[发明专利]一种第三体钢轨摩擦焊接方法

说明书

本发明公开了一种第三体钢轨摩擦焊接方法，包括以下步骤：S1、对待焊钢轨的待焊端面进行处理，将待焊钢轨和第三体分别装入夹具中夹持；S2、进行摩擦运动，包括以下子步骤：S21、驱动待焊钢轨A、第三体和待焊钢轨B，使待焊钢轨A和第三体之间、第三体和待焊钢轨B之间均形成相对运动；S22、待焊钢轨A和待焊钢轨B向第三体靠拢，待焊钢轨A和第三体的接触面之间、第三体和待焊钢轨B的接触面之间进行摩擦运动；S3、进行焊接：将第三体与两个待焊钢轨进行对位，待焊钢轨A、待焊钢轨B瞬间快速施加顶锻压力并保压。本发明采用摩擦焊接方法，接头质量高且稳定、生产效率高、节能环保、生产成本低。

技术领域

本发明属于铁路钢轨摩擦焊接技术领域，特别涉及一种第三体钢轨摩擦焊接方法。

背景技术

铝热焊能调节钢轨长度，通过焊接材料改善接头组织性能，但焊接接头抗冲击性较差；闪光焊、气压焊接头力学性能达到母材90％以上，但无法通过向焊缝区域添加焊接材料来改善焊缝性能，且焊后钢轨缩短30～40mm。现有道岔、异型钢轨等焊接采用铝热焊方法，存在强度低、夹渣、人为因素情况，存在很大的安全隐患。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种采用摩擦焊接方法，接头质量高且稳定、生产效率高、节能环保、生产成本低的第三体钢轨摩擦焊接方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种第三体钢轨摩擦焊接方法，包括以下步骤：

S1、进行焊前准备，对待焊钢轨的待焊端面进行处理，然后将待焊钢轨和第三体分别装入钢轨夹具和第三体夹具中夹持；

S2、进行摩擦运动，包括以下子步骤：

S21、通过驱动器驱动待焊钢轨A、第三体和待焊钢轨B，使待焊钢轨A和第三体之间、第三体和待焊钢轨B之间均形成相对运动；

S22、推动待焊钢轨A和待焊钢轨B向第三体靠拢，待焊钢轨A和第三体的接触面之间、第三体和待焊钢轨B的接触面之间进行摩擦运动；

S3、进行焊接：持续进行摩擦运动和相对运动，当待焊钢轨A、待焊钢轨B和第三体的轴向缩短量均达到预设值，焊合区的温度分布均匀和塑性变形达到预设值后，待焊钢轨A、第三体和待焊钢轨B停止运动；将第三体与两个待焊钢轨进行对位，待焊钢轨A、待焊钢轨B瞬间快速施加顶锻压力并保压，直至待焊钢轨A和第三体之间、第三体和待焊钢轨B之间的摩擦界面及焊合区金属通过相互扩散与再结晶形成两条焊缝的钢轨摩擦焊焊接接头。

进一步地，所述步骤S1包括以下子步骤：

S11、准备第三体；根据线路情况和要求，选择第三体的截面形状尺寸、材质、性能和长度；

S12、处理摩擦面：将待焊钢轨A、待焊钢轨B的待焊端面及第三体的两个待焊端面进行清除端面异物和打磨端面垂直度处理，使之满足摩擦焊接初始结合面的90％的贴合度；

S13、夹持钢轨和第三体：将待焊钢轨A、待焊钢轨B、第三体分别装入钢轨夹具A、钢轨夹具B和第三体夹具中夹持；

S14、对中定位：若第三体长度＜30mm(焊后第三体整体发生变形)或第三体截面尺寸大于钢轨截面尺寸，则采用两体对位法；若第三体长度≥30mm(焊后第三体整体未发生变形)或第三体截面尺寸与钢轨截面相同，则采用三体对位法。

所述两体对位法具体实现方法为：将待焊钢轨A和待焊钢轨B进行对中，然后分别向后拉开一定距离，放入第三体至焊接区域。

所述三体对位法具体实现方法为：在待焊钢轨A和待焊钢轨B之间放入第三体，将第三体分别与待焊钢轨A、待焊钢轨B进行对中定位。

进一步地，所述步骤S22中摩擦运动包括以下阶段：