[发明专利]一种钢轨焊接装置以及钢轨焊接方法

说明书

一种钢轨焊接装置，钢轨焊接装置用于将多段钢轨焊接在一起，钢轨焊接装置包括：隔热U型底座，具有与钢轨底的底面和侧面贴合的U型槽，在U型槽内设置有第一熔池槽；一对隔热侧板，分别具有与钢轨腰及钢轨头的两侧贴合的曲面，在一对隔热侧板与钢轨腰及钢轨头的两侧贴合的曲面上分别设置有第二熔池槽，其中，在焊接钢轨时，第一熔池槽与第二熔池槽被布置为在同一垂直于钢轨长度方向的断面上延伸，或在同一竖直且与钢轨长度方向具有夹角的断面上延伸。该装置可重复利用，液态金属恒温时间长，冶金反应时间充分，稳定焊接质量。焊缝的表面平整、宽窄一致，高低均匀、过渡圆滑，钢轨的焊缝外观成型良好。

技术领域

本发明涉及焊接领域，具体地说，涉及一种钢轨焊接装置以及钢轨焊接方法。

背景技术

天车钢轨焊接常用电弧焊焊接方法，电弧焊每焊接一层需要清理焊接药皮，电弧焊焊接时还要防止药皮烫伤，钢轨底焊接熔化过程中需要十分小心，防止根部单侧未溶和夹渣，钢轨腰焊接时要防止熔化液态铁水局部下塌、焊瘤，钢轨头焊接熔化过程液态金属时间长，要防止焊接层次厚淬硬现象和微观裂纹。天车钢轨长时间在重物碾压过程中焊缝容易出现瞬间断裂，给生产线造成停工，企业单位直接损失不可估量。采用常规电弧焊的方法焊接效率低，且焊缝外观不够美观、强度低，容易有焊瘤、夹渣、未焊透、下塌等多种焊接缺陷，因此，需要开发一种能够高效焊接钢轨，并且提高钢轨焊缝强度和外观的装置和方法。

发明内容

本发明采用耐火材料自制钢轨焊接装置，先进行钢轨底焊接，然后钢轨腰和钢轨头一次焊接成形，按照本发明的装置和方法焊接的钢轨焊缝，超声波探伤检验合格率能够达到99％。

一种钢轨焊接装置，所述钢轨焊接装置用于将多段钢轨焊接在一起，每段钢轨包括钢轨头、所述钢轨头下方的钢轨腰以及所述钢轨腰下方的钢轨底，所述钢轨头宽度大于所述钢轨腰的宽度并小于所述钢轨底的宽度，所述钢轨焊接装置包括：隔热U型底座，具有与钢轨底的底面和侧面贴合的U型槽，在所述U型槽内设置有第一熔池槽；一对隔热侧板，分别具有与钢轨腰及钢轨头的两侧贴合的曲面，在一对隔热侧板与钢轨腰及钢轨头的两侧贴合的曲面上分别设置有第二熔池槽，其中，在焊接钢轨时，所述第一熔池槽与第二熔池槽被布置为在同一垂直于钢轨长度方向的断面上延伸，或在同一竖直且与钢轨长度方向具有夹角的断面上延伸。

优选地，所述第一熔池槽从隔热U型底座的U型槽的一侧的上表面沿U型槽的槽内表面一直延伸到U型槽的另一侧的上表面；每个第二熔池槽从所述第二熔池槽所在的隔热侧板的上表面一直延伸到所述第二熔池槽所在的隔热侧板的下表面。

优选地，所述第一熔池槽和所述第二熔池槽的每一个的宽度在22mm到24mm的范围内，深度在0.5mm到1mm范围内。

优选地，所述钢轨底、所述钢轨腰以及所述钢轨头由耐火砖制成。

一种利用以上所述的钢轨焊接装置进行的钢轨焊接方法，包括以下步骤：钢轨底焊接，包括：将两段钢轨的待焊接段以预定间隙放置在隔热U型底座上，所述预定间隙处于第一熔池槽和第二熔池槽所在的断面上，使得隔热U型底座的U型槽内表面与两段钢轨的钢轨底的底面和侧面贴合，从钢轨底任一侧开始沿焊缝长度方向往复焊接，焊接过程中，焊枪在焊缝宽度方向来回摆动，直到焊接至钢轨底任一侧的斜坡底端，从两侧的斜坡底端向斜坡顶端分别逐渐退步焊接，焊接至钢轨腰底端收弧，其中所述斜坡为所述钢轨底向所述钢轨腰过渡的斜坡；之后进行钢轨腰和钢轨头焊接，包括：将两块隔热侧板分别布置在两段钢轨的两侧，使得一对隔热侧板的曲面分别贴合在钢轨腰、钢轨头的两侧，从钢轨腰任一侧的底端开始沿焊缝长度方向往复焊接，焊接过程中，焊枪在焊缝宽度方向来回摆动，直到焊接至钢轨头的顶面，从钢轨头的顶面的两端分别向钢轨头顶面的中点逐渐退步焊接，以将钢轨腰和钢轨头一次成型焊接。

优选地，在钢轨腰与钢轨头焊接的过程中，从钢轨腰任一侧的底端开始沿焊缝长度方向往复焊接的过程中，焊接至钢轨腰和钢轨头的结合点时，从钢轨腰与钢轨头两个结合点的中点开始分别向钢轨两侧焊接，直至焊接到钢轨头顶面。