[發(fā)明專利]一種鋼軌表面連續(xù)等溫度梯度熔覆的熔覆設(shè)備及熔覆方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110779154.5
• 申請(qǐng)日: 2021-07-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113502472B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-03-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 戴挺;王惟釗;顧德宇;邱鈺雯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號(hào): C23C24/10
• 分類號(hào): C23C24/10;E01B31/18
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 張弛

1.一種鋼軌表面連續(xù)等溫度梯度熔覆的熔覆設(shè)備，其特征在于，包括加熱系統(tǒng)（1）、熔覆系統(tǒng)（7），所述熔覆系統(tǒng)（7）用于對(duì)鋼軌表面進(jìn)行連續(xù)熔覆，所述加熱系統(tǒng)（1）包括預(yù)熱銅輪電極組（111）和保溫銅輪電極組（112），預(yù)熱銅輪電極組（111）和保溫銅輪電極組（112）均與鋼軌軌面及側(cè)面接觸用以為鋼軌表面加熱，熔覆系統(tǒng)（7）的熔覆點(diǎn)位于預(yù)熱銅輪電極組（111）和保溫銅輪電極組（112）之間，且熔覆點(diǎn)更靠近預(yù)熱銅輪電極組（111），包括驅(qū)動(dòng)裝置，所述驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)加熱系統(tǒng)和熔覆系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)預(yù)熱銅輪電極組位于未熔覆鋼軌軌面，同時(shí)驅(qū)動(dòng)保溫銅輪電極組位于已熔覆鋼軌軌面。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熔覆設(shè)備，其特征在于，所述預(yù)熱銅輪電極組（111）與熔覆點(diǎn)之間的設(shè)置距離L=T*V，其中T為鋼軌熔覆后的保溫時(shí)間，V為鋼軌進(jìn)給速度。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熔覆設(shè)備，其特征在于，所述熔覆系統(tǒng)（7）包括熔覆裝置、送料裝置（6）和冷卻裝置（3），所述熔覆裝置包括熔覆頭（71）和兩軸運(yùn)動(dòng)裝置（72），兩軸運(yùn)動(dòng)裝置（72）帶動(dòng)熔覆頭（71）沿豎直以及水平且垂直于鋼軌進(jìn)給方向的兩個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，所述送料裝置（6）用于向熔覆頭（71）提供熔覆材料，所述冷卻裝置（3）用于冷卻熔覆頭（71）。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的熔覆設(shè)備，其特征在于，所述熔覆頭（71）沿水平方向運(yùn)動(dòng)的速度U滿足公式W_mVW/U，其中W_m為熔覆頭（71）熔化熔覆材料在鋼軌表面形成的熔道寬度， W為鋼軌表面熔覆層寬度。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的熔覆設(shè)備，其特征在于，還包括氣體保護(hù)系統(tǒng)（2），所述氣體保護(hù)系統(tǒng)（2）包括氣源（21）、氣泵（22）、氛圍氣體送氣管（24）、工作氣體送氣管（23）和氛圍艙（8），所述熔覆裝置、預(yù)熱銅輪電極組（111）和保溫銅輪電極組（112）設(shè)置于氛圍艙（8）中，所述氣源（21）通過(guò)氛圍氣體送氣管（24）向氛圍艙（8）中輸送惰性氣體，氣源（21）通過(guò)工作氣體送氣管（23）向熔覆頭（71）輸送惰性氣體，所述氣泵（22）將氛圍艙（8）中的氣體抽離。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的熔覆設(shè)備，其特征在于，還包括觀察檢測(cè)系統(tǒng)（5），所述觀察檢測(cè)系統(tǒng)（5）包括紅外熱成像儀（51）、視頻傳感器（52）、熔道質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)（53），所述紅外熱成像儀（51）用于測(cè)量進(jìn)行熔覆的鋼軌的溫度分布，所述視頻傳感器（52）用于采集進(jìn)行熔覆的鋼軌的加工形貌，所述熔道質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)（53）用于檢測(cè)熔覆頭（71）熔化熔覆材料在鋼軌表面形成的熔道的質(zhì)量，觀察檢測(cè)系統(tǒng)5的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)娇刂葡到y(tǒng)4中進(jìn)行處理以及結(jié)果呈現(xiàn)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的熔覆設(shè)備，其特征在于，還包括控制系統(tǒng)（4），所述控制系統(tǒng)（4）控制預(yù)熱銅輪電極組（111）和保溫銅輪電極組（112）的工作從而控制鋼軌溫度，控制系統(tǒng)（4）控制熔覆頭（71）的運(yùn)動(dòng)，且處理和顯示觀察檢測(cè)系統(tǒng)（5）的檢測(cè)數(shù)據(jù)。

8.一種如權(quán)利要求1~7任意一項(xiàng)所述熔覆設(shè)備的熔覆方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1.進(jìn)給鋼軌并定位熔覆部位，對(duì)熔覆工作環(huán)境提供保護(hù)氣體；

S2.預(yù)熱銅輪電極組（111）和保溫銅輪電極組（112）對(duì)鋼軌同時(shí)進(jìn)行預(yù)熱；

S3.鋼軌達(dá)到預(yù)熱溫度后，對(duì)鋼軌進(jìn)行熔覆，保溫銅輪電極組（112）對(duì)熔覆后的鋼軌進(jìn)行保溫；

S4.熔覆后定位鋼軌下一個(gè)熔覆部位，重復(fù)步驟S2和步驟S3。