CN109208409A - 跨座式单轨道岔梁及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种跨座式单轨道岔梁及其制作方法，所述跨座式单轨道岔梁包括：底板、行走板、左腹板和右腹板。行走板设在底板上方，且行走板与底板上下间隔；左腹板的上端与行走板相连、下端与底板相连；右腹板的上端与行走板相连、下端与底板相连，且左腹板和右腹板左右间隔，其中，左腹板和右腹板中至少一个腹板的端部的一侧连接有伸出端部的衬垫且端部的另一侧具有单边坡口。根据本发明实施例的跨座式单轨道岔梁，可极大降低焊接操作难度，同样显著降低焊缝根部出现未焊透及未熔合等焊接缺陷风险，提高焊接质量及生产效率。

Description

跨座式单轨道岔梁及其制作方法

技术领域

本发明涉及有轨列车技术领域，特别涉及一种跨座式单轨道岔梁以及该跨座式单轨道岔梁的制作方法。

背景技术

跨座式单轨道岔是一种特殊结构的道岔，采用电力驱动，实现道岔梁整体转辙，从而与轨道梁或道岔梁对位而形成岔道，以完成车辆行驶线路的转线需要。道岔梁是道岔***核心的承载部件之一，为典型的箱型钢结构。因其重要承载特点，焊缝等级要求非常高，焊后需进行无损探伤检测(RT或UT)，通常设计要求为全熔透焊缝。为确保道岔梁主结构焊缝达到设计熔透要求，因此其焊缝接头形式及组焊工艺尤为重要。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种跨座式单轨道岔梁，可以实现较高强度的焊接。

根据本发明实施例的跨座式单轨道岔梁，包括：底板、行走板、左腹板和右腹板。所述行走板设在所述底板上方，且所述行走板与所述底板上下间隔；所述左腹板的上端与所述行走板相连、下端与所述底板相连；所述右腹板的上端与所述行走板相连、下端与所述底板相连，且所述左腹板和所述右腹板左右间隔，其中，所述左腹板和所述右腹板中至少一个腹板的端部的一侧连接有伸出所述端部的衬垫且所述端部的另一侧具有单边坡口。

根据本发明实施例的跨座式单轨道岔梁，仅从单侧施焊，可极大降低焊接操作难度，同样显著降低焊缝根部出现未焊透及未熔合等焊接缺陷风险，提高焊接质量及生产效率。通过增加背部焊接衬垫，可有效避免出现根部烧穿现象，且可适当增大焊接参数，特别是打底焊接，从而减少根部未熔合未焊透现象。

另外，根据本发明上述实施例的跨座式单轨道岔梁，还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一个实施例中，所述腹板的所述端部的衬垫伸出所述端部2毫米到3毫米。

在本发明的一个实施例中，所述腹板的所述端部的钝边在0毫米到2毫米的范围内。

在本发明的一个实施例中，所述单边坡口面的倾斜角度在40°到60°的范围内。

在本发明的一个实施例中，所述衬垫为方形长条状。

在本发明的一个实施例中，所述左腹板的上端部和下端部以及所述右腹板的上端部和下端部均具有所述衬垫和所述单边坡口。

在本发明的一个实施例中，所述腹板的内侧设置所述衬垫且所述腹板的外侧设置所述单边坡口。

本发明还提出了一种跨座式单轨道岔梁的制作方法，所述跨座式单轨道岔梁为根据前述的跨座式单轨道岔梁，所述制作方法包括：先将衬垫点焊于所述腹板的端部的一侧并使衬垫伸出所述端部，然后将点焊在一起的腹板和衬垫与顶板和底板中的一个焊接。

在本发明的一个实施例中，所述焊接包括先进行打底焊接后进行填充及盖面焊接，打底焊接的电流小于填充及盖面焊接的电流，打底焊接的电压小于填充及盖面焊接的电压，打底焊接的速度大于填充及盖面焊接的速度。

在本发明的一个实施例中，打底焊接的电流在170A到200A的范围内、电压在23V到25V的范围内、焊接速度在19cm/min到22cm/min的范围内，填充及盖面焊接的电流在220A到250A的范围内、电压在26V到28V的范围内、焊接速度在15cm/min到18cm/min的范围内，

在本发明的一个实施例中，焊接过程中采用流量在15L/min到20L/min范围内的混合气保护。

附图说明

图1是本发明一个实施例的跨座式单轨道岔梁的示意图。

图2是图1中圈A区域的焊接示意图。

图3是本发明一个实施例的腹板与衬垫配合的示意图。

附图标记：跨座式单轨道岔梁1，底板11，行走板12，左腹板13，右腹板14，衬垫15，单边坡口101，衬板伸出的长度L1，腹板的端部的钝边的尺寸L2，单边坡口面的倾斜角度A1。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

跨座式单轨道岔梁是一种特殊结构的道岔梁，采用电力驱动，实现道岔梁整体转辙，从而与轨道梁或道岔梁对位而形成岔道，以完成车辆行驶线路的转线需要。道岔梁是道岔梁***核心的承载部件之一，为典型的箱型钢结构。因其重要承载特点，焊缝等级要求非常高，焊后需进行无损探伤检测(RT或UT)，通常设计要求为全熔透焊缝。为确保道岔梁主结构焊缝达到设计熔透要求，因此其焊缝接头形式及组焊工艺尤为重要。

对于T形接头的焊接方式，本发明的设计人提出了多种焊接方案，例如：①不开坡口②单边坡口、③双边对称坡口。

其中，开单边坡口时，坡口面角度β＝(35-60)°，钝边c＝(0-2)mm；开双边对称坡口是，坡口面角度β＝(35-60)°，钝边c＝(0-2)mm。

其中第①种接头形式，焊接操作简单，但对于跨座式单轨道岔梁主结构显然不适用，因其属重要承载焊缝且为厚板焊接，不管是从单面还是双面焊接都无法熔透，满足不了设计强度要求，固不能采用。

第②种接头形式，仅从单侧施焊，操作方便，此外设计上可实现熔透焊接。但此种接头形式，对实际生产中组装及焊接工艺要求较高，若存在装配间隙不均匀、焊接参数选取不合适、焊工技能水平不足等原因，都容易形成根部烧穿、未焊透、未熔合等焊接缺陷。因此若用于道岔梁主结构焊接，必然会给产品质量带来较大风险隐患。

第③种接头形式，可以实现焊缝熔透焊接，但存在以下不足：第一，道岔梁内部设有加强横隔板，因此内侧施焊操作空间相对较狭小，焊接操作难度较高；第二，目前道岔梁腹板厚度通常在12-16mm，双侧对称坡口设计，会导致腹板内侧焊接填充量大，焊接道次较多，因此生产效率会降低且形成焊接不良缺陷风险高。

可以看出，由于跨座式单轨道岔梁本身结构的原因，上述的这些焊接方案在应用到跨座式单轨道岔梁中的焊接时，或多或少地存在一些问题，难以满足跨座式单轨道岔梁的焊接。

为了解决跨座式单轨道岔梁1的焊接问题，本发明提供了一种新的焊接结构。

结合图1至图3，根据本发明实施例的跨座式单轨道岔梁1，包括：底板11、行走板12、左腹板13和右腹板14。

具体而言，行走板12设在底板11上方，且行走板12与底板11上下间隔。左腹板13的上端与行走板12相连，且左腹板13的下端与底板11相连。左腹板13的上端与行走板12相连，且左腹板13的下端与底板11相连，且左腹板13和右腹板14左右间隔。

左腹板13和右腹板14中至少一个腹板的端部的一侧连接有伸出端部的衬垫15且另一侧具有单边坡口101。其中，所述的腹板为左腹板13和/或右腹板14，而端部为上端部和/或下端部，端部的另一侧具有单边坡口101是指端部的所述另一侧具有坡口且端部的所述一侧没有设置坡口。其中，衬垫14伸出腹板的端部是指衬垫14沿着上下方向伸出端部的边沿。

具体而言，包括如下技术方案及其结合中的至少一种：

左腹板13的上端部的一侧设有衬垫15，且衬垫15向上伸出左腹板13的上端部，左腹板13的上端部的另一侧设有单边坡口101；

左腹板13的下端部的一侧设有衬垫15，且衬垫15向下伸出左腹板13的下端部，左腹板13的下端部的另一侧设有单边坡口101；

右腹板14的上端部的一侧设有衬垫15，且衬垫15向上伸出右腹板14的上端部，右腹板14的上端部的另一侧设有单边坡口101；

右腹板14的下端部的一侧设有衬垫15，且衬垫15向下伸出右腹板14的下端部，右腹板14的下端部的另一侧设有单边坡口101。

根据本发明实施例的跨座式单轨道岔梁1，仅从单侧施焊，可极大降低焊接操作难度，同样显著降低焊缝根部出现未焊透及未熔合等焊接缺陷风险，提高焊接质量及生产效率。通过增加背部焊接衬垫15，可有效避免出现根部烧穿现象，且可适当增大焊接参数，特别是打底焊接，从而减少根部未熔合未焊透现象。

优选地，腹板的内侧设置所述衬垫，且腹板的外侧设置单边坡口。换言之，衬板15设在腹板端部的内侧，单边坡口101形成于腹板的端部的外侧。当然，也可以将：衬板15设在腹板端部的外侧，单边坡口101形成于腹板的端部的内侧。

另外，所述的内侧和外侧是相对而言的，左腹板13和右腹板14之间为内，具体而言，左腹板13上面向右腹板14的一侧为左腹板13的内侧；左腹板13上背离右腹板14的一侧为左腹板13的外；右腹板14上面向左腹板13的一侧为左腹板13的内侧；右腹板14上背离左腹板13的一侧为左腹板13的外。换言之，左腹板13的右侧为内、左侧为外，右腹板14的左侧为内、右侧为外。

如图3，在本发明的一个实施例中，腹板端部的衬垫15伸出端部2毫米到3毫米，其中图3示出了衬板伸出的长度L1。焊前腹板与方钢条预留高度差，可保证腹板装配时与行走板12及底板11的装配间隙要求，同样可显著降低焊缝根部出现未熔合未焊透机率，更容易获得可靠优质焊缝接头。

进一步地，如图3，腹板的端部的钝边的尺寸L2在0毫米到2毫米的范围内，以进一步地提高焊接的连接强度。

优选地，如图3，单边坡口101面的倾斜角度A1在40°到60°的范围内。可以实现腹板有效地焊接，提高整个跨座式单轨道岔梁1的结构强度。

参照图2和图3,，进一步地，衬垫15为方形长条状。在焊接过程中，方形长条状的衬垫15上的两个表面可以分别稳定地连接腹板和行走板12或腹板与底板11，进一步地提高跨座式单轨道岔梁1的结构强度和稳定性，而且还可以提高跨座式单轨道岔梁1的焊接连接效率。

在焊接过程中，可以将衬垫15分别焊接于腹板和底板11上，或衬垫15分别焊接于腹板和行走板12上。

参照图1，在本发明的一个实施例中，左腹板13的上端部和下端部以及右腹板14的上端部和下端部均具有衬垫15和单边坡口101。也就是说，左腹板13的上端部与行走板12、右腹板14的上端部与行走板12、左腹板13的下端部与底板11、右腹板14的下端部与底板11均采用前述的焊接方式，可以提高整个跨座式单轨道岔梁1的结构强度和稳定性。

下面参照附图描述本发明一个具体实施例的跨座式单轨道岔梁1。

如图3,腹板采用单边坡口101形式，坡口面角度45°、钝边0-2mm，在腹板内侧面增加方钢条永久衬垫15，

此种方案设计，相比常见T型焊接接头形式，具有如下技术优势：

1)相比前述第①种接头形式，完全可实现厚板熔透焊接，保证满足设计强度要求；

2)相比前述第②种接头形式，操作上能有效降低对装配间隙要求、焊接参数选取、焊工手法稳定等因素的依赖。通过增加背部焊接衬垫15，可有效避免出现根部烧穿现象，且可适当增大焊接参数，特别是打底焊接，从而减少根部未熔合未焊透现象。另外焊前腹板与方钢条预留高度差2～3mm，可保证腹板装配时与走行板及底板11的装配间隙要求，同样可显著降低焊缝根部出现未熔合未焊透机率，从而更容易获得可靠优质焊缝接头。

3)相比前述第③种接头形式，仅从单侧施焊，可极大降低焊接操作难度，同样显著降低焊缝根部出现未焊透及未熔合等焊接缺陷风险，提高焊接质量及生产效率。

本发明设计的新型T型焊缝接头形式可替代现有的常见T型接头形式，主要适用于设计要求全熔透的重要承载结构焊缝，比如现有各种形式的单开、三开、五开关节型或关节可挠型跨座式单轨道岔梁1产品的梁及台车主结构腹板焊接。

本发明创新性的改变现有常见T型焊缝接头形式，将单边坡口101与背面永久衬垫15相结合的方法用于跨座式单轨道岔梁1核心结构梁腹板焊接，可靠保障了道岔梁梁主体结构焊接质量。通过紧密结合跨座式单轨道岔梁1自身结构特点与工艺制作顺序，提出一种新型T型熔透焊缝接头形式设计，不仅可有效保证焊接质量，而且还可减少焊接操作影响因素，提高生产焊接一次合格率。该技术方案属于在现有方案基础上的优化设计，相对原始方案存在较大改进，可用于替代现有跨座式单轨道岔梁1产品重要结构焊缝接头形式，坚信在未来跨座式单轨交通制造中一定能取得较大应用前景。

本发明还提出了一种跨座式单轨道岔梁1的制作方法，跨座式单轨道岔梁1为根据前述的跨座式单轨道岔梁1，制作方法包括：先将衬垫15点焊于腹板的端部的一侧并使衬垫15伸出端部，然后将点焊在一起的腹板和衬垫15与顶板和底板11中的一个焊接。

本发明水流的单轨道岔梁的制作方法，仅从单侧施焊，可极大降低焊接操作难度，同样显著降低焊缝根部出现未焊透及未熔合等焊接缺陷风险，提高焊接质量及生产效率。通过增加背部焊接衬垫15，可有效避免出现根部烧穿现象，且可适当增大焊接参数，特别是打底焊接，从而减少根部未熔合未焊透现象。

在本发明的一个实施例中，焊接包括先进行打底焊接后进行填充及盖面焊接，打底焊接的电流小于填充及盖面焊接的电流，打底焊接的电压小于填充及盖面焊接的电压，打底焊接的速度大于填充及盖面焊接的速度。

在本发明的一个实施例中，打底焊接的电流在170A到200A的范围内、电压在23V到25V的范围内、焊接速度在19cm/min到22cm/min的范围内，填充及盖面焊接的电流在220A到250A的范围内、电压在26V到28V的范围内、焊接速度在15cm/min到18cm/min的范围内，

在本发明的一个实施例中，焊接过程中采用流量在15L/min到20L/min范围内的混合气保护。

下面描述本发明一个具体示例的跨座式单轨道岔梁1。

a、在道岔梁主框架组焊之前，先将方钢条衬垫15点焊固定在腹板坡口背面侧，预留高度差2-3mm；

b、腹板装配时，保证方钢条与顶板或底板11紧密贴实，以确保腹板焊接时组装间隙足够且均匀；

c、焊接方法采用手工手工熔化极活性气体保护电弧焊(Metal Active Gas ArcWelding，即MAG焊)：打底焊接电流170A-200A，焊接电压23V-25V，焊接速度19cm/min-22cm/min；填充及盖面焊接电流220A-250，焊接电压26V-28V，焊接速度15-18cm/min。焊接过程中采用80％Ar+20％CO2混合气保护，气体流量15-20L/min。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (11)

1.一种跨座式单轨道岔梁，其特征在于，包括：

底板；

行走板，所述行走板设在所述底板上方，且所述行走板与所述底板上下间隔；

左腹板，所述左腹板的上端与所述行走板相连、下端与所述底板相连；

右腹板，所述右腹板的上端与所述行走板相连、下端与所述底板相连，且所述左腹板和所述右腹板左右间隔，

其中，所述左腹板和所述右腹板中至少一个腹板的端部的一侧连接有伸出所述端部的衬垫且所述端部的另一侧具有单边坡口。

2.根据权利要求1所述的跨座式单轨道岔梁，其特征在于，所述腹板的所述端部的衬垫伸出所述端部2毫米到3毫米。

3.根据权利要求1所述的跨座式单轨道岔梁，其特征在于，所述腹板的所述端部的钝边在0毫米到2毫米的范围内。

4.根据权利要求1所述的跨座式单轨道岔梁，其特征在于，所述单边坡口面的倾斜角度在40°到60°的范围内。

5.根据权利要求1所述的跨座式单轨道岔梁，其特征在于，所述衬垫为方形长条状。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的跨座式单轨道岔梁，其特征在于，所述左腹板的上端部和下端部以及所述右腹板的上端部和下端部均具有所述衬垫和所述单边坡口。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的跨座式单轨道岔梁，其特征在于，所述腹板的内侧设置所述衬垫且所述腹板的外侧设置所述单边坡口。

8.一种跨座式单轨道岔梁的制作方法，其特征在于，所述跨座式单轨道岔梁为根据权利要求1-7中任一项所述的跨座式单轨道岔梁，所述制作方法包括：

先将衬垫点焊于所述腹板的端部的一侧并使衬垫伸出所述端部，然后将点焊在一起的腹板和衬垫与顶板和底板中的一个焊接。

9.根据权利要求8所述的跨座式单轨道岔梁的制作方法，其特征在于，所述焊接包括先进行打底焊接后进行填充及盖面焊接，打底焊接的电流小于填充及盖面焊接的电流，打底焊接的电压小于填充及盖面焊接的电压，打底焊接的速度大于填充及盖面焊接的速度。

10.根据权利要求8或9所述的跨座式单轨道岔梁的制作方法，其特征在于，打底焊接的电流在170A到200A的范围内、电压在23V到25V的范围内、焊接速度在19cm/min到22cm/min的范围内，填充及盖面焊接的电流在220A到250A的范围内、电压在26V到28V的范围内、焊接速度在15cm/min到18cm/min的范围内。

11.根据权利要求8所述的跨座式单轨道岔梁的制作方法，其特征在于，焊接过程中采用流量在15L/min到20L/min范围内的混合气保护。