CN102995508A - 一种开合式水冷钢轨感应正火线圈及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及铁路、轨道交通轨道施工技术领域，具体是一种有关钢轨焊接接头处理的开合式水冷钢轨感应正火线圈。其特征在于应用仿形原理，感应正火线圈左右两侧线圈均为独立管、线路，电流、水流在管路内通行，两侧线圈内水流、电流不连通，两侧各有两根铜管并联，两侧线圈在钢轨一侧轨底角处绝缘栓接，仿形钢轨安装。本发明正火加热温度均匀，提高了电-磁-热转化效率；供水供电线路采用水冷软连接电缆，柔韧性好，各方位均可大范围移动，满足不同工况需要；线圈安拆方便、寿命长、成本低、节能环保；运行操作安全；钢轨接头正火质量稳定。

Description

一种开合式水冷钢轨感应正火线圈及其使用方法

[技术领域]

本发明涉及铁路、轨道交通轨道施工技术领域，具体是一种开合式水冷钢轨感应正火线圈及其使用方法。 

[背景技术]

正火是将工件加热到临界温度Ac或Accm以上30-50℃，其中Ac是指加热时自由铁素体全部转变为奥氏体的终了温度，Accm是实际加热中过共析钢完全奥氏体化的临界温度线。保温适当时间后，在静止的空气中冷却达到完全奥氏体化后的金属热处理工艺，正火的主要目在于使晶粒细化和碳化物分布均匀化，去除材料的内应力，降低材料的硬度，改善钢的性能，获得接近平衡状态的组织，提高焊件的可靠性和寿命。 

现有技术中的钢轨焊接接头正火处理传统工艺采用氧气乙炔火焰正火，该工艺主要为人为控制，质量不易控制、存在安全隐患、易污染环境等。国内已采用的电感应正火线圈有仿形外贴式、缠绕式、对称开合式等，已有的仿形外贴式为左右两个不连通的线圈，沿轨顶轨底中心对称，但这种技术存在着施工时必须从钢轨的一头穿移至焊接接头处的缺陷；缠绕式为整根线圈缠绕若干圈，但缠绕式的方法其拆装较为不便，浪费工时；对称开合式为承插连接线圈，如现有技术中公开号为CN 202247559 U的一种钢轨焊接接头热处理装置，该装置包括可被固定于钢轨上的底架和通过连接机构设置于底架上的能使钢轨的焊接接头产生涡流而被加热的感应线圈，其具有与被焊接的钢轨的截面相适配的形状，所述感应线圈由基本对称并且可相互分离和接合的第一线圈部分和第二线 圈部分组成，第一线圈部分和第二线圈部分被布置成在相互接合时形成电连接而在相互分离时允许钢轨从上至下被套入该感应线圈中。由于该装置中的感应线圈可相互分离，从而可通过使线圈分开而将钢轨套入其中，从而克服了感应加热装置在对钢轨进行热处理是必须从钢轨的一头穿移至焊接接头处的缺陷。但是这种技术在使用过程中容易造成循环冷却水滴漏的问题。 

[发明内容]

本发明的目的就是为了解决现有技术中的不足和缺陷，提供一种结构新颖、安全可靠、节能环保、有效解决拆装不便和循环冷却水滴漏问题的开合式水冷钢轨感应正火线圈，其特征在于所述的感应正火线圈由左、右侧两部分组成，两侧线圈均为独立管、线路，电流、水流在管路内通行，两侧线圈内水流、电流不连通，左、右侧两部分各有两根铜管并联，两侧线圈在钢轨一侧轨底角处绝缘栓接，仿形钢轨安装，连接铜块采用两颗M6螺丝将两侧线圈接触连接实现仿形安装，线圈顶部采用水冷软连接电缆与发生器电源、水箱连接。 

所述的感应正火线圈采用无氧T2紫铜管制作。 

所述的感应正火线圈中的工作线圈长度750mm，铜管宽度15mm，厚度10mm，两根铜管并联宽度30mm，外侧缠绕绝缘耐高温布保护线圈。 

所述的线圈顶部延伸处安装限位装置，将两根线圈固定在一起，再与供水、供电系统连接。 

所述的感应正火线圈工作距离为轨顶10mm、轨腰15mm、轨底角、轨底18mm，该空间安装包裹钢轨的绝缘耐高温布。 

所述的线圈与中高频发生器电源、冷却水箱采用4根水冷软连接电缆连接。 

所述的软电缆与感应线圈为分开独立结构。 

本发明还包括一种开合式水冷钢轨感应正火线圈的使用方法，其特征在于所述的方法步骤： 

a.抬升拟正火的焊缝两侧钢轨，使之保持水平，防止正火时焊缝出现应力集中; 

b.焊缝部位钢轨表面包裹绝缘隔热毯，厚度10mm; 

c.打开感应线圈，自钢轨一侧装入感应线圈，用两颗螺丝连接两侧线圈，进行仿形安装; 

d.感应线圈的连接电缆分别与中频发生器电源、循环水箱连接，使用无杂质的纯净水进行降温，避免水锈沉积缩短线圈寿命; 

e.启动水箱开始循环水降温，设定升温参数，启动中频发生器电源，对焊缝进行加热正火; 

f.达到正火温度，先断开发生器电源，再断开水箱电源; 

g.拆下两侧线圈的连接螺丝，打开线圈; 

h.自然冷却至常温，取下隔热毯; 

i.转移到下一作业面。 

本发明同现有技术相比，其优点在于： 

1. 应用了仿形原理，与钢轨的工作距离不大于20mm，正火加热温度均匀，提高了电-磁-热转化效率，加热时间3分钟可达到正火温度850~950℃。 

2. 供水供电线路采用水冷软连接电缆，柔韧性好，各方位均可大范围移动， 满足不同工况的需要。 

3. 仅需拆装轨底角一侧的两个M6螺丝即可实现线圈安拆，装拆极为方便，工作效率高。 

4. 感应线圈打开/闭合操作时不漏水，连接铜块不通水，杜绝了滴水淬化钢轨的质量隐患。 

5. 感应线圈不易损坏，寿命长，成本低廉。 

6. 运行操作安全，工作电压低，输出为隔离。 

7. 能满足固定、移动场所，高架、隧道内环境，地铁、国铁领域的应用。 

[附图说明]

图1是本发明感应线圈的主要结构示意图； 

图2是本发明水电连接装置的主要结构示意图； 

图3是本发明感应线圈工装侧视图； 

如图所示，图中：1.水电连接装置  2.感应线圈  3.钢轨  4.连接铜块  5.铜管  6.水管  7.电源输出  8.水冷软连接电缆； 

指定图1为本发明的摘要附图。 

[具体实施方式]

下面结合附图对本发明作进一步说明，这种装置的结构和原理对本专业的人来说是非常清楚的。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发 明，并不用于限定本发明。 

本发明的感应正火线圈由左右侧两部分组成，感应正火线圈采用无氧T2紫铜管制作，两侧线圈均为独立管线路，管体通电产生交变磁场在钢轨接头上产生感应电流，电流、水流在管路内通行，两侧线圈内水流、电流不连通。左右侧两部分各有两根铜管并联，两侧线圈在钢轨一侧轨底角处绝缘栓接，仿形钢轨安装，从而对钢轨加热正火，管内压流循环水实施降温。工作线圈长度优选750mm，铜管宽度15mm，厚度10 mm，两根铜管并联宽度30mm，外侧缠绕绝缘耐高温布保护线圈；轨顶线圈延伸30mm安装限位装置，将两根线圈固定在一起，保证轨顶磁场均匀，再与供水、供电系统连接。一侧轨底角线圈接触部位用2个M6螺丝固定，方便地开合感应线圈。可满足左右两股钢轨的快速装拆应用。线圈工作距离优选为：轨顶10mm，轨腰15mm，轨底角、轨底18mm，该空间安装包裹钢轨的绝缘耐高温布。线圈与中高频发生器电源、冷却水箱采用4根水冷软连接电缆连接，电缆长度600mm，无其它水管，可方便的实现钢轨抬升后的不同距离工况。连接的软电缆和感应线圈分开，可以方便更换感应线圈。 

本发明线圈的安装使用方法为： 

(1)抬升拟正火的焊缝两侧钢轨，使之保持水平，防止正火时焊缝出现应力集中。 

(2)焊缝部位钢轨表面包裹绝缘隔热毯，厚度10mm。 

(3)打开感应线圈，自钢轨一侧装入感应线圈，用两颗螺丝连接两侧线圈，进行仿形安装。 

(4)感应线圈的连接电缆分别与中频发生器电源、循环水箱连接，使用无杂质的纯净水进行降温，避免水锈沉积缩短线圈寿命。 

(5)启动水箱开始循环水降温，设定升温参数，启动中频发生器电源，对焊缝进行加热正火。 

(6)达到正火温度，先断开发生器电源，再断开水箱电源。 

(7)拆下两侧线圈的连接螺丝，打开线圈。 

(8)自然冷却至常温，取下隔热毯。 

(9)转移到下一作业面。 

本发明应用了中频电流电磁感应加热、仿形学、循环水冷却等技术原理，采用低电感的无氧T2紫铜管仿形钢轨制作感应线圈，安装于焊接后的钢轨接头上，利用中频发生器电源给感应线圈供应交变电流产生交变磁场，在钢轨上产生涡流进行钢轨加热，钢轨自常温升温到850~950℃自然冷却完成正火。线圈的宽度充分考虑焊接热影响区宽度，仅对热影响区实施正火，不对其他部位母材性质产生影响。线圈仿形钢轨异型断面，各部位受热均匀，加热时间短，能效转化高。线圈内通水循环降温，延长线圈寿命。 

Claims (8)

1.一种开合式水冷钢轨感应正火线圈，其特征在于所述的感应正火线圈由左、右侧两部分组成，两侧线圈均为独立管、线路，电流、水流在管路内通行，两侧线圈内水流、电流不连通，左、右侧两部分各有两根铜管并联，两侧线圈在钢轨一侧轨底角处绝缘栓接，仿形钢轨安装，连接铜块采用两颗M6螺丝将两侧线圈接触连接实现仿形安装，线圈顶部采用水冷软连接电缆与发生器电源、水箱连接。

2.如权利要求1所述的一种开合式水冷钢轨感应正火线圈，其特征在于所述的感应正火线圈采用无氧T2紫铜管制作。

3.如权利要求1所述的一种开合式水冷钢轨感应正火线圈，其特征在于所述的感应正火线圈中的工作线圈长度750mm，铜管宽度15mm，厚度10mm，两根铜管并联宽度30mm，外侧缠绕绝缘耐高温布保护线圈。

4.如权利要求1所述的一种开合式水冷钢轨感应正火线圈，其特征在于所述的线圈顶部延伸处安装限位装置，将两根线圈固定在一起，再与供水、供电系统连接。

5.如权利要求1所述的一种开合式水冷钢轨感应正火线圈，其特征在于所述的感应正火线圈工作距离为轨顶10mm、轨腰15mm、轨底角、轨底18mm，该空间安装包裹钢轨的绝缘耐高温布。

6.如权利要求1所述的一种开合式水冷钢轨感应正火线圈，其特征在于所述的线圈与中高频发生器电源、冷却水箱采用4根水冷软连接电缆连接。

7.如权利要求1所述的一种开合式水冷钢轨感应正火线圈，其特征在于所述的软电缆与感应线圈为分开独立结构。

8.一种如权利要求1所述的一种开合式水冷钢轨感应正火线圈的使用方法，其特征在于所述的方法步骤：

a.抬升拟正火的焊缝两侧钢轨，使之保持水平，防止正火时焊缝出现应力集中;

b.焊缝部位钢轨表面包裹绝缘隔热毯，厚度10mm;

c.打开感应线圈，自钢轨一侧装入感应线圈，用两颗螺丝连接两侧线圈，进行仿形安装;

d.感应线圈的连接电缆分别与中频发生器电源、循环水箱连接，使用无杂质的纯净水进行降温，避免水锈沉积缩短线圈寿命;

e.启动水箱开始循环水降温，设定升温参数，启动中频发生器电源，对焊缝进行加热正火;

f.达到正火温度，先断开发生器电源，再断开水箱电源;

g.拆下两侧线圈的连接螺丝，打开线圈;

h.自然冷却至常温，取下隔热毯;

i.转移到下一作业面。

Images