CN220127905U - 一种适用于超窄间隙焊接的钢轨夹持装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种适用于超窄间隙焊接的钢轨夹持装置，其包括可伸缩底座以及C型夹；所述可伸缩底座包括伸缩架和安装于伸缩架顶部的安装平台，所述C型夹用于将待焊接钢轨固定于所述安装平台上，且钢轨固定状态下，所述C型夹的夹持口一侧抵接钢轨的轨底上表面，另一侧抵接所述安装平台下表面；所述安装平台的两侧部分别设有支撑脚，用于在安装平台与待焊接钢轨之间隔出一高度间隙。本实用新型通过设置可伸缩的底座，由底座的上下伸缩能够调整待焊钢轨端部的位置，从而预设所需的反变形角，实现对待焊钢轨形变的控制，加之C型夹的设置，实现了反变形法和刚性固定法的结合，能够提升钢轨接头处的焊接质量，提高焊接操作效率。

Description

一种适用于超窄间隙焊接的钢轨夹持装置

技术领域

本实用新型设计涉及轨道焊接技术领域，尤其是一种适用于超窄间隙焊接的钢轨夹持装置。

背景技术

当前铁路交通处于一个快速发展的时代，各行各业对铁路的速度、运力提出了新的要求，其关键还是在于重载铁路的陆续铺设和无缝线路的普及。无缝线路是通过焊接的方法减轻轮毂在钢轨接头处的碰撞，从而减震、减磨损。

目前用于钢轨现场焊接的主流方法包括铝热焊、闪光焊、气压焊以及电弧焊，这些焊接方法存在接头强度低、外观质量难以把控以及热输入大、成本高等问题。而超窄间隙焊接是一种高效低热输入焊接新方法，采用4-6mm的直坡口，借助焊剂片对电弧的约束，调控电弧同时作用于两侧焊接面和底部，实现单道多层焊缝成形。因此,将超窄间隙焊接应用于无缝线路的钢轨焊接中具有十分重要的意义。

然而焊接过程为局部加热，势必会在钢轨上形成温度差，导致待焊钢轨产生残余应力和变形。焊接变形的控制一直是国内外的解决难题。在窄间隙焊接时，如果两侧钢轨变形不一致，会给钢轨窄间隙焊接过程的焊枪居中带来严重的障碍和困难，影响后续的焊接过程以及焊接质量。目前控制焊接变形的方法主要有刚性固定法、预热法、反变形法以及焊接顺序法，但针对于钢轨超窄间隙焊接变形，上述单一的方法目前均无法适用。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种适用于超窄间隙焊接的钢轨夹持装置，结合反变形法和刚性固定法实现对待焊钢轨形变的控制，提升钢轨接头处的焊接质量，提高焊接操作效率。本实用新型采用的技术方案如下。

一方面，本发明提供一种适用于超窄间隙焊接的钢轨夹持装置，包括：可伸缩底座以及C型夹；

所述可伸缩底座包括伸缩架和安装于伸缩架顶部的安装平台，所述C型夹用于将待焊接钢轨固定于所述安装平台上，且钢轨固定状态下，所述C型夹的夹持口一侧抵接钢轨的轨底上表面，另一侧抵接所述安装平台下表面；

所述安装平台的两侧部分别设有支撑脚，用于在安装平台与待焊接钢轨之间隔出一高度间隙。

本实用新型通过设置可伸缩的底座，由底座的上下伸缩能够调整待焊钢轨端部的位置，从而预设所需的反变形角，实现对待焊钢轨形变的控制，加之C型夹的设置，能够对调整后的待焊钢轨端部进行固定，防止焊接时由于固定不稳导致的偏焊等影响焊接质量的情形，保证焊接时焊枪在焊缝之间居中，从而提升钢轨焊接的质量。

上述高度间隙可用于安装打底焊用的垫片、导电块等。支撑脚可采用可拆卸的方式设置于安装平台上，用于在高度和坡口调整时预先定位焊接过程中钢轨端部所在的位置。

可选的，钢轨夹持装置还包括导电块和用于打底焊的垫片，所述导电块可拆卸安装于所述高度间隙内，所述垫片安装于所述导电块与待焊接钢轨之间；所述导电块设置有导电引出部。导电块可采用导电铜块，用于实现电弧焊，导电引出部用于电连接焊接负极夹。

可选的，所述安装平台上、对应焊缝两端所指方向的侧部分别设有侧支撑架，所述侧支撑架下端可拆卸连接所述安装平台；

两所述侧支撑架上分别通过连接板安装有冷却块；

两侧冷却块之间设有与钢轨截面形状相适应的钢轨通道，使得两侧冷却块的边缘部，分别能够与位于所述钢轨通道内的待焊接钢轨端部相接触。

上述方案设计能够优化焊接过程中焊缝的散热冷却效果，进一步减少焊接变形。且能够让焊枪保持一定的温度，延长焊枪的使用寿命。

可选的，在安装平台的中部，沿焊缝延伸方向设有至少两个可拆卸的间隙杆件。该两个间隙杆件用于标定两待焊接钢轨端面之间的坡口宽度。

可选的，所述间隙杆件采用螺杆，其螺纹连接所述安装平台。

可选的，所述支撑脚在所述安装平台的两侧部分别设有至少2个。可使得反变形角预置调整时，两待焊接钢轨的位置更加平稳。

可选的，所述侧支撑架的顶部固定安装有焊枪导轨，所述焊枪导轨的延伸方向平行于待焊接钢轨的焊接面。

可选的，所述安装平台的侧部还设有限位杆件；

钢轨固定状态下，所述C型夹的夹持口一端抵接钢轨一侧，所述限位杆件抵接钢轨另一侧轨底边缘。当C型夹夹持钢轨一侧时，将产生导致钢轨朝向另一侧移动的力，限位杆件的设置可阻止相应的跑偏情形发生。

可选的，钢轨夹持装置还包括钢轨支撑架，用于支撑待焊接钢轨本体。

有益效果

本实用新型将反变形法与刚性固定法相结合，采用可伸缩底座实现焊接前反变形角的预置，同时采用C型夹将预置反变形角后的钢轨待焊接端部进行固定，可实现焊接过程反变形的控制，且能够使得焊接过程中钢轨固定可靠，焊枪易居中，减少变形、偏焊等导致的焊接质量不佳，提升焊接效率和接头处的焊接质量。

附图说明

图1所示为本实用新型钢轨夹持装置的一种实施例结构示意图；

图2所示为本实用新型的一种实施例中反变形角预置过程示意图；

图3所示为本实用新型的一种实施例中反变形角确定后置入导电块及垫片的结构示意图；

图1至图3中：1-焊枪导轨，2-冷却块，3-连接板，4-垫片，5-导电块，6-支撑脚，7-C型夹，8-钢轨，9-侧支撑架，10-导电引出部，11-限位杆件，12.可伸缩底座，13-钢轨支撑架，14-间隙杆件。

实施方式

以下结合附图和具体实施例进一步描述。

本实用新型的技术构思为，设计一种夹持装置，能够在焊接前预设反变形角度，并进行固定，实现反变形法和刚性固定法的结合，对抗焊接过程中的变形，并保证焊接过程中的钢轨的固定可靠性，提升钢轨接头处的焊接质量，提高焊接操作效率。

实施例

本实施例适用于超窄间隙焊接的钢轨夹持装置，可参考图2，其包括：可伸缩底座12以及C型夹7；

所述可伸缩底座包括伸缩架和安装于伸缩架顶部的安装平台，所述C型夹用于将待焊接钢轨8固定于所述安装平台上，且钢轨固定状态下，所述C型夹的夹持口一侧抵接钢轨的轨底上表面，另一侧抵接所述安装平台下表面；

所述安装平台的两侧部分别设有支撑脚6，用于在安装平台与待焊接钢轨之间隔出一高度间隙。

上述高度间隙可用于安装打底焊用的垫片、导电块等。该支撑脚的高度根据焊接时钢轨底面与安装平台之间的实际距离设置，支撑脚可采用可拆卸的方式设置于安装平台上，用于在支撑高度和坡口调整时预先定位焊接过程中钢轨端部所在的位置。

实施例

参考图1至图3，在实施例1的基础上，本实施例还进行了如下设计。

安装平台上、对应焊缝两端所指方向的侧部分别设有侧支撑架9，所述侧支撑架下端可拆卸连接所述安装平台，如图1中，侧支撑架的支撑板通过螺栓固定连接安装平台；

两所述侧支撑架上分别通过连接板3安装有冷却块2；两侧冷却块之间设有与钢轨截面形状相适应的钢轨通道，使得两侧冷却块的边缘部，分别能够与位于所述钢轨通道内的待焊接钢轨端部相接触 。

如图1，为方便焊枪安装及焊接过程中的移动，本实施例中，所述侧支撑架的顶部固定安装有焊枪导轨1，所述焊枪导轨的延伸方向平行于待焊接钢轨的焊接面。

如图3，钢轨夹持装置还包括导电块5和用于打底焊的垫片4，所述导电块可拆卸安装于所述高度间隙内，所述垫片安装于所述导电块与待焊接钢轨之间；导电块可采用导电铜块，用于实现电弧焊，所述导电块设置有导电引出部10，用于电连接焊接负极夹，参考图1，导电引出部可采用导电铜螺杆。

参考图2，在安装平台的中部，沿焊缝延伸方向设有至少两个可拆卸的间隙杆件14。该两个间隙杆件用于标定两待焊接钢轨端面之间的坡口宽度。间隙杆件可采用螺杆，其螺纹连接所述安装平台，在反变形角度调整并固定后，可将该间隙杆件拆除并在相应位置处安装导电块和垫片。

参考图1至图3，支撑脚在所述安装平台的两侧部分别设有至少2个，可使得反变形角预置调整时，两待焊接钢轨的位置更加平稳。为保证钢轨底部与垫片的可靠接触同时不影响预先设置的反变形角，该支撑脚采用可拆卸的方式设置在安装平台上，可在安装导电块和垫片后予以拆除。

考虑到：当C型夹夹持钢轨一侧时，将产生导致钢轨朝向另一侧移动的力，参考图2所示，为了组织C型夹夹持力导致的钢轨位置跑偏，本实施例中，所述安装平台的侧部还设有限位杆件。在钢轨固定状态下，C型夹的夹持口一端抵接钢轨一侧，限位杆件抵接钢轨另一侧轨底边缘。

如图1至图3，为了方便定位和调整钢轨，本实施例的钢轨夹持装置还包括钢轨支撑架13，用于支撑在待焊接钢轨端部的附近本体下方。

本实施例在应用时的钢轨焊接操作原理为如下。

将待焊面打磨之后的钢轨如BU71MN放置于钢轨支撑架，调整安装平台与钢轨待焊面的相对位置，首先用间隙杆件来确定两待焊钢轨端部之间坡口底部宽度，如坡口宽度在4-6mm之间，进而通过可伸缩底座的伸缩调整来调节安装平台的高度，以预设所需的反变形角；

拆除间隙杆件，在相应位置处放置导电块，通过导电块将打底焊所用垫片对称放置于钢轨坡口底部，并紧密固定于钢轨底部，再通过手工焊进行点焊。

最后通过C型夹将安装平台与钢轨之间进行固定连接。

通过连接板安装冷却块，在侧板的上方固定连接导轨便于焊枪行走，用导电引出部与放置在垫片下方的导电铜块连接，作为焊接负极夹的连接点，后可开始进行焊接。

当焊接到钢轨轨腰一半处时，去除C型夹。焊接结束时卸下整个夹具。

综上实施例，本实用新型可实现焊接过程反变形的控制，且能够使得焊接过程中钢轨固定可靠，焊枪易居中，减少变形、偏焊等导致的焊接质量不佳，提升焊接效率和接头处的焊接质量。

以上结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (9)

1.一种适用于超窄间隙焊接的钢轨夹持装置，其特征是，包括：可伸缩底座以及C型夹；

所述可伸缩底座包括伸缩架和安装于伸缩架顶部的安装平台，所述C型夹用于将待焊接钢轨固定于所述安装平台上，且钢轨固定状态下，所述C型夹的夹持口一侧抵接钢轨的轨底上表面，另一侧抵接所述安装平台下表面；

所述安装平台的两侧部分别设有支撑脚，用于在安装平台与待焊接钢轨之间隔出一高度间隙。

2.根据权利要求1所述的适用于超窄间隙焊接的钢轨夹持装置，其特征是，还包括导电块和用于打底焊的垫片，所述导电块可拆卸安装于所述高度间隙内，所述垫片安装于所述导电块与待焊接钢轨之间；所述导电块设置有导电引出部。

3.根据权利要求1所述的适用于超窄间隙焊接的钢轨夹持装置，其特征是，所述安装平台上、对应焊缝两端所指方向的侧部分别设有侧支撑架，所述侧支撑架下端可拆卸连接所述安装平台；

两所述侧支撑架上分别通过连接板安装有冷却块；

两侧冷却块之间设有与钢轨截面形状相适应的钢轨通道，使得两侧冷却块的边缘部，分别能够与位于所述钢轨通道内的待焊接钢轨端部相接触。

4.根据权利要求1所述的适用于超窄间隙焊接的钢轨夹持装置，其特征是，在安装平台的中部，沿焊缝延伸方向设有至少两个可拆卸的间隙杆件。

5.根据权利要求4所述的适用于超窄间隙焊接的钢轨夹持装置，其特征是，所述间隙杆件采用螺杆，其螺纹连接所述安装平台。

6.根据权利要求1所述的适用于超窄间隙焊接的钢轨夹持装置，其特征是，所述支撑脚在所述安装平台的两侧部分别设有至少2个。

7.根据权利要求3所述的适用于超窄间隙焊接的钢轨夹持装置，其特征是，所述侧支撑架的顶部固定安装有焊枪导轨，所述焊枪导轨的延伸方向平行于待焊接钢轨的焊接面。

8.根据权利要求1所述的适用于超窄间隙焊接的钢轨夹持装置，其特征是，所述安装平台的侧部还设有限位杆件；

钢轨固定状态下，所述C型夹的夹持口一端抵接钢轨一侧，所述限位杆件抵接钢轨另一侧轨底边缘。

9.根据权利要求1所述的适用于超窄间隙焊接的钢轨夹持装置，其特征是，还包括钢轨支撑架，用于支撑待焊接钢轨本体。