CN100396420C - 钢轨表面带状不锈钢的焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢轨表面带状不锈钢的焊接方法，其要解决的技术问题是在钢轨表面焊接带状不锈钢导电层以防止钢轨锈蚀，包括下述步骤：控制气阀动作，气缸推杆推动下安装板向下运动直到焊接滚轮将带状不锈钢压紧在钢轨中心位置的焊接起点上，左、右导电滚轮也压紧在钢轨上；控制***发出焊接信号的同时滞后一个周期发出焊接小车驱动信号，焊完一个焊点，焊接小车向前运动一个焊点的位置，焊接滚轮将带状不锈钢连续焊在钢轨上的同时，随着焊接小车的移动，焊接滚轮向前运动便可向下拉动带状不锈钢，形成连续焊接。本发明采用电容储能电源，其脉冲电流加热集中且时间短，解决了带状不锈钢与钢轨大厚度比单面连续焊接问题且结合强度高。

Description

钢轨表面带状不锈钢的焊接方法

技术领域

本发明涉及一种焊接方法，特别是钢轨表面带状不锈钢的焊接方法。

背景技术

铁路钢轨的表面，尤其是在车站附近段，常会发生不同程度的锈蚀现象。当列车通过这种锈蚀钢轨时，就会造成轨道电路分路不良，从而出现错误信号，严重影响铁路行车的安全性。解决这一问题的有效方法是在锈蚀钢轨的表面焊接一层簿而窄的不锈钢带导电层，这样当列车通过时，就可保证轨道电路分路良好。

公知的电阻缝焊机，只能用于双面缝焊，即当焊接时，将焊接板材置于两个焊接滚轮之间，启动焊接开关后，上滚轮压下后开始转动并开始通电焊接。焊件随滚轮的转动而移动实现缝焊。因此，公知的电阻缝焊机有以下不足：只能在固定场所焊接；只能进行双面焊接；工艺上无法保证厚度十分悬殊的焊件的焊接质量；对于钢轨的复杂形状，无法放置焊接滚轮实施焊接。

发明内容

为了克服现有技术只能在固定场所对焊接厚度相差不大的材料进行搭接焊合的不足，本发明提供一种钢轨表面带状不锈钢的焊接方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种钢轨表面带状不锈钢的焊接方法，包括下述步骤：

1)将焊接小车移到轨道上，使左导电滚轮、焊接滚轮及右导电滚轮位于钢轨表面平直段，启动控制***，控制***控制气阀动作，气缸推杆推动下安装板向下运动直到焊接滚轮将不锈钢带压紧在钢轨中心位置的焊接起点上，左、右导电滚轮也压紧在钢轨上；

2)控制***发出焊接信号的同时滞后一个通电周期发出焊接小车驱动信号，焊完一个焊点，焊接小车向前运动一个焊点的位置，焊接滚轮将带状不锈钢连续焊在钢轨上的同时，随着焊接小车的移动，焊接滚轮向前运动便可向下拉动带状不锈钢，形成连续焊接；

3)整盘不锈钢带焊完后，控制***发出信号，依次停止焊接、停止焊接小车、气阀停止，气缸推杆收回，带动下安装板将焊接滚轮和左、右导电滚轮抬起；

4)更换不锈钢带后，重新执行步骤1)～步骤3)。

本发明的有益效果是：由于采用了可沿钢轨移动的焊接小车、焊接滚轮、导电滚轮以及带盘结构，实现了边移动边焊接的功能；导电轮支架与下安装板弹性接触，保证了焊接滚轮将不锈钢带紧紧压在钢轨上的同时左、右导电滚轮能始终紧紧压在钢轨上；焊接滚轮、导电滚轮均位于钢轨上表面的平直段，可对各种路况下的钢轨进行连续焊接。采用电容储能电源，焊接电流为脉冲电流，加热集中而时间短，解决了不锈钢带与钢轨大厚度比的单面连续焊接问题，焊接过程几乎不会对钢轨母体造成影响，而且其正半周充电、负半周放电的方式，提高了焊接速度及焊缝的连续性，可使不锈钢带与钢轨之间有较高的结合强度。

附图说明

图1是本发明钢轨表面不锈钢带的焊接方法电容储能式电源、控制***、焊接小车及专用焊接装置与钢轨位置示意图。

图2是专用焊接装置结构示意图

图3是图2中的A-A剖视图。

图4是图2中的B-B剖视图。

图5是图2中的C-C剖视图。

图6是图2中的D-D剖视图。

图中1-焊接变压器，2-焊接滚轮，3-带盘，4-导杆，5-软铜带，7-左导电滚轮，8-气缸推杆，9-上安装板，10-不锈钢带，11-导电轮支架，12-下安装板，13-钢轨，14-弹簧杆，15-弹簧，16-焊接轮导电铜块，17-右导电滚轮，18-导电铜套，19-焊接轮轴，20-焊接小车安装架，21-压紧弹簧，22-挡圈，23-绝缘板，24-带盘轴，25-带盘支架，26-气缸，27-焊点，28-焊接轮支架，50-轴承，51-绝缘套，61-充电变压器，62-充电回路可控硅，63-放电回路可控硅，64-控制***，65-充电回路可控硅触发信号，66-放电回路可控硅触发信号，67-焊接焊接小车驱动电机启动信号，68-电容器组，69-电流线，70-专用焊接装置，71-焊接小车，72-电容储能式电源，73-电子气阀通电信号，116-导电轮导电铜块，119-导电轮轴。

具体实施方式

参照图1～6，将实施焊接的电容储能式电源72、控制***64及其它附件安装于焊接小车71之上，焊接小车71采用可沿铁路钢轨行进的一般焊接小车即可。将专用焊接装置70整体通过上安装板9用螺钉固连在焊接小车安装架20上，使左导电滚轮7、焊接滚轮6及右导电滚轮17位于钢轨13表面平直段，在压力的作用下，焊接滚轮6将不锈钢带10压紧在钢轨13的正中心，左导电滚轮7和右导电滚轮17位于不锈钢带两侧且与钢轨13表面平直段良好接触。

电容储能式电源72由充电变压器61、可控硅62、63、焊接变压器1、电容器组68等组成。电容储能式电源72的充、放电过程由以单片机89C52为核心的控制***64控制，在网络电压的正半周零点时刻，控制***64发出的充电回路可控硅触发信号65经放大后加在充电回路可控硅62的控制极上，这样充电变压器61的输出端便经过电阻R1和充电回路可控硅62向电容器组68充电，电阻R1值选取合适大小时，充电过程可在10ms内完成，充电完成后，充电回路可控硅62承受负压自然关断。在网络电压的负半周零点时刻，控制***64发出放电回路可控硅触发信号66经放大后加在放电回路可控硅63的控制极上，此时，电容器组68通过焊接变压器1快速放电，焊接变压器1的副边输出极输出脉冲电流由焊接滚轮6经不锈钢带10和钢轨13上表层流向两侧导电滚轮，该脉冲电流便可使不锈钢带10和钢轨13接触面形成一个熔核27。这种同侧单面焊电流线69的分布形式能够实现不锈钢带与钢轨大厚度比的焊接，且由于焊接电流为脉冲电流，加热集中而时间短，故焊接过程几乎不会对钢轨母体造成影响；同时这种网络电压正半周充电、负半周放电的焊接方式，大大提高了焊接速度及焊缝的连续性，可使不锈钢带与钢轨之间有较高的结合强度。

专用焊接装置70由带盘3、导杆4、左导电滚轮7、气缸推杆8、上安装板9、导电轮支架11、下安装板12、弹簧杆14、弹簧15、焊接轮导电铜块16、右导电滚轮17、导电铜套18、焊接轮轴19、焊接小车安装架20、压紧弹簧21、挡圈22、绝缘板23、带盘轴24、带盘支架25、气缸26、焊接轮支架28、轴承50、绝缘套51、导电轮导电铜块116以及导电轮轴119等组成。

焊接滚轮2通过平键和轴台固定安装在焊接轮轴19上，焊接轮轴19通过轴承与焊接轮支架28固连，轴承外圈装有绝缘套51以使焊接滚轮2与焊接轮支架28绝缘，这样可防止焊接电流从焊接轮支架28分流。焊接轮导电铜块16套在焊接轮轴19上并能在轴上滑动，其一侧与焊接滚轮2接触，另一侧与套在焊接轮轴19上的压紧弹簧21接触，挡圈22通过螺纹安装在焊接轮轴19上，当在焊接轮轴19上旋进挡圈22时，焊接轮导电铜块16在压紧弹簧21的作用下与焊接滚轮2紧密接触。焊接轮导电铜块16通过软铜带5与焊接变压器1输出电极相连，在焊接滚轮2转动时，焊接轮导电铜块16并不转动，保证焊接滚轮2与焊接变压器1输出电极形成良好导电通路。

同样，左导电滚轮7、右导电滚轮17通过平键和轴台固定安装在导电轮轴119上，导电轮轴119通过轴承与导电轮支架11相连，轴承外圈装有绝缘套51以使左导电滚轮7、右导电滚轮17与导电轮支架11绝缘，这样可防止焊接电流从导电轮支架11分流。导电轮导电铜块116、压紧弹簧21、挡圈22也安装在导电轮轴119上，位于右导电滚轮17右侧，当在轴上旋进挡圈22时，导电轮导电铜块116在压紧弹簧21的作用下与右导电滚轮17紧密接触，在左导电滚轮7和右导电滚轮17之间加了导电铜套18，导电轮导电铜块116通过软铜带5与焊接变压器1另一输出电极相连，这样在左导电滚轮7和右导电滚轮17转动时，能与焊接变压器1另一输出电极形成良好导电通路。

焊接滚轮2轴向距左导电滚轮7和右导电滚轮17的距离相等，这样在焊接时，从焊接滚轮2流向左导电滚轮7和右导电滚轮17的电流密度相等，焊接工艺好。

焊接轮支架28与下安装板12用螺钉直接固连。导电轮支架11两端的耳片上分别焊有一根弹簧杆14，弹簧杆14上套有弹簧15并从下安装板12两边相应位置的开孔中穿出，伸出部分带有螺纹可用螺帽旋紧，调整螺帽可调节弹簧15的松紧。当下安装板12随气缸推杆8向上运动时，可带动焊接轮支架28和导电轮支架11一起向上移动，这样便抬起焊接滚轮2、左导电滚轮7和右导电滚轮17。气缸推杆8向下施加压力时，下安装板12带动焊接轮支架28和导电轮支架11一起向下运动，直到焊接滚轮2将不锈钢带10紧紧压在钢轨13上，由于弹簧15的弹力作用，左导电滚轮7和右导电滚轮17也紧紧压在钢轨13上。焊接过程中，焊接滚轮2的损耗较大，其直径会逐渐小于左导电滚轮7和右导电滚轮17的直径，但弹簧15受压而自然缩短，从而保证了焊接滚轮2将不锈钢带10紧紧压在钢轨13上且左导电滚轮7和右导电滚轮17能始终紧紧压在钢轨13上。

气缸26用螺钉固定在上安装板9上。气缸推杆8从上安装板9的开孔中伸出，气缸推杆8的下端与下安装板12用螺钉固定连接。当气缸26的气阀通电时，气缸推杆8可推动下安装板12向下运动。当气缸26气阀断电时，气缸推杆8可带动下安装板12向上抬起。两根导杆4的下部与下安装板12采用焊接或螺纹连接固连在一起，上部穿入上安装板9所开的定位孔中，导杆4与定位孔间隙为零配合，这样保证气缸推杆8施加压力和抬起时，下安装板12只能沿着导杆4严格上、下运动，而不会发生偏摆。

不锈钢带10在焊接前事先绕装在带盘3上，带盘3通过带盘轴24和带盘支架25安装在上安装板9上。在焊接过程中，焊接滚轮2将不锈钢带10连续焊在钢轨13上，并向下拉动不锈钢带10，直至整盘不锈钢带焊完。

焊接过程如下：

1.将焊接小车71移到轨道13上，让装有专用焊接装置70一边的车轮位于被焊接钢轨13上，启动控制***64，控制***64发出电子气阀通电信号73经放大后加在气缸26气阀控制端上，气阀通电后气缸推杆8推动下安装板12向下运动直到焊接滚轮2将不锈钢带10紧紧压在钢轨13上，左导电滚轮7和右导电滚轮17紧紧压在钢轨13上。

2.控制***64发出焊接信号的同时滞后一个通电周期发出焊接小车71驱动信号，控制***64在网络电压的每个正、负半周零点时刻分别发出充电回路可控硅触发信号65和放电回路可控硅触发信号66，电容储能式电源72便在网络电压的正半周内充电、负半周内放电，这样便在网络电压负半周内形成一个焊点；专用焊接装置70焊完一个焊点，焊接小车71向前运动一个焊点的位置。

3.焊接滚轮2将不锈钢带10连续焊在钢轨13上，随之向前运动便可向下拉动不锈钢带10，从而实现钢轨表面不锈钢带的自动连续焊接。

4.整盘不锈钢带焊完后，控制***64依次停发充电回路可控硅触发信号65、放电回路可控硅触发信号66、焊接焊接小车驱动电机启动信号67使电容储能式电源72先停止充、放电，然后焊接小车停止。

5.控制***64停发电子气阀通电信号73，气缸推杆8收回，带动下安装板12及焊接和导电滚轮抬起。

6.将新的不锈钢带10再绕装在带盘3上，重新执行1～5步骤。

Claims (1)

1.一种钢轨表面带状不锈钢的焊接方法，包括下述步骤：

1)将焊接小车移到轨道上，使左导电滚轮、焊接滚轮及右导电滚轮位于钢轨表面平直段，启动控制***，控制***控制气阀动作，气缸推杆推动下安装板向下运动直到焊接滚轮将带状不锈钢压紧在钢轨中心位置的焊接起点上，左、右导电滚轮也压紧在钢轨上；

2)控制***发出焊接信号的同时滞后一个通电周期发出焊接小车驱动信号，焊完一个焊点，焊接小车向前运动一个焊点的位置，焊接滚轮将带状不锈钢连续焊在钢轨上的同时，随着焊接小车的移动，焊接滚轮向前运动便可向下拉动带状不锈钢，形成连续焊接；

3)整盘不锈钢带焊完后，控制***发出信号，依次停止焊接、停止焊接小车、气阀停止，气缸推杆收回，带动下安装板将焊接滚轮和左、右导电滚轮抬起；

4)更换不锈钢带后，重新执行步骤1)～步骤3)。

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