[实用新型]一种钢轨的电子束焊接装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种型材的焊接装置，具体涉及一种钢轨的电子束焊接装置，属于材料加工技术中金属焊接技术领域。

背景技术

无缝线路的焊接技术是发展无缝铁路的关键技术之一，国内外传统采用的钢轨焊接方法有4种：闪光焊、气压焊、铝热焊和电弧焊。我国主要采用前3种焊法。目前虽然钢轨的焊接技术基本上已经趋于成熟和稳定，但焊接接头的质量仍存在较大的问题，概括起来讲，就是闪光焊焊接质量不均衡，气压焊、铝热焊断头率偏高，气压焊一次交验合格率低。电子束焊接是将高能电子束作为加工热源，用高能量密度的电子束轰击焊件接头处的金属，使其快速熔融，然后迅速冷却来达到焊接的目的。电子束焊接是在真空中进行，焊缝的化学成分稳定且纯净，接头强度高，焊缝质量高；由于电子束焊接速度快，其热影响区小，焊接热变形小；同时，电子束焊接可获得深宽比大的焊缝(20∶1～50∶1)，焊接厚件时可以不开坡口一次成形。经过多年的发展，电子束加工技术现已成为成熟的技术，处于平稳发展、扩大应用阶段。

中国发明专利公开号CN1180771A公开了一种无焊接超长连接钢轨的方法及钢轨端部的结构，对轨头断面加工斜口面，并采用连接板从轨腰两侧利用螺栓连接。中国发明专利公开号CN1914377A公开了一种焊接轨道两根钢轨用的焊接设备与焊接方法，提供了一种压力焊接设备和方法，可以是实现焊瘤切除和焊接接头冷却。中国发明专利授权公告号CN1865594B，公开了一种焊接轨道钢轨用的焊机与焊接方法，通过拉轨装置和焊机共同作用完成钢轨的焊接。中国发明专利授权公告号CN101474713B，公开了一种高锰钢撤叉与钢轨闪光对接焊接方法，采用不锈钢作为连接介质，利用闪光对焊工艺将连接介质与钢轨对焊成一体。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术中钢轨焊接容易产生质量不均衡、断头率高、一次交验合格率低等焊缝质量问题以及焊接装置复杂、需要填充材料、效率低下等问题，提出一种钢轨的电子束焊接装置。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的。

本实用新型的一种钢轨的电子束焊接装置，包括底板、导轨、左箱体、真空电子枪、电子枪移动装置、右箱体、泵组、移动支座和丝杠；左箱体的截面形状和右箱体的截面形状与待焊接钢轨的截面形状相吻合，左箱体和右箱体各加工出半个待焊接钢轨截面尺寸，左箱体和右箱体镶嵌有静密封圈，通过静密封圈将左箱体、待焊钢轨和右箱体进行密封；左箱体、右箱体与待焊接钢轨形成局部真空密封装置；右箱体与底板固定连接；底板的上表面有导轨；移动支座位于底板上面，丝杠通过移动支座的一端固定在左箱体上；左箱体的底面有加工槽，并放置于导轨上面；通过丝杠在移动支座上的旋转运动可以使左箱体沿导轨在底板上面移动；右箱体的顶部、右侧面和底部都留有电子枪移动装置的安装位置；电子枪移动装置与右箱体之间通过动密封圈进行动密封；右箱体的右侧面的底部安装有泵组，通过泵组对局部真空密封装置进行抽真空；泵组由机械泵、扩散泵和罗茨泵组成。

根据上述装置进行的一种钢轨的电子束焊接方法，采用电子束焊接热源进行焊接，在待焊接钢轨焊接位置利用局部真空密封装置进行密封保护，按照预调的焊接工艺参数，实现待焊接钢轨的电子束焊接；具体步骤为：

1)通过旋转丝杠，使左箱体移动到左端，安装待焊接的两段钢轨，使待焊接的两段钢轨的焊接接头位于真空电子枪的正下方，然后再反向旋转丝杠，移动左箱体到右端，左箱体、右箱体与待焊接的两段钢轨构成局部真空密封装置；

2)根据待焊接钢轨的特征，确定待焊接钢轨的焊接次数，选择电子枪移动装置的安装位置，利用动密封圈使电子枪移动装置与右箱体构成动密封，并将电子枪固定在电子枪移动装置上面；

3)利用泵组对局部真空密封装置进行抽真空操作，对待焊接的两段钢轨的焊接接头进行真空保护；

4)利用电子束焊机的控制系统编写焊接程序，即编写真空电子枪的焊接次数、行走路径程序和真空电子枪的焊接工艺参数程序；其中，焊接次数由待焊接钢轨特征决定，真空电子枪的行走路径程序由待焊接的两段钢轨的焊接接头形状决定，真空电子枪的焊接工艺参数程序包括如下焊接工艺参数的确定：电子束加速电压、电子束聚焦电流、电子束束流、电子束束流升降速度和焊接速度；

5)按照预调的焊接程序进行待焊接的两段钢轨的电子束焊接。

6)待焊接钢轨焊接次数为多次焊接时，依次重复步骤2)到5)的操作。

有益效果