焊接轨道两根钢轨用的焊接设备与焊接方法

作者:锦华焊接设备管理员 发布时间:2014-8-27 10:25:20
焊接轨道两根钢轨用的焊接设备(1)的一个半部上有一个配备温度探头的空气喷嘴。通过空气喷嘴的冷却口可以直接在切除焊瘤之后,输送压缩空气可控地冷却灼热的焊接接头。这样就可以最佳方式焊接轨头淬火硬化的钢轨。
权利要求
1.一种焊接轨道(3)两根钢轨用的焊接设备(1),其由一个控制装置(5)和焊接设备的两个半部以及一个切除焊接接头焊瘤用的剪切刀组成,利用压力缸可使配备贴靠钢轨用的夹紧块的所述两个半部依钢轨的纵向移动,其特征在于:在所述焊接设备的一个半部旁固定有一个配备一温度探头的空气喷嘴,所述控制装置(5)设置成用于控制向空气喷嘴输送的压缩空气。
2.根据权利要求1所述的焊接设备,其特征在于:所述空气喷嘴和温度探头位于所述焊接设备的两个半部之间。
3.根据权利要求1或2所述的焊接设备,其特征在于:所述空气喷嘴固定在所述剪切刀上。
4.根据权利要求1所述的焊接设备,其特征在于:所述控制装置(5)设计成用于供给一个根据温度探头所记录的焊接接头温度而自动起动所述空气输送过程的起动温度。
5.根据权利要求1或4所述的焊接设备,其特征在于:所述控制装置(5)设计成用于供给一个根据温度探头所记录的焊接接头温度而自动终止所述空气输送过程的终止温度。
6.根据权利要求1,2或3所述的焊接设备,其特征在于:送入空气喷嘴的压缩空气,由控制装置(5)根据温度探头所记录的焊接接头温度进行控制。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的焊接设备,其特征在于:空气喷嘴有一个直接位于焊接接头的轨头上方的冷却口、一个与压缩空气管路相连的压缩空气口以及一个吸收大气的吸入口。
8.根据权利要求7所述的焊接设备,其特征在于:空气喷嘴有两个压缩空气口和两个吸入口,它们分别沿垂直于钢轨纵向的横向方向与一个钢轨对称平面保持相等距离a。
9.根据权利要求7或8所述的焊接设备,其特征在于:压缩空气口位于吸入口的下方,其中,吸入口的断面较压缩空气口的断面至少大三倍。
10.根据权利要求1所述的焊接设备,其特征在于:温度探头是一个红外线高温计,用于无接触地测定焊接接头位于轨头上的一个测定点的温度。
11.一种焊接轨道钢轨的方法,其中,利用可调节的电流加热两根钢轨,然后用高压将它们相互压紧而形成焊接接头和焊瘤,其特征在于:a)在将焊瘤从焊接接头上切除以后,随即将一个带有一冷却口的空气喷嘴置于灼热的焊接接头的上方,b)测定焊接接头的温度,c)当焊接接头的温度达到一个临界起动温度时,即自动向空气喷嘴输送压缩空气,以及在压缩空气流入空气喷嘴时所吸入的大气,d)当焊接接头达到一个临界冷却温度后,即自动停止输送压缩空气,e)将所述焊接设备(1)从焊接的钢轨上抬起。
12.根据权利要求11所述的方法,其特征在于:对所述起动温度和冷却温度、输送压缩空气时间的长短这些参数以及冷却阶段的温变过程均进行记录并描绘出来。
13.根据权利要求11或12所述的方法,其特征在于:对通过空气喷嘴输送给冷却口的压缩空气量进行控制,使得所述焊接接头有均匀的冷却速度(℃/每秒)。
说明
焊接轨道两根钢轨用的焊接设备与焊接方法
本发明涉及一种如权利要求1前序部分所述的焊接设备和一种焊接方法。
这类所谓的移动式闪光对焊用的焊接设备的各种结构形式,许多出版物比如US?0?23349216,EP?0?20132227B1或GB?0?22185703A等号专利,已做过介绍而为人们所知。
专业期刊“国际铁路工程”(Rail?0?2Engineering?0?2International)2002年第3期11-16页刊登的一篇文章介绍用输送空气的方法冷却轨头淬火的钢轨焊接接头,也已为人们所知。为此有一个带冷却口的专用冷却罩,在焊接设备移开以后将它罩在灼热的焊接接头上,并输入压缩空气。这种冷却方法的缺点在于有许多重要的过程如移开焊接设备,输送压缩空气的量或冷却时间的长短等,均取决于操作人员的熟练程度和可信赖程度。
本发明的目的就是要创造一种上述类型的焊接设备,要求用这部焊接设备能对轨头淬火或硬化的钢轨进行最佳的焊接。
根据本发明,上述目的是通过具有权利要求1特征部分特征的本文开头所述类型的焊接设备来实现的。
这种结构形式在移开焊接设备之后,即可对焊接接头进行可控的、质量方面随时可再现的冷却。结合使用温度探头,就可以在最有利的温度范围内进行冷却,同时利用控制装置可以调节输送的空气量,以达到冷却均匀和轨头最佳的硬化。
本发明其它优点和实施形式可参看从属权利要求和附图。
下面借助图示实施例进一步阐明本发明,附图中:图1为焊接设备及局部展示的焊轨机的侧视图,图2为焊接设备空气喷嘴放大的侧视图,图3为空气喷嘴依钢轨纵向放大的前视图。
图1所示是一部移动式焊接设备1,用于以电阻焊的方法焊接轨道3的钢轨2。由一个焊轨机23提供电源的焊接设备1由两个半部4和一个控制装置5组成。该焊接设备的两个半部4通过沿钢轨纵向6延伸的液压缸7相连以及可以调节地相对移动。
焊接设备的每个半部4有一对垂直于钢轨纵向的夹紧块8,用于焊接时贴靠在钢轨2上。焊接设备两个半部4之间有一个剪切刀9,利用一驱动装置10能使之依钢轨的纵向相对于焊接设备的两个半部4移动,以切除焊接接头12的焊瘤11(图2)。
如图2和3进一步展示,直接在剪切刀9上固定有一个带有一温度探头14的空气喷嘴13。控制装置5能在一个可选择的、与焊接接头12温度相匹配的温度范围内向空气喷嘴13输送压缩空气。空气喷嘴13有两个压缩空气口16和两个吸入口17,沿垂直于钢轨纵向6的横向方向分布在与钢轨对称平面15的等距离a处。压缩空气口16位于吸入口17的下方,其中吸入口17的断面至少较压缩空气口16的断面大三倍。
温度探头14是一个红外线高温计,用于无接触地探测焊接接头12的轨头20上的一测量点21。有一根压缩空气管22与压缩空气口16相连,此管22连接在焊轨机23内的一空气压缩机24上。在该空气压缩机内有一个由控制装置5控制的阀门25,用于控制输入的压缩空气量。
控制装置5设计成用于供给一起始温度和一终止温度,并在此起始温度和终止温度时接通或关闭通过压缩空气管22输入的压缩空气。为此,温度探头14通过一导线26与控制装置5相连。此外,该控制装置5还配备有存贮介质19,用于记录和描绘各种参数如起始温度与冷却温度、输送压缩空气的持续时间以及冷却阶段的温变过程。
下文将进一步介绍焊接设备的工作原理。
为了进行焊接,将焊接设备1从焊轨机23降到准备焊接的两根钢轨2上,并通过夹紧块8与钢轨接触。通电以后,就会形成众所周知的灼热的焊接接头12和焊瘤11。随后用驱动装置10沿钢轨的纵向6相对于仍与钢轨保持接触的焊接设备的半部4移动剪切刀9切除焊瘤。此时被切除的焊瘤11离开灼热的焊接接头12(见图2),而固定在剪切刀9背面的空气喷嘴13的冷却口18即自动定位在焊接接头12上方。
温度探头14记录了冷却阶段的最佳起始温度后,由控制装置5打开阀门25,将干燥的压缩空气(6巴压力,1,400升/每分钟)通过压缩空气管道22可控地送给空气喷嘴13。由此将大气或环境空气吸入两个吸入口17(25,000升/每分钟),然后经过冷却口18将空气送给在轨头20范围内的焊接接头12进行冷却。一旦温度探头14在测点21测到临界冷却温度,即中断压缩空气的供应而结束冷却阶段。这样就可以使轨头20范围内的焊接接头12硬化达到15毫米的深度。随后从钢轨2上松开夹紧块8和剪切刀9,抬起焊接设备1驶向下一个焊接地点。
可控的冷却起始温度应在800℃-850℃。结束冷却阶段的临界温度应为500℃。此时要特别注意的是,焊接接头的冷却最迟应在焊接结束后30秒钟以内开始。当然冷却参数取决于焊接钢轨的类型或取决于制造厂家给定的参数,因此特别有利的是将各种与一定钢轨类型最佳匹配的冷却参数存入控制装置5,然后通过按键提取这些参数。
每次冷却焊接接头12时记录并描绘出各种参数如起始温度与冷却温度、输送空气的时间和温变过程。通过空气喷嘴13输送给冷却口18的空气量可这样自动调节,即,使得焊接接头12的冷却速度(比如4℃/每秒)保持均匀。只有空气压缩机24内有足够的压力时,控制装置5才会使焊接过程开始。