CN101579798B - 一种钢铝复合导电轨的制造工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种钢铝复合导电轨的制造工艺，其技术特点是：使用专用数控渐变冷轧冷弯机组将不锈钢带材加工成弯曲端弧度为180°的钩型不锈钢带材；将两钩型不锈钢带材包覆在工字型铝轨基的上表面和上端两侧面上，并将两钩型不锈钢带材的弯曲端嵌入到工字型铝轨基上端两侧面的凹槽内；对包覆在工字型铝轨基上的两个钩型不锈钢带材的接口进行焊接，同时使用专用挤压装置对被钩型不锈钢带材包覆的工字型铝轨基沿水平面双内施压；对焊接后的导电轨上表面进行铣痕和抛光处理得到成品。本发明使用科学的焊接工艺及自动化处理方式，使得钩不锈钢带材与铝轨基复合紧密，改善了焊接性能，降低了成本，提高了导电、耐候和防腐性能。

Description

一种钢铝复合导电轨的制造工艺

技术领域

本发明涉及复合导电轨的制造方法，尤其是一种钢铝复合导电轨的制造工艺。

背景技术

钢铝复合导电轨以其导电性好、安全系数高、维护成本低、供电距离长、安装方便等优点，已成为城市轨道发展的主导方向，具有非常重要的现实意义和经济价值。现有的钢铝复合导电轨主要有两种结构：1.采用铆接方式将U型不锈钢带材嵌入到铝轨基设有的两个槽中并使用铆钉将不锈钢带材与铝轨基铆接在一起，这种铆接式钢铝复合导电轨存在两方面的问题：一方面存在制造工艺复杂的问题，另一方面存在复合效果差的问题，影响了钢铝复合的一致性，致使其正常使用率较低；2.采用焊接方式将不锈钢带材包覆在铝轨基上并进行不锈钢带材的焊接，这种焊接式钢铝复合导电轨从一定程度上解决了复合一致性的问题，但是仍然存在以下问题：(1).制造工艺落后，在进行钩型(即J型)钢带材焊接时通常是在常压状态进行焊接，使得焊口处晶格松弛，造成耐磨、耐高温等性能较差以及应力集中问题，因此，在高速摩擦和高温条件下的复合导电轨容易被破坏；(2).在制造钩型不锈钢带材时，需要将一定壁厚的不锈钢带材加工成弯曲端弧度为180°的钩型不锈钢带材，由于钩型不锈钢带材的曲率半径较大，现有制造工艺存在耗材较大的问题，增加了制造成本。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种自动化程度高、保证焊接性能并节约制造成本的钢铝复合导电轨的制造工艺。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种钢铝复合导电轨的制造工艺，其特征在于：制造工艺包括下述步骤：

(1).在挤压机上对铝坯进行热挤压，制成上端两侧面带有凹槽的工字型铝轨基；

(2).使用专用数控渐变冷轧冷弯机组将不锈钢带材加工成弯曲端弧度为180°的钩型不锈钢带材；

(3).将两钩型不锈钢带材包覆在工字型铝轨基的上表面和上端两侧面上，并将两钩型不锈钢带材的弯曲端嵌入到工字型铝轨基上端两侧面的凹槽内；

(4).对包覆在工字型铝轨基上的两个钩型不锈钢带材的接口进行焊接，同时使用专用挤压装置沿水平方向对被钩型不锈钢带材包覆的工字型铝轨基双侧施加压力；

(5).对焊接后的导电轨上表面进行铣痕和抛光处理得到成品，然后对成品的表面进行金属喷涂处理；

上述步骤中的专用数控渐变冷轧冷弯机组为平立交错的机架结构，在机架上顺序安装有立导位装置、五辊校平装置、平辊、立辊、四辊防扭装置、分离式校直头及定长切断装置，所述的平辊为12组，所述的立辊为12组。

而且，所述的专用挤压装置由电机、齿轮箱、万向转动轴、挤压力调节机构、丝杆和挤压辊连接构成，电机和齿轮箱相连接，齿轮箱的输出与万向转动轴相连接，万向转动轴与其上方的一对挤压力调节机构和一对挤压棍相连接，该一对挤压力调节机构通过一丝杆相连接。

而且，在步骤(4)中所述的焊接是使用自动氩弧机进行的。

本发明的优点和积极效果是：

1.本制造工艺在专用挤压装置上进行焊接及挤压，即对包覆工字型铝轨基上的两钩型不锈钢带材进行焊接，在焊口处仍保持焊接温度的情况下使用专用挤压装置沿水平方向对工字型铝轨基两侧进行挤压，从而改善焊接性能，使结晶更加紧密，所制得的复合导电轨上的任一点电阻均介于7.5到15欧姆之间，大大降低了机车启动时产生火花可能，弥补了焊口处应力集中的缺点，延长了产品的使用寿命。

2.本制造工艺使用专用数控渐变冷轧冷弯机组，可以将成卷的不锈钢带材自动加工成弧度为180°的钩型不锈钢带材，保证了钩型不锈钢带材的一致性和弯曲弧度，节约了原材料，降低了生产成本。

3.本制造工艺能够根据使用条件和环境对钢铝复合导电轨的表面进行金属电弧喷涂处理，如使用铬、镊、铁、铝等多种金属喷涂，提高了导电、耐候和防腐性能，可广泛用于沿海地区的城际轨道。

4.本制造工艺还可以根据不锈钢的特性，通过专用挤压装置上的挤压力调整机构调整挤压力的大小，以适应不同的不锈钢特性。

5.本发明使用科学的焊接工艺及自动化处理方式，使得钩不锈钢带材与铝轨基复合紧密，改善了焊接性能，降低了成本，提高了导电、耐候和防腐性能，可广泛用于各种场合的城际轨道。

附图说明

图1是钢铝复合导电轨的结构示意图；

图2是专用挤压装置的工作示意图；

图3是专用数控渐变冷轧冷弯机组的工作示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例做进一步详述。

本发明是一种钢铝复合导电轨的制造工艺，该钢铝复合导电轨是一种焊接式复合导电轨结构，由工字型铝轨基1和两钩型(即J型)不锈钢带材2构成，工字型铝轨基的上端两侧面制有凹槽，两个钩型不锈钢带材的弯曲端嵌入到工字型铝轨基上端两侧面的凹槽内，两个钩型不锈钢带材的接口通过焊接方式连接在一起，如图1所示。

一种钢铝复合导电轨的制造工艺，包括下述步骤：

1.在挤压机上对市场上购买的铝坯进行热挤压处理，制成上端两侧面带有凹槽的工字型铝轨基；

2.使用专用数控渐变冷轧冷弯机组将不锈钢带材加工成弯曲端弧度为180°的钩型不锈钢带材，例如，将成卷的壁厚t＝5mm的不锈钢带材加工成外半径R＝12.5mm，弯曲端弧度为180°的钩型不锈钢带材；本工艺步骤使用的专用数控渐变冷轧冷弯机组的结构如下：如图2所示，专用数控渐变冷轧冷弯机组的结构为平立辊交错的机架结构，在该机架上顺序安装有立导位装置10、五辊校平装置11、12组平辊12、12组立辊13、四辊防扭装置14、分离式校直头15及定长切断装置16，成卷的不锈钢带材9从立导位装置进入，最终由定长切断装置切断制成钩型不锈钢带材，所述的平辊和立辊由N＝3～12组构成，在本实施例中使用了连续的5组平辊和立辊。平辊机架按小型轧机标准设计，为了满足钩型不锈钢带材的生产工艺要求，机架及辊轴选用了高强度材质(其强度是普通结构用钢材的4倍)，从而缩小了机架的尺寸，使轧制力达到40吨。立辊机架选用了标准的冷弯机架，使用专用的轧辊对原材料进行导位或进行间隙加工平立交错，使几何形状得到保证、有效控制了尺寸精度，生产出符合要求的钩型不锈钢带材。

3.将两条钩型不锈钢带材包覆在工字型铝轨基的上表面和上端两侧面上，将两钩型不锈钢带材的弯曲端嵌入到工字型铝轨基上端两侧面的凹槽内。

4.将包覆两个钩型不锈钢带材的工字型铝轨基放入到专用挤压装置中间，对包覆在工字型铝轨基上的两个钩型不锈钢带材的接口使用自动氩弧机进行焊接，同时使用专用挤压装置沿水平方向对被钩型不锈钢带材包覆的工字型铝轨基双侧施加压力。本制造工艺根据不同的不锈钢特性在专用挤压装置上使用挤压力调节机构调整挤压力的大小，从而改善焊接性能，使结晶晶格更加细密，弥补了焊口处应力集中的缺点。本工艺步骤使用的专用挤压装置的结构如下：如图3所示，该专用挤压装置由电机8、齿轮箱7、万向转动轴6、挤压力调节机构4、丝杆5和挤压辊3连接构成，电机和齿轮箱相连接，齿轮箱的输出与万向转动轴相连接，万向转动轴与其上方的一对挤压力调节机构和一对挤压棍相连接，该一对挤压力调节机构通过一丝杆相连接。在使用时，将包覆两个钩型不锈钢带材的工字型铝轨基放入到专用挤压装置中间，专用挤压装置上方的自动氩弧机对两钩型不锈钢带材的接口进行电弧焊，专用挤压装置上的两个挤压辊同时对铝轨基两侧施加压力，并且通过由电机齿轮箱驱动的万向转动轴带动工字型铝轨基移动，实现自动焊接、挤压的流水作业。

5.对焊接后的导电轨上表面进行铣痕和抛光处理，在处理时，使用铣床X52对钩型不锈钢带材的焊口进行铣痕处理，使用砂带抛光机对钩型不锈钢带材表面进行抛光处理。

6.对铣痕和抛光处理后的成品表面进行金属喷涂处理，在进行金属喷涂处理时使用电弧喷涂设备进行喷涂，喷涂所使用的金属为铬、镍、铁、铝，最终得到导电、耐候和防腐良好的钢铝复合导电轨。

通过上述步骤，即可制造完成钢铝复合导电轨的制造过程。

需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，如使用本方法检测插接式管座角焊缝的其他缺陷，同样属于本发明保护的范围。

Claims (2)

1.一种钢铝复合导电轨的制造工艺，其特征在于：制造工艺包括下述步骤：

(1).在挤压机上对铝坯进行热挤压，制成上端两侧面带有凹槽的工字型铝轨基；

(2).使用专用数控渐变冷轧冷弯机组将不锈钢带材加工成弯曲端弧度为180°的钩型不锈钢带材；

(3).将两钩型不锈钢带材包覆在工字型铝轨基的上表面和上端两侧面上，并将两钩型不锈钢带材的弯曲端嵌入到工字型铝轨基上端两侧面的凹槽内；

(4).对包覆在工字型铝轨基上的两个钩型不锈钢带材的接口进行焊接，同时使用专用挤压装置沿水平方向对被钩型不锈钢带材包覆的工字型铝轨基双侧施加压力；

(5).对焊接后的导电轨上表面进行铣痕和抛光处理得到成品，然后对成品的表面进行金属喷涂处理；

上述步骤中的专用数控渐变冷轧冷弯机组为平立交错的机架结构，在机架上顺序安装有立导位装置、五辊校平装置、平辊、立辊、四辊防扭装置、分离式校直头及定长切断装置，所述的平辊为12组，所述的立辊为12组；

所述的专用挤压装置由电机、齿轮箱、万向转动轴、挤压力调节机构、丝杆和挤压辊连接构成，电机和齿轮箱相连接，齿轮箱的输出与万向转动轴相连接，万向转动轴与其上方的一对挤压力调节机构和一对挤压棍相连接，该一对挤压力调节机构通过一丝杆相连接。

2.根据权利要求1所述的一种钢铝复合导电轨的制造工艺，其特征在于：在步骤(4)中所述的焊接是使用自动氩弧机进行的。 

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