鋼軌焊接接頭正火線圈的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種能提高軌底中晶粒度的鋼軌焊接接頭正火線圈，其特征在于，所述正火線圈由相互近似平行的兩匝線圈環(huán)組成，所述鋼軌穿行在由所述線圈環(huán)構(gòu)成的環(huán)內(nèi)部；所述兩匝線圈環(huán)的一部分分別對(duì)應(yīng)地向外側(cè)偏移，并且所述兩匝線圈環(huán)向外側(cè)偏移的部分之間的間距增加。本實(shí)用新型的正火線圈可以有效降低鋼軌焊接接頭軌底中部的加熱溫度，保證了該部位顯微組織的細(xì)晶粒和力學(xué)性能的高韌塑性。也適用于需要降低加熱溫度的鋼軌其他部位。
【專利說(shuō)明】鋼軌焊接接頭正火線圈

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及鐵路、軌道交通、軌道施工【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是一種鋼軌焊接接頭正火線圈。

【背景技術(shù)】
[0002]為了提高旅客乘火車出行的舒適度，必須消除鋼軌和鋼軌之間的縫隙，俗稱“無(wú)縫化”。但是鋼軌焊接過(guò)程中的高溫必然導(dǎo)致焊接接頭部位的晶粒粗大，從而使焊接接頭的韌塑性大幅度下降，甚至危及鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩榱颂岣咪撥壓附咏宇^的韌塑性，通常采用對(duì)焊接接頭重新加熱進(jìn)行熱處理的方法，使鋼軌焊接部位粗大的晶粒得以細(xì)化。目前焊接接頭正火加熱的方法主要有火焰加熱和感應(yīng)加熱兩種，而感應(yīng)加熱由于加熱速度快、工藝穩(wěn)定、自動(dòng)化程度高、受人為和環(huán)境的影響小等優(yōu)點(diǎn)，得到了廣泛的應(yīng)用。
[0003]如圖1所示為鋼軌焊接接頭進(jìn)行感應(yīng)加熱焊后熱處理的示意圖，鋼軌穿行于封閉成環(huán)形的正火線圈中，當(dāng)焊接接頭的焊縫中心對(duì)準(zhǔn)感應(yīng)兩匝平行的正火線圈的中心時(shí)，進(jìn)行感應(yīng)加熱。從圖1中可見(jiàn)，軌底角和軌腰部分比較薄，具有散熱快的特點(diǎn)，而軌底中和軌頭部分則相對(duì)較厚，具有散熱慢的特點(diǎn)。
[0004]圖2為現(xiàn)有的鋼軌正火線圈示意圖，其中圖2(a)為現(xiàn)有的鋼軌正火線圈的正視圖，圖2(b)為現(xiàn)有的鋼軌正火線圈的右視圖，圖2(c)為現(xiàn)有的鋼軌正火線圈的仰視圖。從圖2(b)和圖2(c)可見(jiàn)，感應(yīng)加熱過(guò)程中，由于軌頭、軌腰、軌底角和軌底中部位的兩匝線圈均是相對(duì)平行設(shè)置，軌底中部因散熱慢而容易產(chǎn)生溫度過(guò)高的問(wèn)題，使顯微組織中的晶粒粗大，難以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求的晶粒度優(yōu)于6級(jí)的要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決上述鋼軌各部位受熱不均勻的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種鋼軌焊接接頭正火線圈，其特征在于，所述正火線圈由相互近似平行的兩匝線圈環(huán)組成，所述鋼軌穿行在由所述線圈環(huán)構(gòu)成的環(huán)內(nèi)部；所述兩匝線圈環(huán)的一部分分別對(duì)應(yīng)地向外側(cè)偏移，并且所述兩匝線圈環(huán)向外側(cè)偏移的部分之間的間距增加。
[0006]所述正火線圈為閉式正火線圈。
[0007]所述正火線圈為開(kāi)式正火線圈。
[0008]所述兩匝線圈環(huán)的位于軌底中間的部分分別向外側(cè)偏移。
[0009]所述兩匝線圈環(huán)的位于軌頭的部分分別向外側(cè)偏移。
[0010]所述兩匝線圈環(huán)的位于軌腰的部分分別向外側(cè)偏移。
[0011]所述正火線圈的向外側(cè)偏移的部分具有梯形形狀。
[0012]所述正火線圈的向外側(cè)偏移的部分具有矩形形狀。
[0013]所述兩匝線圈環(huán)的向外側(cè)偏移的部分分別位于軌底上側(cè)兩邊。
[0014]優(yōu)選地，所述兩匝線圈沿相反的方向向外偏移后再沿相對(duì)的方向向內(nèi)偏移，所述兩匝線圈的向外偏移之前的間距等于所述兩匝線圈的向內(nèi)偏移之后的間距，并且所述兩匝線圈基本上保持相互近似平行地延伸；優(yōu)選地，所述兩匝線圈在沿相反的方向向外偏移后平行地延伸一段距離。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為鋼軌焊接接頭正火示意圖；
[0016]圖2(a)為現(xiàn)有的鋼軌正火線圈的主視圖；
[0017]圖2(b)為現(xiàn)有的鋼軌正火線圈的右視圖；
[0018]圖2(c)為現(xiàn)有的鋼軌正火線圈的仰視圖；
[0019]圖3(a)為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例一的鋼軌正火線圈主視圖；
[0020]圖3(b)為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例一的鋼軌正火線圈的側(cè)視圖；
[0021]圖3(c)為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例一的鋼軌正火線圈的仰視圖；
[0022]圖4(a)為現(xiàn)有技術(shù)的鋼軌正火線圈軌底加熱區(qū)域的示意圖；
[0023]圖4(b)為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的鋼軌正火線圈軌底加熱區(qū)域示意圖；
[0024]圖5(a)為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例二的鋼軌正火線圈的主視圖；
[0025]圖5(b)為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例二的鋼軌正火線圈的側(cè)視圖；
[0026]圖5(c)為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例二的鋼軌正火線圈的仰視圖；
[0027]圖6(a)為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例三的鋼軌正火線圈的主視圖；
[0028]圖6(b)為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例三的鋼軌正火線圈的側(cè)視圖；和
[0029]圖6(c)為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例三的鋼軌正火線圈的仰視圖。
[0030]其中，I為鋼軌軌頭，2為鋼軌軌腰，3為鋼軌軌底角，4為鋼軌軌底中，5為兩匝正火線圈，6為第一線圈，7為第二線圈，8為包含軌底中部線圈的虛線框，9為包含軌底中部上側(cè)線圈的虛線框。

【具體實(shí)施方式】
[0031]下面參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的說(shuō)明性、非限制性實(shí)施例。
[0032]實(shí)施例一:
[0033]圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例一的鋼軌焊接接頭閉式正火線圈示意圖，其中圖3(a)為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例一的鋼軌焊接接頭正火線圈的主視圖，圖3(b)為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例一的鋼軌焊接接頭正火線圈的側(cè)視圖，圖3(c)為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例一的鋼軌焊接接頭正火線圈的仰視圖。
[0034]圖3(a)中，相對(duì)近似平行的兩匝線圈(第一線圈6、第二線圈7)組成本實(shí)用新型實(shí)施例一的閉式正火線圈，鋼軌穿行于由兩匝線圈形成的環(huán)中對(duì)鋼軌焊接接頭進(jìn)行正火加熱。從圖3(b)中可以看到，因?yàn)閷⒌谝痪€圈6和第二線圈7在軌底中部位的線圈分別沿鋼軌方向向外側(cè)偏移，即，相互平行的兩個(gè)線圈分別沿相反的方向向外偏移，如虛線框8中所示，所以在相互近似平行的線圈底部出現(xiàn)向外突出的部分。
[0035]從圖3(c)可以看出，鋼軌焊接接頭正火線圈在軌底中區(qū)域的兩匝線圈在軌底的平面內(nèi)沿著鋼軌縱向(長(zhǎng)度方向)分別向外偏移，兩匝線圈之間的距離逐漸增加，然后兩匝線圈繼續(xù)相互平行地延伸一小段距離，接著兩匝線圈向內(nèi)(沿相對(duì)方向)偏移直至它們之間距離減小到兩匝線圈分別向外偏移之前的兩匝線圈之間的初始間距，最后，兩匝線圈繼續(xù)平行地延伸并且兩匝線圈之間的間距與其向外側(cè)偏移前的間距相同。這里，兩匝線圈在軌底中處向外和向內(nèi)偏移之后所具有的形狀為(近似)梯形。
[0036]圖4(a)為現(xiàn)有技術(shù)的鋼軌正火線圈軌底加熱區(qū)域的示意圖，圖4(b)為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的鋼軌正火線圈軌底加熱區(qū)域示意圖。由于具有上述結(jié)構(gòu)，因此，從圖4(a)和圖4(b)中虛線框8內(nèi)所示的陰影區(qū)域的對(duì)比可以看出，通過(guò)軌底中處兩匝線圈之間逐漸增加的距離使得加熱范圍增大，如圖4(b)所示，從而使相同的熱量被分散到更大的區(qū)域范圍，因此，降低了軌底中間部分的加熱溫度(虛線框8中的黑點(diǎn))。而在另一方面，由于兩匝線圈在向外偏移前和向內(nèi)偏移后的結(jié)構(gòu)未發(fā)生變化(兩匝線圈平行延伸且偏移之前與偏移之后兩匝線圈之間的間距相同)，尤其是軌底角的線圈結(jié)構(gòu)未變，這保證了鋼軌其它部位的加熱溫度不受影響，因此不會(huì)導(dǎo)致任何不利影響。
[0037]圖3 (a)、圖3 (b)和圖3 (c)所示的鋼軌焊接接頭正火線圈，通過(guò)增加軌底中部?jī)稍丫€圈之間的距離擴(kuò)大了加熱范圍，從而降低了軌底中部的加熱溫度，同時(shí)其它部位(如軌頭、軌腰、軌底角部)溫度不受影響，從而保證了鋼軌焊接接頭軌底中部顯微組織的細(xì)晶粒度和力學(xué)性能的高韌塑性。
[0038]此外，本實(shí)用新型中降低軌底中部加熱溫度的結(jié)構(gòu)同樣可以作為線圈的接近軌頭和/或軌腰的部分處的結(jié)構(gòu)，從而能夠進(jìn)一步降低軌頭和/或軌腰處的溫度。具體地，如果軌頭的局部溫度過(guò)高，可以使鋼軌軌頭部分處的兩匝線圈分別向外偏移，以達(dá)到降低該區(qū)域加熱溫度的目的，從而保證了鋼軌焊接接頭在該部位顯微組織的細(xì)晶粒度和力學(xué)性能的高韌塑性。
[0039]實(shí)施例二:
[0040]如圖5(a)、圖5(b)和圖5 (C)所示，為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例二的鋼軌焊接接頭閉式正火線圈示意圖，其中圖5(a)為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例二的鋼軌焊接接頭正火線圈的主視圖，圖5(b)為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例二的鋼軌焊接接頭正火線圈的側(cè)視圖，圖5(c)為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例二的鋼軌焊接接頭正火線圈的仰視圖。其中，正火線圈的兩匝線圈在軌底中處的部分沿鋼軌長(zhǎng)度方向向外側(cè)偏移而成的形狀為矩形。
[0041]在圖5(b)中可以看到，第一線圈6和第二線圈7在軌底中處的線圈分別沿相反方向(鋼軌的橫向方向)向外延伸，如圖中虛線框8的內(nèi)容所示，所以在相互近似平行的兩匝線圈底部出現(xiàn)向外突出的部分。
[0042]又如圖5(c)所示，第一線圈6和第二線圈7在軌底中部分的線圈向外偏移所形成的形狀為矩形，如圖中虛線框8內(nèi)部分所示。從圖中可以看到，兩匝線圈在軌底部分先沿相反方向向外偏移，再沿相對(duì)方向向內(nèi)偏移。優(yōu)選地，所述兩匝線圈在軌底部分沿相反方向向外偏移后平行地延伸一段距離通過(guò)增加軌底區(qū)域兩匝線圈之間的距離，使加熱范圍增大，從而使相同的熱量被分散到更大的區(qū)域范圍，因此降低了軌底中間部分的加熱溫度，從而保證了鋼軌焊接接頭感應(yīng)加熱熱處理后軌底中顯微組織的細(xì)晶粒度和力學(xué)性能的高韌塑性。而在另一方面，由于兩匝線圈在向外偏移前和向內(nèi)偏移后的結(jié)構(gòu)未發(fā)生變化(兩匝線圈平行延伸且偏移之前與偏移之后兩匝線圈之間的間距相同)，尤其是軌底角的線圈結(jié)構(gòu)未變，這保證了鋼軌其它部位的加熱溫度不受影響，因此不會(huì)由于熱量的過(guò)分散失而導(dǎo)致不利影響。
[0043]實(shí)施例三:
[0044]如圖6(a)、圖6(b)和圖6(c)所示為本實(shí)用新型的實(shí)施例三，其中圖6 (a)為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例三的軌道焊接接頭正火線圈結(jié)構(gòu)的主視圖，圖6(b)為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例三的軌道焊接接頭正火線圈結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖，圖6(c)為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例三的軌道焊接接頭正火線圈結(jié)構(gòu)的仰視圖，在本實(shí)施例中，軌底中部上側(cè)線圈(圖6(a)中虛線框9內(nèi)的黑色區(qū)域)沿相反方向(鋼軌的橫向方向)向外側(cè)偏移。
[0045]如圖6(b)中，第一線圈6和第二線圈7的中部偏下的區(qū)域水平地向外側(cè)突出(虛線框9內(nèi)所示)。
[0046]又如本實(shí)施例的仰視圖圖6(c)所示，因軌底中部上側(cè)線圈沿相反方向(鋼軌的橫向方向)向外側(cè)偏移，又沿相對(duì)方向向內(nèi)偏移，使得仰視圖的中間位置形成向外側(cè)偏移的四段線圈(如虛線框9內(nèi)所示)。
[0047]本實(shí)施例與圖5(a)、圖5(b)和圖5(c)所示的實(shí)施例二中的正火線圈結(jié)構(gòu)理論上相似，通過(guò)使軌底中部上側(cè)正火線圈向外偏移，起到降低軌底中的加熱溫度的作用，從而保證了鋼軌焊接接頭感應(yīng)加熱熱處理后軌底中顯微組織的細(xì)晶粒度和力學(xué)性能的高韌塑性。
[0048]實(shí)施例四:
[0049]在本發(fā)明的第四個(gè)實(shí)施例中，針對(duì)感應(yīng)加熱時(shí)合上、感應(yīng)加熱后打開(kāi)的開(kāi)式正火線圈，也可以采用與之前軌底中部或者軌底中部上側(cè)結(jié)構(gòu)相類似的結(jié)構(gòu)降低正火線圈正火加熱時(shí)軌底中或其它局部的加熱溫度，從而保證了鋼軌焊接接頭在該部位顯微組織的細(xì)晶粒度和力學(xué)性能的高韌塑性。
[0050]如本領(lǐng)域技術(shù)人員所了解的，第一線圈6和第二線圈7向外偏移所構(gòu)成的形狀不限于上述實(shí)施例所限定的形狀，可以根據(jù)實(shí)際需要對(duì)該形狀作出改變。
[0051]通過(guò)采用熱電偶在鋼軌加熱時(shí)的實(shí)際測(cè)量，采用新型線圈后，成功地將軌底中區(qū)域的加熱溫度降低了 50-100°C以上，避免了因軌底中區(qū)域溫度過(guò)高使顯微組織中的晶粒粗大，進(jìn)而導(dǎo)致該部位的韌塑性下降；并且這對(duì)軌底角的溫度沒(méi)有影響，不會(huì)因?yàn)榧訜釡囟鹊投鴮?dǎo)致該部位焊接接頭處晶粒粗大。
[0052]盡管對(duì)本發(fā)明的典型實(shí)施例進(jìn)行了說(shuō)明，但是顯然本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，在不背離本發(fā)明的精神和原理的情況下可以進(jìn)行改變，其范圍在權(quán)利要求書以及其等同物中進(jìn)行了限定。
【權(quán)利要求】
1.一種鋼軌焊接接頭正火線圈，其特征在于，所述正火線圈由相互近似平行的兩匝線圈環(huán)組成，所述鋼軌穿行在由所述線圈環(huán)構(gòu)成的環(huán)內(nèi)部；所述兩匝線圈環(huán)的一部分分別對(duì)應(yīng)地向外側(cè)偏移，并且所述兩匝線圈環(huán)向外側(cè)偏移的部分之間的間距增加。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼軌焊接接頭正火線圈，其特征在于，所述正火線圈為閉式正火線圈。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼軌焊接接頭正火線圈，其特征在于，所述正火線圈為開(kāi)式正火線圈。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼軌焊接接頭正火線圈，其特征在于，所述兩匝線圈環(huán)的位于軌底中間的部分分別向外側(cè)偏移。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼軌焊接接頭正火線圈，其特征在于，所述兩匝線圈環(huán)的位于軌頭的部分分別向外側(cè)偏移。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼軌焊接接頭正火線圈，其特征在于，所述兩匝線圈環(huán)的位于軌腰的部分分別向外側(cè)偏移。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋼軌焊接接頭正火線圈，其特征在于，所述正火線圈的向外側(cè)偏移的部分具有梯形形狀。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋼軌焊接接頭正火線圈，其特征在于，所述正火線圈的向外側(cè)偏移的部分具有矩形形狀。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼軌焊接接頭正火線圈，其特征在于，所述兩匝線圈環(huán)的向外側(cè)偏移的部分分別位于軌底上側(cè)兩邊。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼軌焊接接頭正火線圈，其特征在于，所述兩匝線圈沿相反的方向向外偏移后再沿相對(duì)的方向向內(nèi)偏移，所述兩匝線圈的向外偏移之前的間距等于所述兩匝線圈的向內(nèi)偏移之后的間距，并且所述兩匝線圈基本上保持相互近似平行地延伸；優(yōu)選地，所述兩匝線圈在沿相反的方向向外偏移后平行地延伸一段距離。
【文檔編號(hào)】C21D9/50GK204174249SQ201420622297
【公開(kāi)日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2014年10月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月24日
【發(fā)明者】詹新偉, 王樹(shù)青, 邵揚(yáng)道 申請(qǐng)人:中國(guó)鐵道科學(xué)研究院, 中國(guó)鐵道科學(xué)研究院金屬及化學(xué)研究所