[发明专利]钢轨的中频感应焊接方法

说明书

技术领域

本发明涉及钢轨的焊接技术，特别是一种钢轨的中频感应焊接方法。

背景技术

钢轨焊接技术中，对焊缝的机械性能、几何精度和质量稳定性的要求非常高，焊接质量的优劣严重影响钢轨的使用寿命。目前，钢轨的焊接方法主要有几下四种：

1、铝热焊：利用铝热反应热作为热源，使铝热焊剂成为液态金属，注入砂型形成焊缝金属。由于焊缝为铸造焊接组织，则不可避免地存在气孔、夹杂、夹渣、缩松等铸造缺陷，其机械性能大大低于钢轨母材，焊缝处塑性和韧性均较低。

2、闪光焊：电流通过两个对接钢轨的接触表面时，其细小的接触点的电阻及其接触表面的电弧产生热量，将对接表面加热，在适当时间后，对接头施加压力，使两个对接表面的整个区域同时牢固结合起来的电阻焊方法。然而，闪光焊存在焊缝组织灰斑，无法避免，当灰斑面积超过一定程度时，会使焊头报废，严重降低焊缝的机械性能；另外，闪光焊所需焊接功率高、焊机造价很高（以GAAS80固定式焊机为例，其造价约1200万，加上配件总价高达1700万），一旦焊机出现故障或需更换配件，就会造成较大损失，同时严重影响生产效率。

3、电弧焊：利用电弧作为热源的熔焊方法，将焊条金属熔化后填充形成焊缝，其手工程度高，生产效率低，质量不易控制，稳定性差。

4、气压焊：采用氧、乙炔火焰将钢轨加热至塑性状态，利用气压焊压接机装夹待焊钢轨并施以顶锻压力完成焊接，虽然焊缝处无铸造缺陷、不产生闪光焊灰斑，但由于火焰的干涉，难以实现对钢轨温度的精确测量和控制，故不能通过精确测量焊缝的温度确定最佳顶锻时机，以保证焊缝的质量及其稳定性，焊接质量较大程度依赖操作者经验，人为因素影响较大，而且焊接效率低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种在焊接过程中可精确控制顶锻温度、最大限度消除人为因素对焊接质量干扰、稳定性高的钢轨的中频感应焊接方法，不会出现铸造缺陷、不产生闪光焊灰斑，在保证焊接质量的同时，便于实现自动化流水线生产、有助于提高焊接生产效率。

本发明的技术方案是：

该钢轨的中频感应焊接方法，其特殊之处是，包括如下步骤：

1、利用气压焊压接机装夹待焊钢轨，采用中频感应器对待焊钢轨的待焊端面区域进行加热，加热过程中利用红外测温仪检测待焊端面区域的加热温度是否达到焊接顶锻起始温度，所述中频感应器连接有中频电源和水冷系统；

2、对待焊钢轨实现焊接顶锻。

加热前，将所述中频感应器支撑在气压焊压接机的导柱上并包围住两根待焊钢轨的待焊端面，并调节中频感应器与待焊钢轨的间隙至29-31mm。

所述焊接顶锻起始温度为1220℃-1280℃。

所述中频感应器的加热时间为40～50s。

顶锻量控制在27 mm～35mm。

焊接顶锻在加热停止后的10-15秒内完成。

所述中频感应器由左、右空心铜体组成，所述左、右空心铜体利用连接件连接形成对应待焊钢轨的闭合环状，所述左、右空心铜体对应待焊钢轨的表面形状与待焊钢轨外轮廓形状相适应。

所述水冷系统由冷却水泵、与冷却水泵的进水口相通的水箱以及冷却水管路组成，所述左、右空心铜体的下端面分别设有进水管柱、上端面分别设有出水管柱，所述进水管柱利用冷却水管路与冷却水泵的出水口相连，所述出水管柱利用冷却水管路与水箱的进水口相连，使冷却水经进水管柱进入左、右空心铜体、由出水管柱流出左、右空心铜体并返回水箱，经由冷却水泵调取再次进入左、右空心铜体，实现冷却水在左、右空心铜体内自下而上的循环，进而达到冷却中频感应器的目的。

所述气压焊压接机的导柱上对应左、右空心铜体位置分别设有支承小车，所述支承小车由车轮架、安装在车轮架下方与导柱的圆周面相配合的的车轮、立于车轮架上方的螺柱、设于螺柱上的调节螺母、卡接在调节螺母上的车架组成，所述车架设有端部支撑体和对应调节螺母的卡接位置的长条孔，所述左、右空心铜体分别设有对应车架的端部支撑体的支承座，所述支承座上设有紧固螺钉并利用紧固螺钉与插入其内部的车架的端部支撑体连接。

焊接顶锻完成后，气压焊压接机的大机座上利用推凸刀垫安装有推凸刀，气压焊压接机带动所述推凸刀将钢轨焊缝处的焊瘤推掉，所述推凸刀由由头刀、腰刀、轨底刀组成。

本发明的有益效果是：