[发明专利]钢轨感应对接焊及热处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及钢轨的焊接及热处理，特别是有关钢轨的感应对接焊及热处理设备。

背景技术

感应焊是利用交变磁场-电场感应中工件上的涡流效应加热工件，使工件熔化，从而实现焊接的一种方法，属于压力焊一种。感应加热根据所用电流的频率不同可分为：高频感应加热（100 kHz~1000kHz），中频感应加热（1kHz~10kHz）和工频感应加热（50Hz）。中频(1~10KHZ)加热深度为2-10mm，一般用于直径大的轴类和大中锻造工件加热。

以钢轨感应对接焊为例，感应对接焊结束以后，接头组织尤其是奥氏体晶粒粗化，韧塑性大幅度下降。试验表明，焊缝及附近区域奥氏体晶粒度达到2-3级，冲击功一般只有母材的30%-40%，塑性为母材的50%-60%。生产过程中常采用焊后热处理实现细化晶粒，消除焊缝应力作用，提高焊缝塑性及晶粒度。

特别是目前轨道现场钢轨的焊接和焊后热处理均为各自采用不同的装置或设备分别进行，一是自动化程度低，劳动作业强度大，导致钢轨施工的组织效率低，施工周期长；二是焊接和热处理处理容易受各种人为因素影响，导致焊接和热处理后的钢轨焊接接头的质量不稳定。三是设备的购置成本较高，且增加了对施工场地的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自动化、效率高的钢轨感应对接焊及热处理装置。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是：一种钢轨感应对接焊及热处理装置，包括感应焊接装置、PLC控制系统、液压系统、冷却系统、感应加热电源和喷风系统，感应焊接装置包括第一组夹钳体、第二组夹钳体、中心轴、夹紧油缸、顶锻油缸、推凸装置和钳口，其中第一组夹钳体和第二组夹钳体均铰接在共同的中心轴上构成两对钳形夹紧装置，每对钳形夹紧装置的夹钳体之间均装有夹紧油缸以驱动第一组夹钳体、第二组夹钳体分别绕中心轴转动，第一组夹钳体和第二组夹钳体均通过与顶锻油缸连接而实现沿中心轴轴线方向的相对运动，所述推凸装置装在第一组夹钳体下部，所述第一组夹钳体和第二组夹钳体下部均设有钳口；所述第一组夹钳体和第二组夹钳体之间还设有左、右安装板，所述左、右安装板分别通过第一通孔铰接在中心轴上，且左、右安装板分别通过第二通孔滑动配合地套置在相应的顶锻油缸活塞杆上；所述左、右安装板上均装有相应的定位油缸；所述感应焊接装置还包括开合式的感应加热线圈，所述开合式的感应加热线圈包括两个子线圈，两个子线圈分别与相应的定位油缸装连，两个子线圈在合拢后具有与待焊钢轨截面相适应的空腔；所述左、右安装板之一上固定有电极结构，电极结构包括第一、第二电极，在两个子线圈合拢时，所述第一、第二电极分别与两个子线圈的上部接触，且两个子线圈的下部互相接触，形成导电回路；所述第二组夹钳体的每个夹钳体上均装有一个辅助油缸，两个辅助油缸的活塞杆分别与相应的左、右安装板装连；所述喷风系统具有喷风管，左、右安装板上分别装连有喷风管，且喷风管分别布置于感应加热线圈的两个子线圈旁；所述中心轴的下部装连有定位件；还包括有油路分配块，所述油路分配块上装有压力传感器，所述中心轴上设有位移传感器，所述左安装板或右安装板上设有温度传感器，位移传感器、温度传感器及压力传感器均与PLC控制系统电连接。

所述电极结构位于左、右安装板之一上的第一通孔下方处。

所述定位油缸有四个，左、右安装板的上、下部各装有一个。

所述两个辅助油缸的活塞杆通过导向滑杆与相应的左、右安装板装连，导向滑杆与第二组夹钳体滑动配合。

所述左、右安装板上分别滑动配合有导向板，导向板与相应的定位油缸的活塞杆固定，两个子线圈分别装连在相应的导向板上，所述喷风系统的喷风管分别固定在相应的导向板上。

所述两个子线圈的两侧各布置有喷风管的一个第一喷嘴和一个第三喷嘴。

所述两个子线圈均由两匝空心铜线圈构成，两匝空心铜线圈的中间空隙处布置有喷风管的一个第二喷嘴。

所述两个子线圈均由两匝空心铜线圈构成，两匝空心铜线圈的中间空隙处布置有喷风管的一个第二喷嘴，所述两个子线圈的两侧各布置有喷风管的一个第一喷嘴和一个第三喷嘴。

所述中心轴上还套装有吊装轴套，且所述中心轴的两端还装有卡箍；定位件通过吊装轴套与中心轴装连。

所述中心轴上的还套装有两个吊装轴套，所述两个吊装轴套分别位于每对钳形夹紧装置的夹钳体之间，所述中心轴的两端还分别装有一个卡箍；所述吊装轴套和卡箍上均装连有定位件。