[發明專利]鋼軌鋁熱焊接系統及方法

無效

• 申請號: 201210027339.1
• 申請日: 2012-02-08
• 公開（公告）號: CN102554187A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 高松福;崔成林;楊艷玲;遲俊杰;王寶秀
• 申請（專利權）人: 中國鐵道科學研究院金屬及化學研究所
• 主分類號: B22D19/04
• 分類號: B22D19/04
• 代理公司: 北京泛華偉業知識產權代理有限公司 11280
• 代理人: 鐘少平;蔡民軍

技術領域

本發明涉及一種鋼軌鋁熱焊接系統及方法，具體而言，其涉及一種寬軌縫鋼軌鋁熱焊接系統及方法。?

背景技術

鋪設無縫線路是適應鐵路重載運輸發展、減小列車對軌道沖擊作用、延長軌道使用壽命的有效手段。鋼軌鋁熱焊接技術是鐵路無縫線路鋼軌焊接的重要焊接技術之一，與其它鋼軌焊接方法相比，接頭的平順性好，可以有效減小因軌道不平順而產生的輪軌沖擊。此外鋼軌鋁熱焊接方法具有設備簡單、操作方便的特點，特別適合重載鐵路高密度、大運量運輸方式下，短時間的線路維修作業。鋼軌鋁熱焊接技術還是聯合結頭、道岔、鎖定焊、既有線應力放散、斷軌搶修和日常換軌等工作中必須采用的鋼軌焊接方法，因此鋼軌鋁熱焊接技術是重載鐵路新線建設和既有線維護不可替代的一種鋼軌焊接方法。?

中國鐵道科學研究院于1957年開始了鋼軌鋁熱焊接技術的研究，1966年開始成批生產鋁熱焊劑用于濕模鋁熱焊接法。20世紀70年代中期，采用干型小焊筋快速預熱工藝，并研制了中耐磨焊劑。20世紀80年代中期研究了定時預熱工藝，并研制了高耐磨焊劑。進入20世紀90年代，在鋁熱焊劑、焊接工藝和焊接裝備上均有不同程度的改進。直到1997年我國鐵路大提速前，全路的鋁熱焊劑每年的用量僅為3000份左右。中國鐵道部原工務局于1993年引進法國Railtech公司焊劑，經鐵道科學研究院檢驗和鑒定合格，開始使用和推廣法國Railtech公司焊劑。廣鐵集團于2000年應用德國Thermit公司SKV鋼軌鋁熱焊技術，采用雙側頂澆鑄，短時快速預熱，大劑量焊劑及自熔塞和焊瘤推除等先進工藝，采用多次性坩堝或一次性坩堝，并具有坩堝支架為一體的特點。但是目前我國采用的鋼軌鋁熱焊接技術其軌縫間隙寬度為23～30mm。?

基于上述技術瓶頸，目前線路傷損鋼軌的處理方法是先將傷損部位切?除，然后采用鋼軌鋁熱焊接方法進行復焊。而鋼軌鋁熱焊接要求的軌縫寬度為23～30mm，但是一般傷損切除后軌縫均大于30mm，所以須配一段長度為6m或12m以上的鋼軌，然后調節兩端的軌縫至23～30mm的范圍內，再進行兩端焊接修復。?

因此，現有技術中，其焊接軌縫間隙寬度有限，僅為23～30mm，當焊接軌縫間隙超過30mm時，必須配一段鋼軌進行兩個接頭的焊接，因而需要耗費更多的焊接材料，并且焊接效率低下。?

發明內容

本發明所欲解決的技術問題在于提供一種鋼軌鋁熱焊接系統，其在超過30mm的寬軌縫的情況下無需采用配軌即可完成鋼軌焊接。?

為解決所述技術問題，該鋼軌鋁熱焊接系統包括砂型、布置在所述砂型上方的坩堝以及裝于所述坩堝內的焊劑，所述砂型包括由型砂鑄造的形狀為多面體的本體，所述本體包括由耐火材料制成的底模和結構相同的左側模和右側模，所述左側模和右側模分別包括三個冒口，其中的兩個冒口位于鋼軌母材軌底角的外側以使鋼液能流經軌底角促進焊合，另外一個冒口位于軌底三角區靠近軌底角的位置并且在軌頭部位與型腔內部相通從而同時補充軌底角區域和軌頭區域鋼液的凝固收縮。?

其中，所述左側模和右側模中還分別設置有用于排出型腔內氣體的排出通道。?

其中，所述焊劑由各種組分均勻混合而成，所述組分包括氧化鐵、鋁粉、鐵丸以及合金添加物。?

進一步地，所述合金添加物包括硅鐵、錳鐵、鉻鐵、釩鐵、鉬鐵和稀土合金，其中，所述硅鐵含硅72重量％，粒度為10～80目；?

所述錳鐵含錳68重量％，粒度為10～80目；?

所述鉻鐵含鉻49重量％，粒度為10～80目；?

所述釩鐵含釩50重量％，粒度為10～80目；?

所述鉬鐵含鉬55重量％，粒度為10～80目；?

稀土合金含稀土36重量％、含硅33重量％、粒度為10-80目。?

進一步地，對于50mm的軌縫，所述焊劑中各組分的重量百分比分別為：氧化鐵67.94％、鋁粉18.03％、鐵丸10.80％、硅鐵0.34％、錳鐵2.31％、鉻鐵0.11％、釩鐵0.09％、鉬鐵0.26％、稀土合金0.11％。對于70mm的軌?縫，所述焊劑中各組分的重量百分比分別為：氧化鐵67.59％、鋁粉17.94％、鐵丸10.85％、硅鐵0.39％、錳鐵2.48％、鉻鐵0.14％、釩鐵0.13％、鉬鐵0.33％、稀土合金0.15％。對于90mm的軌縫，所述焊劑中各組分的重量百分比分別為：氧化鐵67.13％、鋁粉17.82％、鐵丸11.10％、硅鐵0.46％、錳鐵2.60％、鉻鐵0.17％、釩鐵0.15％、鉬鐵0.39％、稀土合金0.19％。?