[发明专利]钢轨焊接方法及装置

权利要求书

1.一种钢轨焊接方法，所述钢轨包括轨底、轨腰和轨头，其特征在于，钢轨焊缝采用垂直坡口，采用窄间隙侧壁熔合方法焊接，所述方法包括：

轨底焊接，重复从轨底一端沿焊缝长度方向按第一摆动轨迹焊接至轨底另一端，形成多层焊层，

轨腰焊接，重复从轨腰一端沿焊缝长度方向按第二摆动轨迹焊接，形成多层焊层，

其中，通过所述第二摆动轨迹在焊缝宽度方向划分为两条区域分别焊接；

轨头焊接，在轨头一端与轨头另一端之间沿焊缝长度方向按所述第一摆动轨迹焊接，形成多层焊层，

所述第一摆动轨迹包括：

从距离侧壁第一预设距离的位置向所述轨底一端焊接到距离所述侧壁为第二预设距离的位置，其中，到达第二预设距离时丝尖与侧壁的角度在0～45°范围内；

然后向轨底另一端方向直线焊接至第一侧壁焊接长度，然后画弧焊接至距离另一侧壁第一预设距离的位置，其中，画弧的角度在130～180°范围内；

向所述轨底一端焊接到距离所述另一侧壁第二预设距离的位置，其中，到达第二预设距离时丝尖与侧壁的角度在0～45°范围内；

然后向所述轨底另一端方向直线焊接至第一侧壁焊接长度，然后画弧焊接至距离所述侧壁第一预设距离的位置，其中，画弧的角度在130～180°范围内；

其中，所述第二预设距离比第一预设距离小，

所述第二摆动轨迹包括：

由轨腰一端的焊缝中心向侧壁焊接至距离所述侧壁为第三预设距离的位置；

然后直线焊接至轨腰另一端，

摆动焊接至距离另一侧壁第三预设距离的位置，

直线焊接至所述轨腰一端；

摆动焊接回所述焊缝中心，

沿焊缝中心线焊接至所述轨腰另一端，

向所述侧壁焊接至距离所述侧壁第三预设距离的位置；

向所述轨腰一端直线焊接，

摆动焊接至距离所述另一侧壁第三预设距离的位置；

直线焊接至所述轨腰另一端，

摆动焊接至轨腰另一端的焊缝中心；

沿焊缝中心线提升返回所述轨腰一端的焊缝中心。

2.根据权利要求1所述的钢轨焊接方法，其特征在于，

轨底焊接部分，从轨底一端沿焊缝长度方向按所述第一摆动轨迹焊接至轨底另一端后，提升焊枪沿焊缝中心线移动到所述轨底一端，再进行所述第一摆动轨迹焊接；

轨头焊接部分，从轨头一端沿焊缝长度方向按所述第一摆动轨迹焊接至轨头另一端后，再从所述轨头另一端向所述轨头一端进行所述第一摆动轨迹焊接。

3.根据权利要求1所述的钢轨焊接方法，其特征在于，

所述第二预设距离取值在0.5～4mm之间；

所述第一侧壁焊接长度为4～16mm。

4.根据权利要求1所述的钢轨焊接方法，其特征在于，

在所述第一摆动轨迹之前还包括：

焊枪沿焊缝中心线做直线运动引燃并以40～90°的角度摆动至距离所述侧壁第一预设距离的位置。

5.根据权利要求1所述的钢轨焊接方法，其特征在于，

焊接采用自保护药芯焊丝。

6.根据权利要求1所述的钢轨焊接方法，其特征在于，

焊缝宽度在15～23mm之间。

7.根据权利要求1所述的钢轨焊接方法，其特征在于，

轨底的焊接电流为170A～260A，电弧电压19V～25.5V，其中第一层焊接电流为170A～210A，电弧电压19V～23V，轨底其他各层的焊接电流200A～260A，电弧电压为20.5V～25.5V；

轨腰部分焊接电流为220A～250A,电弧电压为21V～25V；

轨头焊接电流为200A～240A,电弧电压为21V～25V。

8.一种钢轨焊接装置，其特征在于，包括：

轨底焊接模块，用于控制焊枪重复从轨底一端沿焊缝长度方向按第一摆动轨迹焊接至轨底另一端，形成多层焊层，其中，

还包括第一摆动轨迹单元，用于控制焊枪完成第一摆动轨迹，所述第一摆动轨迹包括：

从距离侧壁第一预设距离的位置向所述轨底一端斜向焊接到距离所述侧壁为第二预设距离的位置，然后向轨底另一端方向直线焊接至第一侧壁焊接长度，然后画弧焊接至距离另一侧壁第一预设距离的位置，向所述轨底一端斜向焊接到距离所述另一侧壁第二预设距离的位置，然后向所述轨底另一端方向直线焊接至第一侧壁焊接长度，然后画弧焊接至距离所述侧壁第一预设距离的位置，

其中，所述第二预设距离比第一预设距离小；

轨腰焊接模块，用于控制焊枪重复从轨腰一端沿焊缝长度方向按第二摆动轨迹焊接，形成多层焊层，

其中，包括第二摆动轨迹单元，用于控制焊枪完成第二摆动轨迹，所述第二摆动轨迹包括：

由轨腰一端的焊缝中心向侧壁焊接至距离所述侧壁为第三预设距离的位置；

然后直线焊接至轨腰另一端，

摆动焊接至距离另一侧壁第三预设距离的位置，

直线焊接至所述轨腰一端；

摆动焊接回所述焊缝中心，

沿焊缝中心线焊接至所述轨腰另一端，

向所述侧壁焊接至距离所述侧壁第三预设距离的位置；

向所述轨腰一端直线焊接，

焊接至距离所述另一侧壁第三预设距离的位置；

直线焊接至所述轨腰另一端，

焊接至轨腰另一端的焊缝中心；

沿焊缝中心线提升返回所述轨腰一端的焊缝中心；

轨头焊接模块，用于控制焊枪在轨头一端与轨头另一端之间沿焊缝长度方向按第一摆动轨迹焊接，形成多层焊层。