專利名稱：一種開(kāi)合式水冷鋼軌感應(yīng)正火線圈及其使用方法
一種開(kāi)合式水冷鋼軌感應(yīng)正火線圈及其使用方法[技術(shù)領(lǐng)域]
本發(fā)明涉及鐵路、軌道交通軌道施工技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種開(kāi)合式水冷鋼軌感應(yīng) 正火線圈及其使用方法。[背景技術(shù)]
正火是將工件加熱到臨界溫度Ac或Accm以上30_50°C，其中Ac是指加熱時(shí)自由 鐵素體全部轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體的終了溫度，Accm是實(shí)際加熱中過(guò)共析鋼完全奧氏體化的臨界溫 度線。保溫適當(dāng)時(shí)間后，在靜止的空氣中冷卻達(dá)到完全奧氏體化后的金屬熱處理工藝，正火 的主要目在于使晶粒細(xì)化和碳化物分布均勻化，去除材料的內(nèi)應(yīng)力，降低材料的硬度，改善 鋼的性能，獲得接近平衡狀態(tài)的組織，提高焊件的可靠性和壽命。
現(xiàn)有技術(shù)中的鋼軌焊接接頭正火處理傳統(tǒng)工藝采用氧氣乙炔火焰正火，該工藝主 要為人為控制，質(zhì)量不易控制、存在安全隱患、易污染環(huán)境等。國(guó)內(nèi)已采用的電感應(yīng)正火線 圈有仿形外貼式、纏繞式、對(duì)稱開(kāi)合式等，已有的仿形外貼式為左右兩個(gè)不連通的線圈，沿 軌頂軌底中心對(duì)稱，但這種技術(shù)存在著施工時(shí)必須從鋼軌的一頭穿移至焊接接頭處的缺 陷；纏繞式為整根線圈纏繞若干圈，但纏繞式的方法其拆裝較為不便，浪費(fèi)工時(shí)；對(duì)稱開(kāi)合 式為承插連接線圈，如現(xiàn)有技術(shù)中公開(kāi)號(hào)為CN 202247559 U的一種鋼軌焊接接頭熱處理裝 置，該裝置包括可被固定于鋼軌上的底架和通過(guò)連接機(jī)構(gòu)設(shè)置于底架上的能使鋼軌的焊接 接頭產(chǎn)生渦流而被加熱的感應(yīng)線圈，其具有與被焊接的鋼軌的截面相適配的形狀，所述感 應(yīng)線圈由基本對(duì)稱并且可相互分離和接合的第一線圈部分和第二線圈部分組成，第一線 圈部分和第二線圈部分被布置成在相互接合時(shí)形成電連接而在相互分離時(shí)允許鋼軌從上 至下被套入該感應(yīng)線圈中。由于該裝置中的感應(yīng)線圈可相互分離，從而可通過(guò)使線圈分開(kāi) 而將鋼軌套入其中，從而克服了感應(yīng)加熱裝置在對(duì)鋼軌進(jìn)行熱處理是必須從鋼軌的一頭穿 移至焊接接頭處的缺陷。但是這種技術(shù)在使用過(guò)程中容易造成循環(huán)冷卻水滴漏的問(wèn)題。[發(fā)明內(nèi)容]
本發(fā)明的目的就是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足和缺陷，提供一種結(jié)構(gòu)新穎、安全 可靠、節(jié)能環(huán)保、有效解決拆裝不便和循環(huán)冷卻水滴漏問(wèn)題的開(kāi)合式水冷鋼軌感應(yīng)正火線 圈，其特征在于所述的感應(yīng)正火線圈由左、右側(cè)兩部分組成，兩側(cè)線圈均為獨(dú)立管、線路，電 流、水流在管路內(nèi)通行，兩側(cè)線圈內(nèi)水流、電流不連通，左、右側(cè)兩部分各有兩根銅管并聯(lián)， 兩側(cè)線圈在鋼軌一側(cè)軌底角處絕緣栓接，仿形鋼軌安裝，連接銅塊采用兩顆M6螺絲將兩側(cè) 線圈接觸連接實(shí)現(xiàn)仿形安裝，線圈頂部采用水冷軟連接電纜與發(fā)生器電源、水箱連接。
所述的感應(yīng)正火線圈采用無(wú)氧T2紫銅管制作。
所述的感應(yīng)正火線圈中的工作線圈長(zhǎng)度750mm，銅管寬度15mm，厚度10mm，兩根銅 管并聯(lián)寬度30_，外側(cè)纏繞絕緣耐高溫布保護(hù)線圈。
所述的線圈頂部延伸處安裝限位裝置，將兩根線圈固定在一起，再與供水、供電系 統(tǒng)連接。
所述的感應(yīng)正火線圈工作距離為軌頂10mm、軌腰15mm、軌底角、軌底18mm,該空間安裝包裹鋼軌的絕緣耐高溫布。
所述的線圈與中高頻發(fā)生器電源、冷卻水箱采用4根水冷軟連接電纜連接。
所述的軟電纜與感應(yīng)線圈為分開(kāi)獨(dú)立結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明還包括一種開(kāi)合式水冷鋼軌感應(yīng)正火線圈的使用方法，其特征在于所述的方法步驟
a.抬升擬正火的焊縫兩側(cè)鋼軌，使之保持水平，防止正火時(shí)焊縫出現(xiàn)應(yīng)力集中；
b.焊縫部位鋼軌表面包裹絕緣隔熱毯，厚度IOmm;
C.打開(kāi)感應(yīng)線圈，自鋼軌一側(cè)裝入感應(yīng)線圈，用兩顆螺絲連接兩側(cè)線圈，進(jìn)行仿形安裝；
d.感應(yīng)線圈的連接電纜分別與中頻發(fā)生器電源、循環(huán)水箱連接，使用無(wú)雜質(zhì)的純凈水進(jìn)行降溫，避免水銹沉積縮短線圈壽命；
e.啟動(dòng)水箱開(kāi)始循環(huán)水降溫，設(shè)定升溫參數(shù)，啟動(dòng)中頻發(fā)生器電源，對(duì)焊縫進(jìn)行加熱正火；
f.達(dá)到正火溫度，先斷開(kāi)發(fā)生器電源，再斷開(kāi)水箱電源；
g.拆下兩側(cè)線圈的連接螺絲，打開(kāi)線圈；
h.自然冷卻至常溫，取下隔熱毯；
1.轉(zhuǎn)移到下一作業(yè)面。
本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點(diǎn)在于
1.應(yīng)用了仿形原理，與鋼軌的工作距離不大于20mm，正火加熱溫度均勻，提高了電-磁_(tái)熱轉(zhuǎn)化效率，加熱時(shí)間3分鐘可達(dá)到正火溫度85(T950°C。
2.供水供電線路采用水冷軟連接電纜，柔韌性好，各方位均可大范圍移動(dòng)，滿足不同工況的需要。
3.僅需拆裝軌底角一側(cè)的兩個(gè)M6螺絲即可實(shí)現(xiàn)線圈安拆，裝拆極為方便，工作效率高。
4.感應(yīng)線圈打開(kāi)/閉合操作時(shí)不漏水，連接銅塊不通水，杜絕了滴水淬化鋼軌的質(zhì)量隱患。
5.感應(yīng)線圈不易損壞，壽命長(zhǎng)，成本低廉。
6.運(yùn)行操作安全，工作電壓低，輸出為隔離。
7.能滿足固定、移動(dòng)場(chǎng)所，高架、隧道內(nèi)環(huán)境，地鐵、國(guó)鐵領(lǐng)域的應(yīng)用。[


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圖1是本發(fā)明感應(yīng)線圈的主要結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明水電連接裝置的主要結(jié)構(gòu)示意圖3是本發(fā)明感應(yīng)線圈工裝側(cè)視如圖所示，圖中1.水電連接裝置2.感應(yīng)線圈3.鋼軌4.連接銅塊5.銅管6.水管7.電源輸出8.水冷軟連接電纜；
指定圖1為本發(fā)明的摘要附圖。[具體實(shí)施方式
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下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，這種裝置的結(jié)構(gòu)和原理對(duì)本專業(yè)的人來(lái)說(shuō) 是非常清楚的。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定 本發(fā)明。
本發(fā)明的感應(yīng)正火線圈由左右側(cè)兩部分組成，感應(yīng)正火線圈采用無(wú)氧T2紫銅管 制作，兩側(cè)線圈均為獨(dú)立管線路，管體通電產(chǎn)生交變磁場(chǎng)在鋼軌接頭上產(chǎn)生感應(yīng)電流，電 流、水流在管路內(nèi)通行，兩側(cè)線圈內(nèi)水流、電流不連通。左右側(cè)兩部分各有兩根銅管并聯(lián)， 兩側(cè)線圈在鋼軌一側(cè)軌底角處絕緣栓接，仿形鋼軌安裝，從而對(duì)鋼軌加熱正火，管內(nèi)壓流循 環(huán)水實(shí)施降溫。工作線圈長(zhǎng)度優(yōu)選750mm,銅管寬度15mm,厚度10 mm,兩根銅管并聯(lián)寬度 30mm，外側(cè)纏繞絕緣耐高溫布保護(hù)線圈；軌頂線圈延伸30mm安裝限位裝置，將兩根線圈固 定在一起，保證軌頂磁場(chǎng)均勻，再與供水、供電系統(tǒng)連接。一側(cè)軌底角線圈接觸部位用2個(gè) M6螺絲固定，方便地開(kāi)合感應(yīng)線圈?？蓾M足左右兩股鋼軌的快速裝拆應(yīng)用。線圈工作距離 優(yōu)選為軌頂IOmm,軌腰15mm,軌底角、軌底18mm,該空間安裝包裹鋼軌的絕緣耐高溫布。線 圈與中高頻發(fā)生器電源、冷卻水箱采用4根水冷軟連接電纜連接，電纜長(zhǎng)度600mm，無(wú)其它 水管，可方便的實(shí)現(xiàn)鋼軌抬升后的不同距離工況。連接的軟電纜和感應(yīng)線圈分開(kāi)，可以方便 更換感應(yīng)線圈。
本發(fā)明線圈的安裝使用方法為
(I)抬升擬正火的焊縫兩側(cè)鋼軌，使之保持水平，防止正火時(shí)焊縫出現(xiàn)應(yīng)力集中。
(2)焊縫部位鋼軌表面包裹絕緣隔熱毯，厚度10mm。
(3)打開(kāi)感應(yīng)線圈，自鋼軌一側(cè)裝入感應(yīng)線圈，用兩顆螺絲連接兩側(cè)線圈，進(jìn)行仿 形安裝。
(4)感應(yīng)線圈的連接電纜分別與中頻發(fā)生器電源、循環(huán)水箱連接，使用無(wú)雜質(zhì)的純 凈水進(jìn)行降溫，避免水銹沉積縮短線圈壽命。
(5)啟動(dòng)水箱開(kāi)始循環(huán)水降溫，設(shè)定升溫參數(shù)，啟動(dòng)中頻發(fā)生器電源，對(duì)焊縫進(jìn)行 加熱正火。
(6)達(dá)到正火溫度，先斷開(kāi)發(fā)生器電源，再斷開(kāi)水箱電源。
(7)拆下兩側(cè)線圈的連接螺絲，打開(kāi)線圈。
(8)自然冷卻至常溫，取下隔熱毯。
(9)轉(zhuǎn)移到下一作業(yè)面。
本發(fā)明應(yīng)用了中頻電流電磁感應(yīng)加熱、仿形學(xué)、循環(huán)水冷卻等技術(shù)原理，采用低電 感的無(wú)氧T2紫銅管仿形鋼軌制作感應(yīng)線圈，安裝于焊接后的鋼軌接頭上，利用中頻發(fā)生器 電源給感應(yīng)線圈供應(yīng)交變電流產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，在鋼軌上產(chǎn)生渦流進(jìn)行鋼軌加熱，鋼軌自常 溫升溫到85(T950°C自然冷卻完成正火。線圈的寬度充分考慮焊接熱影響區(qū)寬度，僅對(duì)熱 影響區(qū)實(shí)施正火，不對(duì)其他部位母材性質(zhì)產(chǎn)生影響。線圈仿形鋼軌異型斷面，各部位受熱均 勻，加熱時(shí)間短，能效轉(zhuǎn)化高。線圈內(nèi)通水循環(huán)降溫，延長(zhǎng)線圈壽命。
權(quán)利要求
1.一種開(kāi)合式水冷鋼軌感應(yīng)正火線圈，其特征在于所述的感應(yīng)正火線圈由左、右側(cè)兩部分組成，兩側(cè)線圈均為獨(dú)立管、線路，電流、水流在管路內(nèi)通行，兩側(cè)線圈內(nèi)水流、電流不連通，左、右側(cè)兩部分各有兩根銅管并聯(lián)，兩側(cè)線圈在鋼軌一側(cè)軌底角處絕緣栓接，仿形鋼軌安裝，連接銅塊采用兩顆M6螺絲將兩側(cè)線圈接觸連接實(shí)現(xiàn)仿形安裝，線圈頂部采用水冷軟連接電纜與發(fā)生器電源、水箱連接。
2.如權(quán)利要求1所述的一種開(kāi)合式水冷鋼軌感應(yīng)正火線圈，其特征在于所述的感應(yīng)正火線圈采用無(wú)氧T2紫銅管制作。
3.如權(quán)利要求1所述的一種開(kāi)合式水冷鋼軌感應(yīng)正火線圈，其特征在于所述的感應(yīng)正火線圈中的工作線圈長(zhǎng)度750mm,銅管寬度15mm,厚度IOmm,兩根銅管并聯(lián)寬度30mm,外側(cè)纏繞絕緣耐高溫布保護(hù)線圈。
4.如權(quán)利要求1所述的一種開(kāi)合式水冷鋼軌感應(yīng)正火線圈，其特征在于所述的線圈頂部延伸處安裝限位裝置，將兩根線圈固定在一起，再與供水、供電系統(tǒng)連接。
5.如權(quán)利要求1所述的一種開(kāi)合式水冷鋼軌感應(yīng)正火線圈，其特征在于所述的感應(yīng)正火線圈工作距離為軌頂10mm、軌腰15mm、軌底角、軌底18mm，該空間安裝包裹鋼軌的絕緣耐高溫布。
6.如權(quán)利要求1所述的一種開(kāi)合式水冷鋼軌感應(yīng)正火線圈，其特征在于所述的線圈與中高頻發(fā)生器電源、冷卻水箱采用4根水冷軟連接電纜連接。
7.如權(quán)利要求1所述的一種開(kāi)合式水冷鋼軌感應(yīng)正火線圈，其特征在于所述的軟電纜與感應(yīng)線圈為分開(kāi)獨(dú)立結(jié)構(gòu)。
8.—種如權(quán)利要求1所述的一種開(kāi)合式水冷鋼軌感應(yīng)正火線圈的使用方法，其特征在于所述的方法步驟a.抬升擬正火的焊縫兩側(cè)鋼軌，使之保持水平，防止正火時(shí)焊縫出現(xiàn)應(yīng)力集中；b.焊縫部位鋼軌表面包裹絕緣隔熱毯，厚度IOmm;c.打開(kāi)感應(yīng)線圈，自鋼軌一側(cè)裝入感應(yīng)線圈，用兩顆螺絲連接兩側(cè)線圈，進(jìn)行仿形安裝；d.感應(yīng)線圈的連接電纜分別與中頻發(fā)生器電源、循環(huán)水箱連接，使用無(wú)雜質(zhì)的純凈水進(jìn)行降溫，避免水銹沉積縮短線圈壽命；e.啟動(dòng)水箱開(kāi)始循環(huán)水降溫，設(shè)定升溫參數(shù)，啟動(dòng)中頻發(fā)生器電源，對(duì)焊縫進(jìn)行加熱正火；f.達(dá)到正火溫度，先斷開(kāi)發(fā)生器電源，再斷開(kāi)水箱電源；g.拆下兩側(cè)線圈的連接螺絲，打開(kāi)線圈；h.自然冷卻至常溫，取下隔熱毯；1.轉(zhuǎn)移到下一作業(yè)面。
全文摘要
本發(fā)明涉及鐵路、軌道交通軌道施工技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種有關(guān)鋼軌焊接接頭處理的開(kāi)合式水冷鋼軌感應(yīng)正火線圈。其特征在于應(yīng)用仿形原理，感應(yīng)正火線圈左右兩側(cè)線圈均為獨(dú)立管、線路，電流、水流在管路內(nèi)通行，兩側(cè)線圈內(nèi)水流、電流不連通，兩側(cè)各有兩根銅管并聯(lián)，兩側(cè)線圈在鋼軌一側(cè)軌底角處絕緣栓接，仿形鋼軌安裝。本發(fā)明正火加熱溫度均勻，提高了電-磁-熱轉(zhuǎn)化效率；供水供電線路采用水冷軟連接電纜，柔韌性好，各方位均可大范圍移動(dòng)，滿足不同工況需要；線圈安拆方便、壽命長(zhǎng)、成本低、節(jié)能環(huán)保；運(yùn)行操作安全；鋼軌接頭正火質(zhì)量穩(wěn)定。
文檔編號(hào)E01B31/18GK102995508SQ20131000269
公開(kāi)日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2013年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月5日
發(fā)明者劉習(xí)生, 張瑞興, 李南坤, 胡光靜, 張愛(ài)萍 申請(qǐng)人:中鐵上海工程局有限公司, 中鐵上海工程局華海工程有限公司, 巴瑪克電氣設(shè)備(上海)有限公司