[发明专利]一种钢轨窄间隙电弧焊轨机及其焊接方法

说明书

本发明公开了一种钢轨窄间隙电弧焊轨机及其焊接方法，包括焊接机架、焊接夹具机构、XYZ位移机构、送丝机构、摆动机构及操作机构，所述焊接机架包括水平机架和竖直机架，所述焊接夹具机构设置于水平机架上，所述XYZ位移机构、送丝机构、摆动机构及操作机构设置在竖直机架上。本钢轨窄间隙电弧焊轨机采用模块化设计，结构简单，安装及拆卸方便，重量轻且自动化操作简单，便于焊接大型设备无法焊接的角落、道岔等；采用自保护药芯焊丝无需进行气体保护，焊缝质量高。

技术领域

本发明涉及焊轨设备，尤其是涉及一种钢轨窄间隙电弧焊轨机及其焊接方法，属于焊轨技术领域。

背景技术

目前，高铁无缝钢轨焊接事业应用在国内取得良好的发展。关于钢轨的焊接方法主要有闪光焊、气压焊、铝热焊和电弧焊4种方法。其中，固定式闪光焊主要用于厂焊或基地焊，移动式闪光焊及移动式气压焊用于单元轨节现场焊，铝热焊及电弧焊常用于现场锁定焊、大修换轨和道岔焊接。但是以上4种钢轨焊接方法都存在一定的不足，致使铺设无缝线路的技术不能进一步提升。

电弧焊是采用极间低电压大流量持续供电所产生的电弧，将金属熔化后进行焊接的一种方法，它是现代工业生产的一项重要加工工艺，具有省金属材料，减轻劳动强度，提高生产效率，以及保持良好的水密、气密等特点。

在世界各国铁路中，使用较多的焊接方法为闪光焊及铝热焊，而电弧焊却使用得很少，国内更是很少关于焊接钢轨专用的电弧焊轨机。未来的中国钢轨焊接趋势，势必也会向设备小型化、智能化的方向发展，所以研发高铁建设用全自动钢轨窄间隙电弧焊轨机具有充分必要和价值。

发明内容

鉴于以上所述，本发明要解决的技术问题为：提供一种钢轨窄间隙电弧焊轨机及其焊接方法，设备结构合理易安装，焊接效率高且质量稳定。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种钢轨窄间隙电弧焊轨机，包括焊接机架、焊接夹具机构、XYZ位移机构、送丝机构、摆动机构及操作机构，

所述焊接机架包括水平机架和竖直机架，在水平机架的边框上设置有定位连接销，在竖直机架的底端设置有与定位连接销尺寸匹配的固定套筒，

所述竖直机架通过固定套筒插接于水平机架上的定位连接销上，所述焊接夹具机构设置在水平机架上，所述XYZ位移机构、送丝机构、摆动机构及操作机构设置在竖直机架上，所述操作机构线路连接于XYZ位移机构、送丝机构、摆动机构及焊接夹具机构，控制各机构的电机运动，

所述水平机架包括两个侧边、以及连接于两个侧边之间的多个横梁，所述横梁位于待焊接钢轨顶边上，在每个横梁上设置垂直于待焊接钢轨顶边的调节螺栓，通过调节螺栓调节水平机架在待焊接钢轨顶边上的平整度，

在每个横梁的一端设置活动开口以及位于活动开口两边的连接板，且相邻横梁上的活动开口及连接板均对角设置，

在每个横梁的活动开口部位均设置一个弹性夹紧块，所述弹性夹紧块穿过活动开口并铰接于连接板上，在每个横梁下端靠近弹性夹紧块位置设置固定螺栓，通过调节固定螺栓挤压弹性夹紧块，从而将水平机架夹紧在待焊接钢轨上，

所述焊接夹具机构包括侧壁夹具组件和底座夹具组件，所述侧壁夹具组件包括一个侧壁夹具电机及两套对称设置的电极连接杆、电极夹具、电极块，所述电极连接杆一端通过活动螺栓设置在水平机架上，电极连接杆的另一端设置电极夹具，在电极夹具上设置电极块，

所述侧壁夹具电机设置在水平机架上，在侧壁夹具电机的转动轴承上设置转动盘，每个电极连接杆的中部位置铰接活动连杆且活动连杆的另一端设置在转动盘上，通过侧壁夹具电机带动转动盘转动，从而活动连杆带动电极连接杆收紧运动，实现两个电极块夹住待焊接钢轨，