專利名稱：鋼軌表面帶狀不銹鋼的焊接方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種焊接方法，特別是鋼軌表面帶狀不銹鋼的焊接方法。
背景技術：
鐵路鋼軌的表面，尤其是在車站附近段，常會發(fā)生不同程度的銹蝕現(xiàn)象。當列車通過這種銹蝕鋼軌時，就會造成軌道電路分路不良，從而出現(xiàn)錯誤信號，嚴重影響鐵路行車的安全性。解決這一問題的有效方法是在銹蝕鋼軌的表面焊接一層簿而窄的不銹鋼帶導電層，這樣當列車通過時，就可保證軌道電路分路良好。
公知的電阻縫焊機，只能用于雙面縫焊，即當焊接時，將焊接板材置于兩個焊接滾輪之間，啟動焊接開關后，上滾輪壓下后開始轉(zhuǎn)動并開始通電焊接。焊件隨滾輪的轉(zhuǎn)動而移動實現(xiàn)縫焊。因此，公知的電阻縫焊機有以下不足只能在固定場所焊接；只能進行雙面焊接；工藝上無法保證厚度十分懸殊的焊件的焊接質(zhì)量；對于鋼軌的復雜形狀，無法放置焊接滾輪實施焊接。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術只能在固定場所對焊接厚度相差不大的材料進行搭接焊合的不足，本發(fā)明提供一種鋼軌表面帶狀不銹鋼的焊接方法。
本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是一種鋼軌表面帶狀不銹鋼的焊接方法，包括下述步驟1)將焊接小車移到軌道上，讓裝有專用焊接裝置一邊的車輪位于被焊接鋼軌上，啟動控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)控制氣閥動作，氣缸推桿推動下安裝板向下運動直到焊接滾輪將不銹鋼帶壓緊在鋼軌中心位置的焊接起點上，左、右導電滾輪也壓緊在鋼軌上；2)控制系統(tǒng)發(fā)出焊接信號的同時滯后一個通電周期發(fā)出焊接小車驅(qū)動信號，專用焊接裝置焊完一個焊點，焊接小車向前運動一個焊點的位置，焊接滾輪將帶狀不銹鋼連續(xù)焊在鋼軌上的同時，隨著焊接小車的移動，焊接滾輪向前運動便可向下拉動帶狀不銹鋼，形成連續(xù)焊接；3)整盤不銹鋼帶焊完后，控制系統(tǒng)發(fā)出信號，依次停止焊接、停止焊接小車、氣閥停止，氣缸推桿收回，帶動下安裝板將焊接滾輪和左、右導電滾輪抬起；4)更換不銹鋼帶后，重新執(zhí)行步驟1)～步驟3)。
本發(fā)明的有益效果是由于采用了可沿鋼軌移動的焊接小車、焊接滾輪、導電滾輪以及帶盤結構，實現(xiàn)了邊移動邊焊接的功能；導電輪支架與下安裝板彈性接觸，保證了焊接滾輪將不銹鋼帶緊緊壓在鋼軌上的同時左、右導電滾輪能始終緊緊壓在鋼軌上；焊接滾輪、導電滾輪均位于鋼軌上表面的平直段，可對各種路況下的鋼軌進行連續(xù)焊接。采用電容儲能電源，焊接電流為脈沖電流，加熱集中而時間短，解決了不銹鋼帶與鋼軌大厚度比的單面連續(xù)焊接問題，焊接過程幾乎不會對鋼軌母體造成影響，而且其正半周充電、負半周放電的方式，提高了焊接速度及焊縫的連續(xù)性，可使不銹鋼帶與鋼軌之間有較高的結合強度。


圖1是本發(fā)明鋼軌表面不銹鋼帶的焊接方法電容儲能式電源、控制系統(tǒng)、焊接小車及專用焊接裝置與鋼軌位置示意圖。
圖2是專用焊接裝置結構示意3是圖2中的A-A剖視圖。
圖4是圖2中的B-B剖視圖。
圖5是圖2中的C-C剖視圖。
圖6是圖2中的D-D剖視圖。
圖中1-焊接變壓器，2-焊接滾輪，3-帶盤，4-導桿，5-軟銅帶，7-左導電滾輪，8-氣缸推桿，9-上安裝板，10-不銹鋼帶，11-導電輪支架，12-下安裝板，13-鋼軌，14-彈簧桿，15-彈簧，16-焊接輪導電銅塊，17-右導電滾輪，18-導電銅套，19-焊接輪軸，20-焊接小車安裝架，21-壓緊彈簧，22-擋圈，23-絕緣板，24-帶盤軸，25-帶盤支架，26-氣缸，27-焊點，28-焊接輪支架，50-軸承，51-絕緣套，61-充電變壓器，62-充電回路可控硅，63-放電回路可控硅，64-控制系統(tǒng)，65-充電回路可控硅觸發(fā)信號，66-放電回路可控硅觸發(fā)信號，67-焊接焊接小車驅(qū)動電機啟動信號，68-電容器組，69-電流線，70-專用焊接裝置，71-焊接小車，72-電容儲能式電源，73-電子氣閥通電信號，116-導電輪導電銅塊，119-導電輪軸。
具體實施例方式
參照圖1～6，將實施焊接的電容儲能式電源72、控制系統(tǒng)64及其它附件安裝于焊接小車71之上，焊接小車71采用可沿鐵路鋼軌行進的一般焊接小車即可。將專用焊接裝置70整體通過上安裝板9用螺釘固連在焊接小車安裝架20上，使左導電滾輪7、焊接滾輪6及右導電滾輪17位于鋼軌13表面平直段，在壓力的作用下，焊接滾輪6將不銹鋼帶10壓緊在鋼軌13的正中心，左導電滾輪7和右導電滾輪17位于不銹鋼帶兩側(cè)且與鋼軌13表面平直段良好接觸。
電容儲能式電源72由充電變壓器61、可控硅62、63、焊接變壓器1、電容器組68等組成。電容儲能式電源72的充、放電過程由以單片機89C52為核心的控制系統(tǒng)64控制，在網(wǎng)絡電壓的正半周零點時刻，控制系統(tǒng)64發(fā)出的充電回路可控硅觸發(fā)信號65經(jīng)放大后加在充電回路可控硅62的控制極上，這樣充電變壓器61的輸出端便經(jīng)過電阻R1和充電回路可控硅62向電容器組68充電，電阻R1值選取合適大小時，充電過程可在10ms內(nèi)完成，充電完成后，充電回路可控硅62承受負壓自然關斷。在網(wǎng)絡電壓的負半周零點時刻，控制系統(tǒng)64發(fā)出放電回路可控硅觸發(fā)信號66經(jīng)放大后加在放電回路可控硅63的控制極上，此時，電容器組68通過焊接變壓器1快速放電，焊接變壓器1的副邊輸出極輸出脈沖電流由焊接滾輪6經(jīng)不銹鋼帶10和鋼軌13上表層流向兩側(cè)導電滾輪，該脈沖電流便可使不銹鋼帶10和鋼軌13接觸面形成一個熔核27。這種同側(cè)單面焊電流線69的分布形式能夠?qū)崿F(xiàn)不銹鋼帶與鋼軌大厚度比的焊接，且由于焊接電流為脈沖電流，加熱集中而時間短，故焊接過程幾乎不會對鋼軌母體造成影響；同時這種網(wǎng)絡電壓正半周充電、負半周放電的焊接方式，大大提高了焊接速度及焊縫的連續(xù)性，可使不銹鋼帶與鋼軌之間有較高的結合強度。
專用焊接裝置70由帶盤3、導桿4、左導電滾輪7、氣缸推桿8、上安裝板9、導電輪支架11、下安裝板12、彈簧桿14、彈簧15、焊接輪導電銅塊16、右導電滾輪17、導電銅套18、焊接輪軸19、焊接小車安裝架20、壓緊彈簧21、擋圈22、絕緣板23、帶盤軸24、帶盤支架25、氣缸26、焊接輪支架28、軸承50、絕緣套51、導電輪導電銅塊116以及導電輪軸119等組成。
焊接滾輪2通過平鍵和軸臺固定安裝在焊接輪軸19上，焊接輪軸19通過軸承與焊接輪支架28固連，軸承外圈裝有絕緣套51以使焊接滾輪2與焊接輪支架28絕緣，這樣可防止焊接電流從焊接輪支架28分流。焊接輪導電銅塊16套在焊接輪軸19上并能在軸上滑動，其一側(cè)與焊接滾輪2接觸，另一側(cè)與套在焊接輪軸19上的壓緊彈簧21接觸，擋圈22通過螺紋安裝在焊接輪軸19上，當在焊接輪軸19上旋進擋圈22時，焊接輪導電銅塊16在壓緊彈簧21的作用下與焊接滾輪2緊密接觸。焊接輪導電銅塊16通過軟銅帶5與焊接變壓器1輸出電極相連，在焊接滾輪2轉(zhuǎn)動時，焊接輪導電銅塊16并不轉(zhuǎn)動，保證焊接滾輪2與焊接變壓器1輸出電極形成良好導電通路。
同樣，左導電滾輪7、右導電滾輪17通過平鍵和軸臺固定安裝在導電輪軸119上，導電輪軸119通過軸承與導電輪支架11相連，軸承外圈裝有絕緣套51以使左導電滾輪7、右導電滾輪17與導電輪支架11絕緣，這樣可防止焊接電流從導電輪支架11分流。導電輪導電銅塊116、壓緊彈簧21、擋圈22也安裝在導電輪軸119上，位于右導電滾輪17右側(cè)，當在軸上旋進擋圈22時，導電輪導電銅塊116在壓緊彈簧21的作用下與右導電滾輪17緊密接觸，在左導電滾輪7和右導電滾輪17之間加了導電銅套18，導電輪導電銅塊116通過軟銅帶5與焊接變壓器1另一輸出電極相連，這樣在左導電滾輪7和右導電滾輪17轉(zhuǎn)動時，能與焊接變壓器1另一輸出電極形成良好導電通路。
焊接滾輪2軸向距左導電滾輪7和右導電滾輪17的距離相等，這樣在焊接時，從焊接滾輪2流向左導電滾輪7和右導電滾輪17的電流密度相等，焊接工藝好。
焊接輪支架28與下安裝板12用螺釘直接固連。導電輪支架11兩端的耳片上分別焊有一根彈簧桿14，彈簧桿14上套有彈簧15并從下安裝板12兩邊相應位置的開孔中穿出，伸出部分帶有螺紋可用螺帽旋緊，調(diào)整螺帽可調(diào)節(jié)彈簧15的松緊。當下安裝板12隨氣缸推桿8向上運動時，可帶動焊接輪支架28和導電輪支架11一起向上移動，這樣便抬起焊接滾輪2、左導電滾輪7和右導電滾輪17。氣缸推桿8向下施加壓力時，下安裝板12帶動焊接輪支架28和導電輪支架11一起向下運動，直到焊接滾輪2將不銹鋼帶10緊緊壓在鋼軌13上，由于彈簧15的彈力作用，左導電滾輪7和右導電滾輪17也緊緊壓在鋼軌13上。焊接過程中，焊接滾輪2的損耗較大，其直徑會逐漸小于左導電滾輪7和右導電滾輪17的直徑，但彈簧15受壓而自然縮短，從而保證了焊接滾輪2將不銹鋼帶10緊緊壓在鋼軌13上且左導電滾輪7和右導電滾輪17能始終緊緊壓在鋼軌13上。
氣缸26用螺釘固定在上安裝板9上。氣缸推桿8從上安裝板9的開孔中伸出，氣缸推桿8的下端與下安裝板12用螺釘固定連接。當氣缸26的氣閥通電時，氣缸推桿8可推動下安裝板12向下運動。當氣缸26氣閥斷電時，氣缸推桿8可帶動下安裝板12向上抬起。兩根導桿4的下部與下安裝板12采用焊接或螺紋連接固連在一起，上部穿入上安裝板9所開的定位孔中，導桿4與定位孔間隙為零配合，這樣保證氣缸推桿8施加壓力和抬起時，下安裝板12只能沿著導桿4嚴格上、下運動，而不會發(fā)生偏擺。
不銹鋼帶10在焊接前事先繞裝在帶盤3上，帶盤3通過帶盤軸24和帶盤支架25安裝在上安裝板9上。在焊接過程中，焊接滾輪2將不銹鋼帶10連續(xù)焊在鋼軌13上，并向下拉動不銹鋼帶10，直至整盤不銹鋼帶焊完。
焊接過程如下1.將焊接小車71移到軌道13上，讓裝有專用焊接裝置70一邊的車輪位于被焊接鋼軌13上，啟動控制系統(tǒng)64，控制系統(tǒng)64發(fā)出電子氣閥通電信號73經(jīng)放大后加在氣缸26氣閥控制端上，氣閥通電后氣缸推桿8推動下安裝板12向下運動直到焊接滾輪2將不銹鋼帶10緊緊壓在鋼軌13上，左導電滾輪7和右導電滾輪17緊緊壓在鋼軌13上。
2.控制系統(tǒng)64發(fā)出焊接信號的同時滯后一個通電周期發(fā)出焊接小車71驅(qū)動信號，控制系統(tǒng)64在網(wǎng)絡電壓的每個正、負半周零點時刻分別發(fā)出充電回路可控硅觸發(fā)信號65和放電回路可控硅觸發(fā)信號66，電容儲能式電源72便在網(wǎng)絡電壓的正半周內(nèi)充電、負半周內(nèi)放電，這樣便在網(wǎng)絡電壓負半周內(nèi)形成一個焊點；專用焊接裝置70焊完一個焊點，焊接小車71向前運動一個焊點的位置。
3.焊接滾輪2將不銹鋼帶10連續(xù)焊在鋼軌13上，隨之向前運動便可向下拉動不銹鋼帶10，從而實現(xiàn)鋼軌表面不銹鋼帶的自動連續(xù)焊接。
4.整盤不銹鋼帶焊完后，控制系統(tǒng)64依次停發(fā)充電回路可控硅觸發(fā)信號65、放電回路可控硅觸發(fā)信號66、焊接焊接小車驅(qū)動電機啟動信號67使電容儲能式電源72先停止充、放電，然后焊接小車停止。
5.控制系統(tǒng)64停發(fā)電子氣閥通電信號73，氣缸推桿8收回，帶動下安裝板12及焊接和導電滾輪抬起。
6.將新的不銹鋼帶10再繞裝在帶盤3上，重新執(zhí)行1～5步驟。
權利要求
1.一種鋼軌表面帶狀不銹鋼的焊接方法，包括下述步驟1)將焊接小車移到軌道上，讓裝有專用焊接裝置一邊的車輪位于被焊接鋼軌上，啟動控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)控制氣閥動作，氣缸推桿推動下安裝板向下運動直到焊接滾輪將帶狀不銹鋼壓緊在鋼軌中心位置的焊接起點上，左、右導電滾輪也壓緊在鋼軌上；2)控制系統(tǒng)發(fā)出焊接信號的同時滯后一個通電周期發(fā)出焊接小車驅(qū)動信號，專用焊接裝置焊完一個焊點，焊接小車向前運動一個焊點的位置，焊接滾輪將帶狀不銹鋼連續(xù)焊在鋼軌上的同時，隨著焊接小車的移動，焊接滾輪向前運動便可向下拉動帶狀不銹鋼，形成連續(xù)焊接；3)整盤不銹鋼帶焊完后，控制系統(tǒng)發(fā)出信號，依次停止焊接、停止焊接小車、氣閥停止，氣缸推桿收回，帶動下安裝板將焊接滾輪和左、右導電滾輪抬起；4)更換不銹鋼帶后，重新執(zhí)行步驟1)～步驟3)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鋼軌表面帶狀不銹鋼的焊接方法，其要解決的技術問題是在鋼軌表面焊接帶狀不銹鋼導電層以防止鋼軌銹蝕，包括下述步驟控制氣閥動作，氣缸推桿推動下安裝板向下運動直到焊接滾輪將帶狀不銹鋼壓緊在鋼軌中心位置的焊接起點上，左、右導電滾輪也壓緊在鋼軌上；控制系統(tǒng)發(fā)出焊接信號的同時滯后一個周期發(fā)出焊接小車驅(qū)動信號，專用焊接裝置焊完一個焊點，焊接小車向前運動一個焊點的位置，焊接滾輪將帶狀不銹鋼連續(xù)焊在鋼軌上的同時，隨著焊接小車的移動，焊接滾輪向前運動便可向下拉動帶狀不銹鋼，形成連續(xù)焊接。本發(fā)明采用電容儲能電源，其脈沖電流加熱集中且時間短，解決了帶狀不銹鋼與鋼軌大厚度比單面連續(xù)焊接問題且結合強度高。
文檔編號B23K11/26GK1857842SQ20061004265
公開日2006年11月8日 申請日期2006年4月10日 優(yōu)先權日2006年4月10日
發(fā)明者馬鐵軍, 楊思乾, 謝紅霞, 張勇, 王晉剛, 劉志堅, 郭富春 申請人:西北工業(yè)大學