專利名稱：焊接軌道兩根鋼軌用的焊接設(shè)備與焊接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種如權(quán)利要求1前序部分所述的焊接設(shè)備和一種焊接方法。
這類所謂的移動(dòng)式閃光對(duì)焊用的焊接設(shè)備的各種結(jié)構(gòu)形式，許多出版物比如US 3349216，EP 0132227B1或GB 2185703A等號(hào)專利，已做過(guò)介紹而為人們所知。
專業(yè)期刊“國(guó)際鐵路工程”(Rail Engineering International)2002年第3期11-16頁(yè)刊登的一篇文章介紹用輸送空氣的方法冷卻軌頭淬火的鋼軌焊接接頭，也已為人們所知。為此有一個(gè)帶冷卻口的專用冷卻罩，在焊接設(shè)備移開(kāi)以后將它罩在灼熱的焊接接頭上，并輸入壓縮空氣。這種冷卻方法的缺點(diǎn)在于有許多重要的過(guò)程如移開(kāi)焊接設(shè)備，輸送壓縮空氣的量或冷卻時(shí)間的長(zhǎng)短等，均取決于操作人員的熟練程度和可信賴程度。
本發(fā)明的目的就是要?jiǎng)?chuàng)造一種上述類型的焊接設(shè)備，要求用這部焊接設(shè)備能對(duì)軌頭淬火或硬化的鋼軌進(jìn)行最佳的焊接。
根據(jù)本發(fā)明，上述目的是通過(guò)具有權(quán)利要求1特征部分特征的本文開(kāi)頭所述類型的焊接設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
這種結(jié)構(gòu)形式在移開(kāi)焊接設(shè)備之后，即可對(duì)焊接接頭進(jìn)行可控的、質(zhì)量方面隨時(shí)可再現(xiàn)的冷卻。結(jié)合使用溫度探頭，就可以在最有利的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行冷卻，同時(shí)利用控制裝置可以調(diào)節(jié)輸送的空氣量，以達(dá)到冷卻均勻和軌頭最佳的硬化。
本發(fā)明其它優(yōu)點(diǎn)和實(shí)施形式可參看從屬權(quán)利要求和附圖。
下面借助圖示實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明，附圖中

圖1為焊接設(shè)備及局部展示的焊軌機(jī)的側(cè)視圖，圖2為焊接設(shè)備空氣噴嘴放大的側(cè)視圖，圖3為空氣噴嘴依鋼軌縱向放大的前視圖。
圖1所示是一部移動(dòng)式焊接設(shè)備1，用于以電阻焊的方法焊接軌道3的鋼軌2。由一個(gè)焊軌機(jī)23提供電源的焊接設(shè)備1由兩個(gè)半部4和一個(gè)控制裝置5組成。該焊接設(shè)備的兩個(gè)半部4通過(guò)沿鋼軌縱向6延伸的液壓缸7相連以及可以調(diào)節(jié)地相對(duì)移動(dòng)。
焊接設(shè)備的每個(gè)半部4有一對(duì)垂直于鋼軌縱向的夾緊塊8，用于焊接時(shí)貼靠在鋼軌2上。焊接設(shè)備兩個(gè)半部4之間有一個(gè)剪切刀9，利用一驅(qū)動(dòng)裝置10能使之依鋼軌的縱向相對(duì)于焊接設(shè)備的兩個(gè)半部4移動(dòng)，以切除焊接接頭12的焊瘤11(圖2)。
如圖2和3進(jìn)一步展示，直接在剪切刀9上固定有一個(gè)帶有一溫度探頭14的空氣噴嘴13?？刂蒲b置5能在一個(gè)可選擇的、與焊接接頭12溫度相匹配的溫度范圍內(nèi)向空氣噴嘴13輸送壓縮空氣?？諝鈬娮?3有兩個(gè)壓縮空氣口16和兩個(gè)吸入口17，沿垂直于鋼軌縱向6的橫向方向分布在與鋼軌對(duì)稱平面15的等距離a處。壓縮空氣口16位于吸入口17的下方，其中吸入口17的斷面至少較壓縮空氣口16的斷面大三倍。
溫度探頭14是一個(gè)紅外線高溫計(jì)，用于無(wú)接觸地探測(cè)焊接接頭12的軌頭20上的一測(cè)量點(diǎn)21。有一根壓縮空氣管22與壓縮空氣口16相連，此管22連接在焊軌機(jī)23內(nèi)的一空氣壓縮機(jī)24上。在該空氣壓縮機(jī)內(nèi)有一個(gè)由控制裝置5控制的閥門(mén)25，用于控制輸入的壓縮空氣量。
控制裝置5設(shè)計(jì)成用于供給一起始溫度和一終止溫度，并在此起始溫度和終止溫度時(shí)接通或關(guān)閉通過(guò)壓縮空氣管22輸入的壓縮空氣。為此，溫度探頭14通過(guò)一導(dǎo)線26與控制裝置5相連。此外，該控制裝置5還配備有存貯介質(zhì)19，用于記錄和描繪各種參數(shù)如起始溫度與冷卻溫度、輸送壓縮空氣的持續(xù)時(shí)間以及冷卻階段的溫變過(guò)程。
下文將進(jìn)一步介紹焊接設(shè)備的工作原理。
為了進(jìn)行焊接，將焊接設(shè)備1從焊軌機(jī)23降到準(zhǔn)備焊接的兩根鋼軌2上，并通過(guò)夾緊塊8與鋼軌接觸。通電以后，就會(huì)形成眾所周知的灼熱的焊接接頭12和焊瘤11。隨后用驅(qū)動(dòng)裝置10沿鋼軌的縱向6相對(duì)于仍與鋼軌保持接觸的焊接設(shè)備的半部4移動(dòng)剪切刀9切除焊瘤。此時(shí)被切除的焊瘤11離開(kāi)灼熱的焊接接頭12(見(jiàn)圖2)，而固定在剪切刀9背面的空氣噴嘴13的冷卻口18即自動(dòng)定位在焊接接頭12上方。
溫度探頭14記錄了冷卻階段的最佳起始溫度后，由控制裝置5打開(kāi)閥門(mén)25，將干燥的壓縮空氣(6巴壓力，1,400升/每分鐘)通過(guò)壓縮空氣管道22可控地送給空氣噴嘴13。由此將大氣或環(huán)境空氣吸入兩個(gè)吸入口17(25,000升/每分鐘)，然后經(jīng)過(guò)冷卻口18將空氣送給在軌頭20范圍內(nèi)的焊接接頭12進(jìn)行冷卻。一旦溫度探頭14在測(cè)點(diǎn)21測(cè)到臨界冷卻溫度，即中斷壓縮空氣的供應(yīng)而結(jié)束冷卻階段。這樣就可以使軌頭20范圍內(nèi)的焊接接頭12硬化達(dá)到15毫米的深度。隨后從鋼軌2上松開(kāi)夾緊塊8和剪切刀9，抬起焊接設(shè)備1駛向下一個(gè)焊接地點(diǎn)。
可控的冷卻起始溫度應(yīng)在800℃-850℃。結(jié)束冷卻階段的臨界溫度應(yīng)為500℃。此時(shí)要特別注意的是，焊接接頭的冷卻最遲應(yīng)在焊接結(jié)束后30秒鐘以內(nèi)開(kāi)始。當(dāng)然冷卻參數(shù)取決于焊接鋼軌的類型或取決于制造廠家給定的參數(shù)，因此特別有利的是將各種與一定鋼軌類型最佳匹配的冷卻參數(shù)存入控制裝置5，然后通過(guò)按鍵提取這些參數(shù)。
每次冷卻焊接接頭12時(shí)記錄并描繪出各種參數(shù)如起始溫度與冷卻溫度、輸送空氣的時(shí)間和溫變過(guò)程。通過(guò)空氣噴嘴13輸送給冷卻口18的空氣量可這樣自動(dòng)調(diào)節(jié)，即，使得焊接接頭12的冷卻速度(比如4℃/每秒)保持均勻。只有空氣壓縮機(jī)24內(nèi)有足夠的壓力時(shí)，控制裝置5才會(huì)使焊接過(guò)程開(kāi)始。
權(quán)利要求
1.一種焊接軌道(3)兩根鋼軌(2)用的焊接設(shè)備(1)，其由一個(gè)控制裝置(5)和焊接設(shè)備的兩個(gè)半部(4)以及一個(gè)切除焊接接頭(12)焊瘤(11)用的剪切刀(9)組成，利用壓力缸(7)可使配備貼靠鋼軌(2)用的夾緊塊(8)的所述兩個(gè)半部依鋼軌的縱向(6)移動(dòng)，其特征在于在所述焊接設(shè)備的一個(gè)半部(4)旁固定有一個(gè)配備一溫度探頭(14)的空氣噴嘴(13)，所述控制裝置(5)設(shè)置成用于控制向空氣噴嘴(13)輸送的壓縮空氣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊接設(shè)備，其特征在于所述空氣噴嘴(13)和溫度探頭(14)位于所述焊接設(shè)備的兩個(gè)半部(4)之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的焊接設(shè)備，其特征在于所述空氣噴嘴(13)固定在所述剪切刀(9)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊接設(shè)備，其特征在于所述控制裝置(5)設(shè)計(jì)成用于供給一個(gè)根據(jù)溫度探頭(14)所記錄的焊接接頭(12)溫度而自動(dòng)起動(dòng)所述空氣輸送過(guò)程的起動(dòng)溫度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的焊接設(shè)備，其特征在于所述控制裝置(5)設(shè)計(jì)成用于供給一個(gè)根據(jù)溫度探頭(14)所記錄的焊接接頭(12)溫度而自動(dòng)終止所述空氣輸送過(guò)程的終止溫度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1，2或3所述的焊接設(shè)備，其特征在于送入空氣噴嘴(13)的壓縮空氣，由控制裝置(5)根據(jù)溫度探頭(14)所記錄的焊接接頭(12)溫度進(jìn)行控制。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的焊接設(shè)備，其特征在于空氣噴嘴(13)有一個(gè)直接位于焊接接頭(12)的軌頭(20)上方的冷卻口(18)、一個(gè)與壓縮空氣管路(22)相連的壓縮空氣口(16)以及一個(gè)吸收大氣的吸入口(17)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的焊接設(shè)備，其特征在于空氣噴嘴(13)有兩個(gè)壓縮空氣口(16)和兩個(gè)吸入口(17)，它們分別沿垂直于鋼軌縱向(6)的橫向方向與一個(gè)鋼軌對(duì)稱平面(15)保持相等距離a。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的焊接設(shè)備，其特征在于壓縮空氣口(16)位于吸入口(17)的下方，其中，吸入口(17)的斷面較壓縮空氣口(16)的斷面至少大三倍。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊接設(shè)備，其特征在于溫度探頭(14)是一個(gè)紅外線高溫計(jì)，用于無(wú)接觸地測(cè)定焊接接頭(12)位于軌頭(20)上的一個(gè)測(cè)定點(diǎn)(21)的溫度。
11.一種焊接軌道鋼軌的方法，其中，利用可調(diào)節(jié)的電流加熱兩根鋼軌(2)，然后用高壓將它們相互壓緊而形成焊接接頭(12)和焊瘤(11)，其特征在于a)在將焊瘤(11)從焊接接頭(12)上切除以后，隨即將一個(gè)帶有一冷卻口(18)的空氣噴嘴(13)置于灼熱的焊接接頭(12)的上方，b)測(cè)定焊接接頭(12)的溫度，c)當(dāng)焊接接頭(12)的溫度達(dá)到一個(gè)臨界起動(dòng)溫度時(shí)，即自動(dòng)向空氣噴嘴(13)輸送壓縮空氣，以及在壓縮空氣流入空氣噴嘴(13)時(shí)所吸入的大氣，d)當(dāng)焊接接頭(12)達(dá)到一個(gè)臨界冷卻溫度后，即自動(dòng)停止輸送壓縮空氣，e)將所述焊接設(shè)備(1)從焊接的鋼軌(2)上抬起。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于對(duì)所述起動(dòng)溫度和冷卻溫度、輸送壓縮空氣時(shí)間的長(zhǎng)短這些參數(shù)以及冷卻階段的溫變過(guò)程均進(jìn)行記錄并描繪出來(lái)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的方法，其特征在于對(duì)通過(guò)空氣噴嘴(13)輸送給冷卻口(18)的壓縮空氣量進(jìn)行控制，使得所述焊接接頭(12)有均勻的冷卻速度(℃/每秒)。
全文摘要
焊接軌道兩根鋼軌(2)用的焊接設(shè)備(1)的一個(gè)半部(4)上有一個(gè)配備溫度探頭(14)的空氣噴嘴(13)。通過(guò)空氣噴嘴(13)的冷卻口(18)可以直接在切除焊瘤(11)之后，輸送壓縮空氣可控地冷卻灼熱的焊接接頭。這樣就可以最佳方式焊接軌頭淬火硬化的鋼軌(2)。
文檔編號(hào)C21D9/50GK1914377SQ200580003138
公開(kāi)日2007年2月14日 申請(qǐng)日期2005年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月23日
發(fā)明者海因茨·米爾萊特納 申請(qǐng)人:弗蘭茨普拉塞鐵路機(jī)械工業(yè)股份有限公司