[发明专利]一种适用于钢轨的管极电渣焊接模具装置

说明书

技术领域

本发明涉及钢轨焊接领域，尤其是一种适用于钢轨的管极电渣焊接模具装置。

背景技术

电渣焊接速度快，效率高，焊缝的冷却速度快于铝热焊，慢于电弧焊，焊缝质量更易控制。电渣焊通常是在焊件处于垂直位置的情况下进行的，渣池不仅需要足够的深度，也需要一定的体积，比较适合钢轨这种大断面焊接，但钢轨的轨脚较薄较宽，是电渣焊接的难点位置。

钢轨电渣焊接的关键主要包括焊接模具、焊接材料以及焊接工艺三部分。焊接模具的设计需考虑几个方面：模具材料、待焊钢轨截面形状、内循环冷却、焊接工艺特点等。

电焊接模具需根据电渣焊接的特点、钢轨形状以及焊接一次成型的需求，进行设计发明。

由于电渣焊接一般用于管状，柱状结构，焊接模具结构都非常简单，装配也不需要复杂固定和动作。在方形结构时直接采用挡板作为裸露焊缝成型表面，在挡板中设计冷却循环，以保证快速冷却。

现有电渣焊一般焊接比较规则的竖直成型焊缝，焊接的管极、丝极的送进和摆动都较为规则，工艺比较容易控制。而工字钢轨全断面不规则，轨底较宽较薄，轨腰较窄较高，对焊接工艺和焊接模具的要求都极高。很难将电渣焊接现有技术直接应用到钢轨焊接应用中。

国外采用丝极(多丝)电渣焊接钢轨，焊接模具使用铜模(水冷)，铜模由4块分体式拼装而成。焊缝类似如铝热焊预留轨缝的方式，焊缝轮廓轨头与轨底之间为圆滑渐变式过渡，较好的利用了电渣焊垂直向上成型的特点。采用多丝焊接电渣焊时，焊丝超过一定距离的送丝易出现位置偏差，送进速度控制不好会导致焊丝与钢轨端面其它位置打火，很难保证后期一直处于无弧状态。焊缝形状中轨头与轨底之间的过渡部分所占空间较大，比较难打磨，也不方便无缝线路施工。

发明内容

为克服现有的缺陷，本发明提出一种适用于钢轨的管极电渣焊接模具装置。

一种适用于钢轨的管极电渣焊接模具装置，包括模具固定装配总成、模具总成和冷却循环总成，其特征在于，所述模具固定装配总成固定在待焊钢轨轨头上，模具总成设置于模具固定装配总成中部，冷却循环总成设置于模具总成内部。

其中，模具固定装配总成包括两个轨头抱卡、四个Z型连接板、两个轨腰轨底模具滑竿固定支撑板、四个轨腰模具固定滑竿、四个轨底模具固定滑竿和轨底模具卡死支撑座，其中，轨头抱卡两侧连接Z型连接板，轨腰轨底模具滑竿固定支撑板两侧连接Z型连接板，轨头抱卡外侧设置固定顶死手柄。

其中，轨腰轨底模具滑竿固定支撑板上端设置两个轨腰模具固定滑竿；轨腰轨底模具滑竿固定支撑板下端设置两个轨底模具固定滑竿，轨腰轨底模具滑竿固定支撑板上设置轨底模具卡死支撑座。

其中，轨腰模具固定滑竿上设置固定轨腰抱卡装置，轨底模具固定滑竿上设置顶死平板。

其中，模具总成装配在待焊钢轨上，其中，模具总成包括轨头轨腰模具总成和轨底模具，轨头轨腰模具总成下端设置轨头轨腰模具滑动导向键，轨底模具上端设置轨头轨腰模具滑动键槽。

其中，轨头轨腰模具总成为两部分上端模具主体组成并耦合连接，其中，轨头轨腰模具总成上部设置轨头导渣槽，内部设置轨头轨腰预留焊筋，顶部设置轨头深度预留空间。

其中，轨底模具为两部分下端模具主体组成并耦合连接，其中，轨底模具下部设置轨底引弧放置导槽，内部设置轨底引弧造渣预留深度槽和引弧垫板。

其中，轨头轨腰模具总成和轨底模具中分别设置轨头轨腰模具水冷循环和轨底模具水冷循环。

通过本发明的一种适用于钢轨的管极电渣焊接模具及其安装和使用方法。该设备主要是仿照工字钢外形、能够简单便捷开合、可重复使用、装配固定方便且能实现水循环冷却的铜模，能够实现钢轨全断面一次不间断焊接成型，可用于高速铁路、城际铁路、地铁、车间门吊轨道等，可灵活使用，减低生产成本，提高工作效率。

附图说明

图1为适用于钢轨的管极电渣焊接模具装置装配整体示意图。

图2为适用于钢轨的管极电渣焊接模具装置固定装配总成示意图。

图3为适用于钢轨的管极电渣焊接模具装置模具总成示意图。

图4为适用于钢轨的管极电渣焊接模具装置轨头轨腰模具总成示意图。

图5为适用于钢轨的管极电渣焊接模具装置轨底模具总成示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明提供的一种适用于钢轨的管极电渣焊接模具装置进行详细描述。