[發(fā)明專利]一種鋼軌感應(yīng)對(duì)接焊及熱處理方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310451761.4
• 申請(qǐng)日: 2013-09-29
• 公開（公告）號(hào): CN103521935A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王有虹;倪嘉楠;李賢元;曹志國(guó);鞏家祥;宋自帥;劉曉磊;黃騰飛;酈雪云;黃思姬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 常州市瑞泰工程機(jī)械有限公司;南車戚墅堰機(jī)車車輛工藝研究所有限公司
• 主分類號(hào): B23K28/00
• 分類號(hào): B23K28/00;C21D9/50;C21D1/42
• 代理公司: 常州市天龍專利事務(wù)所有限公司 32105
• 代理人: 周建觀

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋼軌的焊接及熱處理，特別是有關(guān)鋼軌的感應(yīng)對(duì)接焊及熱處理方法。

背景技術(shù)

感應(yīng)焊是利用交變磁場(chǎng)-電場(chǎng)感應(yīng)中工件上的渦流效應(yīng)加熱工件，使工件熔化，從而實(shí)現(xiàn)焊接的一種方法，屬于壓力焊一種。感應(yīng)加熱根據(jù)所用電流的頻率不同可分為：高頻感應(yīng)加熱（100?kHz~1000kHz），中頻感應(yīng)加熱（1kHz~10kHz）和工頻感應(yīng)加熱（50Hz）。中頻(1~10KHZ)加熱深度為2-10mm，一般用于直徑大的軸類和大中鍛造工件加熱。

以鋼軌感應(yīng)對(duì)接焊為例，感應(yīng)對(duì)接焊結(jié)束以后，接頭組織尤其是奧氏體晶粒粗化，韌塑性大幅度下降。試驗(yàn)表明，焊縫及附近區(qū)域奧氏體晶粒度達(dá)到2-3級(jí)，沖擊功一般只有母材的30%-40%，塑性為母材的50%-60%。生產(chǎn)過(guò)程中常采用焊后熱處理實(shí)現(xiàn)細(xì)化晶粒，消除焊縫應(yīng)力作用，提高焊縫塑性及晶粒度。

特別是目前軌道現(xiàn)場(chǎng)的鋼軌焊接和焊后熱處理均為各自采用不同的裝置或設(shè)備分別進(jìn)行，一是自動(dòng)化程度低，勞動(dòng)作業(yè)強(qiáng)度大，導(dǎo)致鋼軌施工的組織效率低，施工周期長(zhǎng)；二是焊接和熱處理容易受各種人為因素影響，導(dǎo)致焊接和熱處理后的鋼軌焊接接頭的質(zhì)量不穩(wěn)定；三是成本較高，且增加了對(duì)施工場(chǎng)地的要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種自動(dòng)化、效率高的鋼軌的感應(yīng)對(duì)接焊及熱處理方法。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種鋼軌感應(yīng)對(duì)接焊及熱處理方法，包括以下步驟：

a、將兩根鋼軌通過(guò)感應(yīng)焊接裝置的中心軸下部裝連的定位件實(shí)現(xiàn)定位；由PLC控制系統(tǒng)控制感應(yīng)焊接裝置、液壓系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、感應(yīng)加熱電源和噴風(fēng)系統(tǒng)執(zhí)行后續(xù)的動(dòng)作；?

b、感應(yīng)焊接裝置上的兩個(gè)夾緊油缸驅(qū)動(dòng)兩組夾鉗體分別繞中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)，使兩組夾鉗體下部的鉗口分別將兩根鋼軌夾緊并對(duì)中；

c、感應(yīng)焊接裝置上的頂鍛油缸施加初始頂鍛力使兩根鋼軌對(duì)接處的端面貼緊，感應(yīng)焊接裝置上安裝的開合式的感應(yīng)加熱線圈借助輔助油缸移動(dòng)至兩根鋼軌的對(duì)接處，定位油缸將感應(yīng)加熱線圈的兩個(gè)子線圈推向鋼軌，并將兩根鋼軌的對(duì)接處包攏，兩個(gè)子線圈的上部分別與左、右安裝板之一上裝連的電極結(jié)構(gòu)的第一、第二電極接觸，且兩個(gè)子線圈的下部互相接觸，形成導(dǎo)電回路；

d、PLC控制系統(tǒng)啟動(dòng)感應(yīng)加熱電源對(duì)感應(yīng)加熱線圈通電，感應(yīng)加熱線圈得電后對(duì)兩根鋼軌的對(duì)接處進(jìn)行加熱；PLC控制系統(tǒng)控制冷卻系統(tǒng)對(duì)感應(yīng)加熱線圈進(jìn)行冷卻；

e、等到感應(yīng)加熱線圈將兩根鋼軌的對(duì)接處溫度加熱到預(yù)定的焊接溫度1200℃～1430℃時(shí)，PLC控制系統(tǒng)關(guān)閉感應(yīng)加熱電源，定位油缸讓感應(yīng)加熱線圈的兩個(gè)子線圈分開，PLC控制系統(tǒng)控制頂鍛油缸在兩根鋼軌的對(duì)接處施加設(shè)定的頂鍛力，從而將兩根鋼軌的端面緊密焊接在一起；

f、輔助油缸將感應(yīng)加熱線圈退回初始位，即第二組夾鉗體的一側(cè)，推凸裝置推動(dòng)推瘤刀對(duì)兩根鋼軌對(duì)接處形成的焊瘤進(jìn)行切削；當(dāng)完成對(duì)焊瘤的推凸后，推凸裝置退回初始位，即退回第一組夾鉗體的一側(cè)；?

g、感應(yīng)焊接裝置上安裝的開合式的感應(yīng)加熱線圈借助輔助油缸再次移動(dòng)至兩根鋼軌的焊縫處，定位油缸將感應(yīng)加熱線圈的兩個(gè)子線圈再次推向鋼軌，并將兩根鋼軌的對(duì)接處形成的焊縫包攏；待焊縫冷卻至500℃以下時(shí)，PLC控制系統(tǒng)重新啟動(dòng)感應(yīng)加熱電源對(duì)感應(yīng)加熱線圈通電，使感應(yīng)加熱線圈對(duì)兩根鋼軌的焊縫進(jìn)行加熱；

h、至預(yù)定的正火溫度830℃～950℃后，PLC控制系統(tǒng)關(guān)閉感應(yīng)加熱電源，啟動(dòng)噴風(fēng)系統(tǒng)，對(duì)兩根鋼軌的焊縫進(jìn)行冷卻，待焊縫冷卻至設(shè)定溫度500℃以下后，PLC控制系統(tǒng)關(guān)閉噴風(fēng)系統(tǒng)，停止噴風(fēng)；?

i、定位油缸使感應(yīng)加熱線圈的兩個(gè)子線圈分開，輔助油缸將感應(yīng)加熱線圈退回初始位，即退回第二組夾鉗體的一側(cè)，夾緊油缸驅(qū)動(dòng)兩組夾鉗體使鉗口張開，松開鋼軌，從而完成對(duì)鋼軌的感應(yīng)對(duì)接焊及正火。