擦热焊接技术可以实现连续焊接，提高焊接效率。

此外，还有一些新材料和新工艺被应用于铝热焊接技术中，以进一步提高焊接接头的性能。

铝热焊接技术是一种重要的金属焊接方法，具有广泛的应用前景。

在未来，随着科学技术的不断进步，铝热焊接技术将会得到更多的发展和应用。

我们期待着铝热焊接技术在各个领域的进一步突破，为工业生产和建筑领域带来更多的创新和发展。