CN102581207A - 城市轨道交通接触轨用钢铝复合型材的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种城市轨道交通用钢铝复合型材的制造方法，包括以下步骤：步骤1、挤压工艺成型铝型材基体；步骤2、通过滚压方式成型整体式的不锈钢钢带初胚；步骤3、将不锈钢钢带的初胚两侧分别勾在铝型材基体两侧；步骤4、通过滚压方式成型包覆在铝型材基体上的不锈钢钢带，在成型的过程中对不锈钢钢带的成型部位进行高频加热。使用整体式的不锈钢钢带代替了两个“J”字型不锈钢钢带勾住铝型材基体两侧，保证了接触轨与受电器接触的表面光滑，降低受电工作过程中的电腐蚀、电气磨耗，提高了接触轨和受电器的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种钢铝复合型材的制造方法，具体地说是一种城市轨道交通接触轨用的钢铝复合型材的制造方法。
背景技术
随着轨道交通的迅速发展，钢铝复合接触轨作为在传统低碳钢接触轨基础上研制开发的一种输电结构，已经逐步取代低碳钢接触轨用做第三轨，改善了第三轨受流的技术性能，新建设的城市轨道交通项目采用钢铝复合接触轨用做第三轨已成为趋势。
钢铝复合型材作为钢铝复合接触轨的重要部件，它的质量直接影响到整个轨道交通第三轨的建设质量。
对于钢铝复合型材的较理想的产品结构和质量是：采用一整体不锈钢钢带如图2所示，两侧勾在铝型材基体两侧，且不锈钢钢带的内侧表面与铝型材基体表面紧密贴合。针对图2中的钢铝复合型材的结构和质量要求，它的制造方法需满足工序简单、效率高的要求；并且在质量方面还需满足接触轨与受电器接触的表面光滑的条件，这样在受电工作过程中电腐蚀、电气磨耗低，接触轨和受电器的使用寿命高。
但是，以往受限于传统的不锈钢钢带的冷弯成型滚压工艺的理念和技术水平，无论是先把不锈钢钢带滚压好后再与铝型材基体组合包覆还是先把不锈钢钢带覆盖于铝型材基体之上再进行冷弯成型滚压的过程，都不能很好地满足不锈钢钢带的内侧表面与铝型材基体表面紧密贴合的质量要求，不能制造出符合要求的钢铝复合型材
所以，只能采用增加工序、降低效率的方式来达到满足钢铝复合型材基本使用要求的效果，目前的钢铝复合型材制造方法是：先通过挤压工艺成型铝型材基体，不锈钢钢带则通过滚压的方法制成两个“J”字型；再将制成的两个“J”字型的不锈钢钢带—左侧“J”字型不锈钢钢带2和右侧“J”字型不锈钢钢带3分别勾在铝型材基体1的两侧，对钢带的顶面和侧面同时加压，使其与铝型材基体1紧密贴合，并使两个“J”字型不锈钢钢带的顶面处于一个平面内；在保证以上工作状态的条件下，通过专用焊机将两个“J”字型不锈钢钢带的拼缝焊合，见图1中的A处，最后将焊缝铣平。
这种制造方法的缺点是：工序复杂，效率低，焊接过程有可能使铝型材基体局部产生变形使贴合面不够紧密；焊接后有塑性和耐蚀性明显降低的缺点；两“J”字型不锈钢钢带焊缝处产生裂缝、沙眼和损伤等焊接缺陷的几率较高；接触轨与受电器接触的表面不够光滑，在受电工作过程中电腐蚀、电气磨耗相对较高，降低接触轨和受电器的使用寿命。
发明内容
为了解决现有技术存在的缺点，本发明所要解决的技术问题是提供一种生产工序简单、效率高，而且能降低或者避免焊接过程带来铝型材基体变形和焊缝不良的风险，同时保证接触轨与受电器接触的表面光滑，提高接触轨和受电器的使用寿命的钢铝复合型材的制造方法。
本发明的下技术方案是：
一种城市轨道交通接触轨用钢铝复合型材的制造方法，包括以下步骤：
步骤1、挤压工艺成型铝型材基体；
步骤2、通过滚压方式成型整体式的不锈钢钢带初胚；
步骤3、将不锈钢钢带的初胚两侧分别勾在铝型材基体两侧；
步骤4、通过滚压方式成型包覆在铝型材基体上的不锈钢钢带，在成型的过程中对不锈钢钢带的成型部位进行高频加热。
步骤2中通过滚压方式成型整体式的不锈钢钢带初胚是由包含开卷机、校平机、第一组滚压成型机组、第一组副辊装置、校直机架、定尺切断机一系列设备对展开的前进的不锈钢带卷料进行顺次成型。由开卷机和校平机配合作用于打开的钢卷，使钢卷能顺利开出并且校平，然后将校平后的钢卷带导入滚压成型机组对两侧边进行成型，在成型的过程中副辊装置可以辅助钢带成型，校直机架对成型后的钢带的形状进行校正，钢带校正后采用定尺切断机按规定尺寸切断。
步骤2中采用滚式传动设备及定位装置把整体式的不锈钢钢带的初胚两侧与铝型材基体的两侧对准并使整体式的不锈钢钢带的初胚包覆在铝型材基体的上表面，整体式的不锈钢钢带的两侧勾在铝型材基体的两侧，不能滑落。
步骤4中通过滚压方式成型包覆在铝型材基体上的不锈钢钢带，在成型的过程中对不锈钢钢带的成型部位进行高频加热，是由包括传动设备、第二组滚压成型机组、第二组副辊装置、高频加热装置对传动中的包覆在铝型材基体上表面的整体式的不锈钢钢带的初胚的两侧进行顺次成型。由传动设备把包覆好的铝型材基体和整体式的不锈钢钢带的初胚同步导入第二组滚压成型机组对钢带的两侧进行再次成型，使整体式的不锈钢钢带能紧密贴合在铝型材基体的上表面及两侧，成型过程中第二组副辊装置辅助钢带成型，高频加热装置在成型过程中对钢带的成型部位进行局部加热，利用热胀冷缩提高不锈钢钢带与铝型材基体的贴合效果。
高频加热装置由高频加热机和根据不锈钢钢带形状制作的加热圈组成。
有益效果：本发明中，钢铝复合型材的生产过程采用专用设备加工完成；将通过挤压成型好的铝型材基体和通过滚压成型好后并切断的整体式的不锈钢钢带的初胚利用专用传动设备按要求对准、包覆组合，然后同步传动，再次对整体式的不锈钢钢带两侧滚压成型，最终达到尺寸要求，使整体式的不锈钢钢带与铝型材基体贴合紧密、牢固；成型过程通过专用生产设备以及专用模具达到滚压成型；滚压成型过程中，利用副辊装置和高频加热装置辅助成型。
与现有的制造方法相比，本发明生产工序简单合理，生产效率高；本发明采用结合高频加热的滚压方式替代了焊接过程，避免了焊接过程带来铝型材基体变形和焊缝不良的风险；本发明使用整体式的不锈钢钢带代替了两个“J”字型不锈钢钢带勾住铝型材基体两侧，保证了接触轨与受电器接触的表面光滑，降低受电工作过程中的电腐蚀、电气磨耗，提高了接触轨和受电器的使用寿命。
附图说明
图1为现有的钢铝复合型材示意图；
图2为本发明的钢铝复合型材示意图；
图3为本发明的钢铝复合型材半成品示意图；
图4为本发明的钢铝复合型材立体示意图。
图中：1—铝型材基体、2—左侧“J”字型不锈钢钢带、3—右侧“J”字型不锈钢钢带、4—整体式的不锈钢钢带半成品、5—整体式的不锈钢钢带、6—钢铝复合型材半成品、7—钢铝复合型材、8—双点画线加热区域。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
一种城市轨道交通接触轨用钢铝复合型材的制造方法，包括以下步骤：
步骤1、先通过挤压工艺成型铝型材基体。采用挤压成型设备把钢铝复合型材中所需的铝型材基体1按要求的形状尺寸成型好，并根据实际需要的长度，定尺切断。
步骤2、通过滚压方式成型整体式的不锈钢钢带初胚。
采用滚式传动设备及定位装置把整体式的不锈钢钢带的初胚两侧与铝型材基体的两侧对准并使整体式的不锈钢钢带的初胚包覆在铝型材基体的上表面，整体式的不锈钢钢带的两侧勾在铝型材基体的两侧，不能滑落。
通过滚压方式成型整体式的不锈钢钢带初胚是由包含开卷机、校平机、第一组滚压成型机组、第一组副辊装置、校直机架、定尺切断机一系列设备对展开的前进的不锈钢带卷料进行顺次成型。由开卷机和校平机配合作用于打开的钢卷，使钢卷能顺利开出并且校平，然后将校平后的钢卷带导入第一组滚压成型机组对两侧边进行成型，在成型的过程中第一组副辊装置可以辅助钢带成型，校直机架对成型后的钢带的形状进行校正，钢带校正后采用定尺切断机按规定尺寸切断。
通过滚压方式对不锈钢钢带进行初次成型。采用开卷机和校平机配合作用于打开的钢卷，使钢卷能顺利开出并且校平，然后将校平后的钢卷带导入第一组滚压成型机组对两侧边进行成型，在成型的过程中第一组副辊装置可以辅助钢带成型使之形状尺寸准确，校直机架可对成型后的钢带的形状进行校正，钢带校正后采用定尺切断机按规定尺寸切断，得到整体式的不锈钢钢带半成品4；成型的方向是开口向上，钢带两侧边成型后呈“C”型。
3、将不锈钢钢带的初胚两侧分别勾在铝型材基体两侧。
将初次成型的整体式的不锈钢钢带半成品4与铝型材基体1通过传动设备及定位装置进行对准、组合，使半成品不锈钢钢带两侧勾在铝型材基体两侧，并整体包覆在铝型材基体1的上表面，得到钢铝复合型材半成品6。
4、通过滚压方式成型包覆在铝型材基体上的不锈钢钢带5，在成型的过程中对不锈钢钢带的成型部位进行高频加热。
将组合好的钢铝复合型材半成品6通过专用传动设备同步导入第二组滚压成型机组对钢带的两侧进行再次成型，使新的不锈钢钢带能紧密贴合在铝型材基体的上表面及两侧，成型过程中第二组副辊装置可以辅助钢带成型，采用高频加热装置在成型过程中对钢带的成型部位，图3中双点画线加热区域8进行局部加热，利用不锈钢钢带的热胀冷缩提高不锈钢钢带与铝型材基体的贴合效果。
得到钢铝复合接触轨用新的钢铝复合型材7成品。
步骤4中通过滚压方式成型包覆在铝型材基体上的不锈钢钢带，在成型的过程中对不锈钢钢带的成型部位进行高频加热，是由包括传动设备、第二组滚压成型机组、第二组副辊装置、高频加热装置对传动中的包覆在铝型材基体上表面的整体式的不锈钢钢带的初胚的两侧进行顺次成型。由传动设备把包覆好的铝型材基体和整体式的不锈钢钢带的初胚同步导入第二组滚压成型机组对钢带的两侧进行再次成型，使整体式的不锈钢钢带能紧密贴合在铝型材基体的上表面及两侧，成型过程中第二组副辊装置辅助钢带成型，高频加热装置在成型过程中对钢带的成型部位进行局部加热，利用热胀冷缩提高不锈钢钢带与铝型材基体的贴合效果。
高频加热装置由高频加热机和根据不锈钢钢带形状制作的加热圈组成。
本发明在生产过程中采用专用设备加工完成；采用先成型好铝型材基体1和新的不锈钢钢带半成品4后再进行组合，然后再次对组合后的新的不锈钢钢带半成品4进行滚压成型的工艺；不锈钢带在成型过程中采用高频加热装置辅助成型，使新的钢铝复合型材7的钢带和铝基体紧密贴合，最终达到使用要求；成型过程通过专用生产设备以及专用模具达到滚压成型；本发明生产工序简单合理，生产效率高，生产的钢铝复合接触轨用钢铝复合型材质量稳定，避免了焊接过程带来铝型材基体1变形和焊缝不良的风险，保证了接触轨与受电器接触的表面光滑，降低受电工作过程中的电腐蚀、电气磨耗，提高了接触轨和受电器的使用寿命。
Claims (4)
1.一种城市轨道交通接触轨用钢铝复合型材的制造方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤1、挤压工艺成型铝型材基体；
步骤2、通过滚压方式成型整体式的不锈钢钢带初胚；
步骤3、将不锈钢钢带的初胚两侧分别勾在铝型材基体两侧；
步骤4、通过滚压方式成型包覆在铝型材基体上的不锈钢钢带，在成型的过程中对不锈钢钢带的成型部位进行高频加热。
2.根据权利要求1所述的城市轨道交通接触轨用钢铝复合型材的制造方法，其特征在于:步骤2中通过滚压方式成型整体式的不锈钢钢带初胚是由包含开卷机、校平机、第一组滚压成型机组、第一组副辊装置、校直机架、定尺切断机一系列设备对展开的前进的不锈钢带卷料进行顺次成型,由开卷机和校平机配合作用于打开的钢卷，使钢卷能顺利开出并且校平，然后将校平后的钢卷带导入滚压成型机组对两侧边进行成型，在成型的过程中副辊装置可以辅助钢带成型，校直机架对成型后的钢带的形状进行校正，钢带校正后采用定尺切断机按规定尺寸切断,
步骤2中采用滚式传动设备及定位装置把整体式的不锈钢钢带的初胚两侧与铝型材基体的两侧对准并使整体式的不锈钢钢带的初胚包覆在铝型材基体的上表面，整体式的不锈钢钢带的两侧勾在铝型材基体的两侧，不能滑落。
3.根据权利要求1所述的城市轨道交通接触轨用钢铝复合型材的制造方法，其特征在于:步骤步骤4中通过滚压方式成型包覆在铝型材基体上的不锈钢钢带，在成型的过程中对不锈钢钢带的成型部位进行高频加热，是由包括传动设备、第二组滚压成型机组、第二组副辊装置、高频加热装置对传动中的包覆在铝型材基体上表面的整体式的不锈钢钢带的初胚的两侧进行顺次成型,由传动设备把包覆好的铝型材基体和整体式的不锈钢钢带的初胚同步导入第二组滚压成型机组对钢带的两侧进行再次成型，使整体式的不锈钢钢带能紧密贴合在铝型材基体的上表面及两侧，成型过程中第二组副辊装置辅助钢带成型，高频加热装置在成型过程中对钢带的成型部位进行局部加热，利用热胀冷缩提高不锈钢钢带与铝型材基体的贴合效果。
4.根据权利要求3所述的城市轨道交通接触轨用钢铝复合型材的制造方法，其特征在于:步骤4高频加热装置由高频加热机和根据不锈钢钢带形状制作的加热圈组成。
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