钢轨闪光焊接和焊后热处理一体机的操作方法技术

本发明专利技术提供一种钢轨现场闪光焊接和焊后热处理一体机的操作方法，包括以下步骤：步骤1：控制装置控制钢轨夹持部分总成夹持并对齐两段待焊钢轨；步骤2：闪光焊接、顶锻和推凸；步骤3：控制装置控制热处理机头总成的加热线圈与焊接接头对准并进行热处理；步骤4：一体机复位。本发明专利技术的钢轨闪光焊接和焊后热处理一体机的操作方法实现了焊接和热处理工序一体化作业，减少了作业机械、工序、调度、人员、时间的同时，保证了接头焊接质量，提高了整体作业效率。

Operating Method of Integrative Machine for Flash Welding and Postweld Heat Treatment of Rails

The invention provides an operation method of an integrated machine for on-site flash welding and post-weld heat treatment of rails, which includes the following steps: step 1: control device controls the clamping part assembly of rails and aligns two sections of welded rails; step 2: flash welding, upsetting and pushing convex; step 3: control device controls the addition of heat treatment machine head assembly. The hot coil is aligned with the welded joint and heat treated. Step 4: Integrative machine reset. The operation method of the rail flash welding and post-weld heat treatment integrated machine realizes the integrated operation of welding and heat treatment processes, reduces the operation machinery, processes, scheduling, personnel and time, ensures the welding quality of joints and improves the overall operation efficiency.

【技术实现步骤摘要】
钢轨闪光焊接和焊后热处理一体机的操作方法
本专利技术涉及机械领域，更具体地，涉及一种钢轨闪光焊接和焊后热处理机的操作方法。
技术介绍
近年来我国高速和重载铁路蓬勃发展，随着铁路技术发展，轨道平顺性和高可靠性要求极大推动了无缝线路的应用，对无缝线路焊接技术要求越来越高。目前已形成无缝线路区间采用闪光焊，岔区采用铝热焊模式。闪光焊接机械自动化控制、焊缝缺陷少、焊接接头性能较好、质量稳定，作为无缝线路轨道焊接主要方法广泛应用于高速、重载、城际铁路，地铁施工应用中。移动闪光焊轨车作业灵活、自动化水平高、生产效率高、焊接质量可靠且接头平顺性较好，目前作为我国既有线换修主要装备广泛应用在现场钢轨线下线上焊接。我国钢轨闪光焊接后要进行热处理工序，加热方式有火焰和电感应两种。火焰正火易造成加热不均匀或心部出现“未正透”的情况，且摆火宽度及频率无法控制易造成原焊接热影响区未被有效正火使接头性能下降。气体的稳定性会影响加热效果的稳定，特别是目前使用的火焰正火设备，没有喷风冷却(接头硬度)和锁定拉伸功能(钢轨易被拉细)。感应热处理采用中频电感应涡流加热的方式加热接头，加热区窄、温度均匀、重复性好，可实现喷风冷却和全阶段保压作业，比火焰正火有了明显的优势，因此热处理作业车在近几年得到大范围的推广应用。目前现场接头焊后热处理一般采用可实现保压的感应热处理作业车。我国铁路既有线换轨焊接的主要施工方式：线下焊，先采用闪光焊轨车焊接，后进行接头粗磨，随后采用移动式热处理作业车进行接头焊后热处理，再进行后续精磨；线上焊，先采用非自行闪光焊轨车焊接，后进行接头粗磨，采用热处理作业车进行感应热处理，进行拉伸或自然放散，锁定线路及后续精磨等工序。当前既有线换轨线上线下焊接施工模式还存在一些问题：(1)焊后热处理占用了比焊接更长的时间，尤其是热处理作业车的使用，增加了整个焊轨作业的时间和调配精力，热处理作业车和焊轨车的连挂顺序也影响现场的作业调配。(2)线下焊钢轨置于砟肩处，由于卸轨与焊轨环境温度差异，一般都存在顺直不良。闪光焊机可实现保压焊接，但接头正火，尤其是火焰正火，很难保证接头受热后变形，对接头质量(平直度，扭曲变形)影响较大。(3)线上焊施工组织较为复杂，天窗时间短。非自行焊轨车在前面焊接，无法提供让车空间供热处理作业车作业，一般会采用火焰正火。为了提升运能，对铁路维修施工提出了较高的要求，铁路施工在不影响作业质量的前提下要尽量少占用线路运行时间，钢轨焊接换修一体化施工需求越来越迫切。尤其是近些年，世界和我国高速铁路快速发展，高速铁路无缝线路换修焊轨需求旺盛。一般普通铁路既有线换修焊轨施工采用铺、焊、换、收轨按四个天窗流水作业。高铁焊轨换修按工序分天窗作业采用普通铁路换修模式存在较大安全风险，需铺、焊、换、收一体化施工，减少线路上钢轨、设备、材料存放等安全源。自焊轨车于2008年开始在各路局配备以来，大幅度提升了我国既有线换修钢轨焊接质量水平。移动闪光焊轨车机械化水平高，自动化水平高，能够满足新线建设和既有线换修施工现场需要。焊后热处理作业从先前的火焰加热改进为电感应加热+喷风冷却模式，自动化水平高、热处理质量稳定、受人为因素影响小。采用移动闪光焊轨车+焊后热处理作业车的模式进行现场钢轨焊接，很好地实现了现场焊接质量稳定可靠，也推进工务维修全面实现大型养路机械化作业发展目标。采用移动式闪光焊轨车+热处理作业车模式，提高了现场接头质量控制水平，但仍存在一些缺点和不足：(1)增加工务换轨大修列车编组和动力车头数量(焊轨车和热处理作业车要单独作业，提供单独动力)；(2)增加了换轨抢修焊轨作业时间(多了行车调度)，对天窗作业提出了时间控制上的新问题；(3)增加了调度和操作人员；(4)增加了行车、设备故障造成的天窗误点和人身等安全隐患；(5)普通移动钢轨闪光焊接和热处理机头都包括保压机架，可实现焊接和热处理前夹持，作业过程中保压，但是机架尺寸和重量较大，很难兼容；(6)焊接和热处理的电源特性不一样，焊接采用普通的工频交流电，而热处理采用中频交流电，很难兼容。在中国专利(公布号CN107674961A)公开了一种悬挂式钢轨闪光对焊中频热处理机构，用于对焊接后的钢轨进行热处理，但是该中频热处理机构体积较大，无法与传统的焊轨机直接整合在一起。在中国专利(公布号CN107262894A)公开了一种具有中断轴的钢轨闪光焊机，用于安装其它设备，但是该机构动静架中间的空间不能直接满足当前中频加热机构安装作业需求。
技术实现思路
为克服现有技术的上述缺陷，本专利技术提出一种钢轨闪光焊接和焊后热处理机及一体化的操作方法。根据本专利技术，提出一种钢轨闪光焊接和焊后热处理一体机的操作方法，钢轨闪光焊接和焊后热处理一体机包括中断中轴式的悬挂式钢轨闪光焊机、中频热处理机头和控制装置，所述中频热处理机头设置在所述中断中轴式的悬挂式钢轨闪光焊机的中轴上，所述控制系统与所述悬挂式钢轨闪光焊机和所述中频热处理机头相连以实现焊接和热处理的控制，操作方法包括以下步骤：步骤1：控制装置控制中断中轴式的悬挂式钢轨闪光焊机夹持并对齐两段待焊钢轨；步骤2：中断中轴式的悬挂式钢轨闪光焊机闪光焊接、顶锻和推凸；步骤3：控制装置控制中频热处理机头的加热线圈与焊接接头对准并进行热处理；步骤4：一体机复位。进一步的，在所述步骤1中，还包括：在对位前检查钢轨除锈效果和端面垂直度，检查焊接空间。进一步的，在所述步骤2中，推凸后，控制装置控制中频热处理机头的喷风嘴对焊接接头进行喷风冷却。进一步的，在推凸后，在30秒内对焊接接头进行喷风冷却，风压不低于0.3MPa，温度达到预设的温度第一阈值时停止喷风。第一阈值优选为300℃，冷却时间为2-3分钟。进一步的，在所述步骤3中，所述进行热处理的步骤包括：步骤31：测量轨头中心表面温度，当温度达到预设的温度第二阈值时，对焊接接头进行正火，直到加热温度到达温度第三阈值时；步骤32：喷风冷却，直到焊接接头的温度到达预设的温度第四阈值时停止。进一步的，本专利技术还包括焊接工艺参数和热处理工艺参数设置。本专利技术提供一种适用于钢轨现场闪光焊接和焊后热处理机一体化作业方法，主要是实现钢轨闪光焊接和焊后热处理同工位连续、全自动作业，两分步工艺流程合二为一，互不干扰，焊接和热处理阶段采用全程钢轨保压、焊接接头性能达到闪光焊接和热处理分开作业的效果。本方法可用于高速铁路、城际铁路、地铁、有轨电车等新建线路或既有线换修轨道无缝线路焊接工程应用中。本专利技术通过对夹持和保压机架重新设计，可满足钢轨焊接和热处理两个不同工序作业夹持和保压需要，同时满足焊接和热处理机构定位需求。在机头动静架狭小空间内满足焊接和顶锻行程、保压推瘤空间、感应加热线圈张夹、焊接和热处理隔离等苛刻要求。通过将钢轨闪光焊接和焊后热处理两个装备合二为一，在满足现有各工序质量要求同时，采用最先进的钢轨闪光焊接和感应热处理技术，使用全自动控制，实现了钢轨焊接和热处理两工序合二为一。使钢轨焊接相关装备简化，质量控制简化，节省了设备和人员投入，提高了设备使用效率，也改变了现有钢轨焊接施工模式。采用本专利技术方法可进行钢轨现场闪光焊接和焊后热处理一体化施工作业，使用钢轨现场闪光焊接和热处理一体机，将焊接和热处理工序同位置做作业，摒弃了以往常用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钢轨闪光焊接和焊后热处理一体机的操作方法，所述一体机包括中断中轴式的悬挂式钢轨闪光焊机、中频热处理机头和控制装置，所述中频热处理机头设置在所述中断中轴式的悬挂式钢轨闪光焊机的中轴上，所述控制系统与所述悬挂式钢轨闪光焊机和所述中频热处理机头相连以实现焊接和热处理的控制，其中，所述操作方法包括：步骤1：所述控制装置控制所述中断中轴式的悬挂式钢轨闪光焊机夹持并对齐两段待焊钢轨；步骤2：所述中断中轴式的悬挂式钢轨闪光焊机闪光焊接、顶锻和推凸；步骤3：所述控制装置控制所述中频热处理机头的加热线圈与焊接接头对准并进行热处理；和步骤4：对所述钢轨闪光焊接和焊后热处理一体机进行复位。

【技术特征摘要】
1.一种钢轨闪光焊接和焊后热处理一体机的操作方法，所述一体机包括中断中轴式的悬挂式钢轨闪光焊机、中频热处理机头和控制装置，所述中频热处理机头设置在所述中断中轴式的悬挂式钢轨闪光焊机的中轴上，所述控制系统与所述悬挂式钢轨闪光焊机和所述中频热处理机头相连以实现焊接和热处理的控制，其中，所述操作方法包括：步骤1：所述控制装置控制所述中断中轴式的悬挂式钢轨闪光焊机夹持并对齐两段待焊钢轨；步骤2：所述中断中轴式的悬挂式钢轨闪光焊机闪光焊接、顶锻和推凸；步骤3：所述控制装置控制所述中频热处理机头的加热线圈与焊接接头对准并进行热处理；和步骤4：对所述钢轨闪光焊接和焊后热处理一体机进行复位。2.根据权利要求1所述的操作方法，其中，在所述步骤1中，还包括：在对位前检查钢轨除锈效果和端面垂直度，检查焊接空间。3....

【专利技术属性】
技术研发人员：李金华，李力，赵国，彭鹏，丁韦，高振坤，宋宏图，胡玉堂，
申请(专利权)人：中国铁道科学研究院集团有限公司金属及化学研究所，北京中铁科新材料技术有限公司，中国铁道科学研究院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11