[发明专利]焊接钢导轨的方法和系统

说明书

本发明涉及一种焊接钢导轨的间隔端的方法和系统，特别涉及在通过电弧焊接法在现场应用焊接两间隔钢导轨的方法和系统。

这里结合钢导轨的焊接来图示和说明本发明，可以理解本发明还适用于其它类型轨道的焊接，如吊车轨道和其它用于支撑轮式车辆或装置的轨道。

本发明对本人的US5773779和US5877468专利中公开的和本人于1998年10月7日申请的顺序号为167463的申请中的轨道焊接方法和系统进行了改进，这里参考结合该专利和申请。

多年来，在采用多种对接焊方法在连接间隔钢导轨上投入了大量的工作。由于在使用方法、实现焊接方法所要求的时间、实现焊接方法的成本和／或不能成功获得持久连接等诸方面的限制，使这些工作一般都花费很高并且失败。在Schrubsall的US3192356中，公开了一种埋弧焊接方法，改进原有的气压和电闪光焊接技术的不足，在Adams的US3308266和Devletian的US4429207中，说明了最普通的电弧焊接方法，其中电渣焊用于填充在现场应用中的钢导轨之间的间隙。该方法包括用大量由适当铁渣覆盖的熔融焊接金属填充轨道之间的间隙。为防止大块熔融焊接金属从导轨之间的间隙流出，设置侧模和底部件，形成在导轨下面的并由存在间隙伸出的大的金属突出物。在先专利说明了一种可用于现场应用中的改进的电渣焊(ESW)技术，其中导轨不能为了正常焊接而作翻转。电渣焊比今天通常使用的铝热剂技术的优越之处已经得到说明。在这些公开的内容中，发现铝热剂方法有显著的缺陷，它带来公知的现场应用中的许多缺点。即使由于其显著低效和不能获得均匀可靠的焊接，已经不将该方法作为一种实用的方法来使用了，这里还是要参考并结合Schrubsall、Adams和Devletian的专利说明电渣焊接方法。该方法必须处理大量熔融焊接金属，这在现场应用中是难解决的问题。

作为优于电渣焊的方法，在Karimine的US5175405中公开了电渣焊接技术和气体保护电弧焊接技术的组合。该专利采用包括结合电渣焊接的气体保护电弧焊接过程的自动焊接过程对铁路导轨的间隔端进行对接焊。现详细讨论通常使用的铝热剂焊接技术和以前试图采用的电弧焊接技术的缺点。如所指出的，铝热剂焊接方法形成的接缝具有不能允许的高缺陷率：但是，由于经济上、时间上的考虑和不能实现成功的电弧焊接方法，该铝热剂方法还是在现场应用中选择的方法。在该专利中，所讨论的连续电弧焊接技术的缺点是不能起弧，以及对完成焊接过程时起弧和灭弧的需要。为了克服上述缺点，该专利论述了在导轨之间间隙的底部采用的埋弧焊接方法，以确实开始焊接过程，进行随后的连续电弧焊接。这里参考并结合Karimine的US5175405专利揭示铝热剂焊接方法、封闭电弧焊接技术和埋弧焊接技术的缺点，在现场应用中，所有这些技术都已尝试了，并且都失败。Karimine的US5175405专利中建议的方法是使用结合电渣焊接方法的气体保护电弧焊接技术，其中气体保护电弧焊接技术用于间隙的基底，以克服先前试图使用完全电渣焊接的缺点。但是，在间隙底部使用气体保护电弧的方法在现场应用中不很成功，因为没有保证在间隙底部准确开始和沉积第一层填充金属的技术。

在Lahnsteiner等人的US5605283专利中，公开了由横向于轨道的纵方向延伸的多个焊道焊接在一起的铁路导轨。这些焊道以横向平行和纵向重叠关系从轨道的轨底上升至轨头，并且采用惰性气体保护电弧焊接过程布置这些焊道。轨道的三个区域，即轨底、轨腹和轨头，分别、顺次地焊接在一起，该过程可以在不同焊接区域使用不同填料。该焊接方法在顺次区域焊接步骤之间进行必要的延迟，并因此产生所不希望时间和费用的消耗。