CN109048125A - 一种钢轨铝热焊接智能预热机构 - Google Patents

一种钢轨铝热焊接智能预热机构 Download PDF

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Abstract

本发明揭示了一种钢轨铝热焊接智能预热机构，其包括定位卡紧单元、设置在定位卡紧单元上的智能控制系统、以及与智能控制系统连接的燃烧单元；智能控制系统包括燃烧器、对燃烧器进行控制的控制单元、与燃烧器连通的燃气管接口；燃烧单元包括与所述燃烧器连通的进气管、与进气管另一端连通的燃烧喷嘴；定位卡紧单元包括主支架、设置在所述主支架上的且用于将机构锁紧在钢轨上的钢轨定位锁紧支架、用于将铝热焊砂锁紧在钢轨上的铝热焊砂型锁紧装置以及调节所述燃烧喷嘴位置的预热位置调节装置。本发明能严格、精确控制钢轨预热的各项参数，减小或消除钢轨铝热焊接预热过程中易导致预热不良的各种因素，对提高钢轨预热效果。

Description

一种钢轨铝热焊接智能预热机构
【技术领域】
本发明属于钢轨焊接技术领域，特别是涉及一种钢轨铝热焊接智能预热机构。
【背景技术】
十九世纪末期，随着冶金工业和化学工业的发展，人们发明铝热焊来焊接钢轨。上世纪六十年代初，我国开始在铁路上采用铝热焊来焊接轨道。
钢轨铝热焊的浇注和冷却过程与铸造的规律极为类似，所以铝热焊亦称为铸焊。在铝热焊接过程中必须使用铝热焊砂型作为成型铸模，在焊接前必须对待焊接钢轨和铝热焊砂型进行预热。钢轨铝热焊接施工中，钢轨和砂型焊前预热是一个重要工序，钢轨和铝热焊砂型的预热效果对铝热焊接的质量有重要影响。
钢轨的预热效果对铝热焊接头的显微组织、硬度、热软化区、力学性能等性能指标有很大影响。钢轨焊前预热不良经常会导致缩孔、气孔、未焊合、晶粒粗大、晶粒不匀、焊缝硬度偏低、热影响区超宽、静弯、拉伸、疲劳性能不达标等缺陷，严重影响钢轨铝热焊接头的质量和寿命。
现有技术中，绝大多数采用铝热焊预热枪来进行铝热焊接前预热。通常用的铝热焊预热枪工作原理和火焰气割工具类似，采用瓶装氧气和瓶装乙炔或丙烷气体，通过气割工具喷嘴燃烧产生高温火焰加热金属。铝热焊预热枪上设有两个调节旋钮，用以调节氧气和乙炔/丙烷的进气量，从而调节火焰形态、温度。这种操作方法需人工调节气流和观察火焰温度状态，对操作者的要求很高，同时无法精准控制预热温度。
在钢轨铝热焊接预热过程中常出现预热时间不准，预热枪火焰调节不良、火焰温度偏高或偏低等问题，这些都对预热效果产生不良影响。
【发明内容】
本发明的主要目的在于提供一种钢轨铝热焊接智能预热机构，能严格、精确控制钢轨预热的各项参数，减小或消除钢轨铝热焊接预热过程中易导致预热不良的各种因素，对提高钢轨预热效果，保证钢轨铝热焊接头质量和性能有重要的意义。
本发明通过如下技术方案实现上述目的：一种钢轨铝热焊接智能预热机构，其包括定位卡紧单元、设置在所述定位卡紧单元上的智能控制系统、以及与所述智能控制系统连接的燃烧单元；所述智能控制系统包括燃烧器、对所述燃烧器进行控制的控制单元、与所述燃烧器连通的燃气管接口；所述燃烧单元包括与所述燃烧器连通的进气管、与所述进气管另一端连通的燃烧喷嘴；所述定位卡紧单元包括主支架、设置在所述主支架上的且用于将机构锁紧在钢轨上的钢轨定位锁紧支架、用于将铝热焊砂锁紧在钢轨上的铝热焊砂型锁紧装置以及调节所述燃烧喷嘴位置的预热位置调节装置。
进一步的，所述燃烧喷嘴为90°弯方管，该方管为渐缩型变径结构。
进一步的，所述智能控制系统还包括防护支架以及控制所述燃烧器开启或停止的启停按钮。
进一步的，所述控制单元精准控制所述燃烧器的燃烧时间、燃气流量、压力以及火焰形态。
进一步的，所述主支架为十字结构，采用长度不同的U型管分别作为纵向支撑和横向支撑，并焊接成一体。
进一步的，所述钢轨定位锁紧支架包括位于所述横向支撑一端的固定斜角卡爪、位于所述横向支撑另一端的可调勾爪和通过旋转带动所述可调勾爪转动的锁紧螺杆。
进一步的，所述铝热焊砂型锁紧装置位于所述纵向支撑的前端且包括横向定位管和安装在所述横向定位管两端的旋转锁紧臂，所述横向定位管上设置有若干调节所述旋转锁紧臂横向位置的调节螺钉。
进一步的，所述旋转锁紧臂上设置有将铝热焊砂型锁紧在钢轨上的十字压紧螺杆。
进一步的，所述预热位置调节装置位于所述纵向支撑的后端，且包括横向调节装置和纵向调节装置。
与现有技术相比，本发明一种钢轨铝热焊接智能预热机构的有益效果在于：用于钢轨铝热焊接焊前预热钢轨和铝热焊砂型，保证铝热焊接质量；能精确控制钢轨预热的各项参数，减小或消除钢轨铝热焊接预热过程中易导致预热不良的各种因素，对提高钢轨预热效果，保证钢轨铝热焊接头质量和性能有重要的意义；在进行钢轨铝热焊接预热时所需氧气从空气中采集，不需要瓶装高压高纯氧气，降低了铝热焊接耗材成本和运输成本，同时避免了瓶装氧气和燃气同时搬运产生的安全隐患，便于铁路部门野外铝热焊接施工；通过设置各种定位卡紧调节装置，如钢轨定位锁紧支架、铝热焊砂型锁紧装置以及预热位置调节装置，提高了机构工作时的整体位置稳定性，且大大提高了预热位置的精准度和机构使用的通用性。
【附图说明】
图1为本发明实施例的结构示意图；
图2为本发明实施例的另一角度的结构示意图；
图3为本发明实施例的前视角度的结构示意图。
【具体实施方式】
实施例：
请参照图1-图3，本实施例为钢轨铝热焊接智能预热机构，其包括定位卡紧单元3、设置在定位卡紧单元3上的智能控制系统1、以及与智能控制系统1连接的燃烧单元2。
智能控制系统1包括燃烧器(图中为标记)、对所述燃烧器进行控制的控制单元11、与所述燃烧器连通的燃气管接口12、防护支架13以及控制所述燃烧器开启或停止的启停按钮14。控制单元11精准控制所述燃烧器的燃烧时间、燃气流量、压力以及火焰形态。
燃烧单元2包括与所述燃烧器连通的进气管22、与进气管22另一端连通的燃烧喷嘴21，燃烧喷嘴21为90°弯方管，该方管为渐缩型变径结构，能有效保证火焰的集束性，避免火焰分散，影响预热效果。
定位卡紧单元3包括主支架31、钢轨定位锁紧支架32、铝热焊砂型锁紧装置33、以及预热位置调节装置34。
主支架31为十字结构，采用长度不同的U型管分别作为纵向支撑311和横向支撑312，并焊接成一体。
钢轨定位锁紧支架32包括位于横向支撑312一端的固定斜角卡爪321、位于横向支撑312另一端的可调勾爪322和通过旋转带动可调勾爪322转动的锁紧螺杆323。固定斜角卡爪321和可调勾爪322结合将整个定位卡紧单元3锁定在钢轨4上。通过旋转锁紧螺杆323，带动可调勾爪322转动，从而压紧钢轨4。这种可调接设计可以使得钢轨定位锁紧支架32适应多种规格型号的钢轨，大大提高了智能预热机构的通用性。
铝热焊砂型锁紧装置33位于纵向支撑311的前端且靠近燃烧喷嘴21，稳定燃烧喷嘴21的位置。铝热焊砂型锁紧装置33包括横向定位管331和安装在横向定位管331两端的旋转锁紧臂332，横向定位管331上安装有四颗调节螺钉333，用以调节旋转锁紧臂332横向位置。旋转锁紧臂332上安装有十字压紧螺杆334，用以将铝热焊砂型锁紧在待预热和焊接的钢轨4上。通过调节螺钉333调整旋转锁紧臂332的横向位置以及通过十字压紧螺杆334的旋转，铝热焊砂型锁紧装置33可以适应多种型号的铝热砂型的锁紧固定，大大提高了智能预热机构的通用性。
预热位置调节装置34位于纵向支撑311的后端，且包括横向调节装置341和纵向调节装置342。调接装置安装有六方形调节块和调节导向槽，用以调节燃烧喷嘴21位置。
本实施例钢轨铝热焊接智能预热机构用于钢轨铝热焊接焊前预热钢轨和铝热焊砂型，保证铝热焊接质量；能精确控制钢轨预热的各项参数，减小或消除钢轨铝热焊接预热过程中易导致预热不良的各种因素，对提高钢轨预热效果，保证钢轨铝热焊接头质量和性能有重要的意义；在进行钢轨铝热焊接预热时所需氧气从空气中采集，不需要瓶装高压高纯氧气，降低了铝热焊接耗材成本和运输成本，同时避免了瓶装氧气和燃气同时搬运产生的安全隐患，便于铁路部门野外铝热焊接施工；通过设置各种定位卡紧调节装置，如钢轨定位锁紧支架、铝热焊砂型锁紧装置以及预热位置调节装置，提高了机构工作时的整体位置稳定性，且大大提高了预热位置的精准度和机构使用的通用性。
以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种钢轨铝热焊接智能预热机构，其特征在于：其包括定位卡紧单元、设置在所述定位卡紧单元上的智能控制系统、以及与所述智能控制系统连接的燃烧单元；所述智能控制系统包括燃烧器、对所述燃烧器进行控制的控制单元、与所述燃烧器连通的燃气管接口；所述燃烧单元包括与所述燃烧器连通的进气管、与所述进气管另一端连通的燃烧喷嘴；所述定位卡紧单元包括主支架、设置在所述主支架上的且用于将机构锁紧在钢轨上的钢轨定位锁紧支架、用于将铝热焊砂锁紧在钢轨上的铝热焊砂型锁紧装置以及调节所述燃烧喷嘴位置的预热位置调节装置。
2.如权利要求1所述的钢轨铝热焊接智能预热机构，其特征在于：所述燃烧喷嘴为90°弯方管，该方管为渐缩型变径结构。
3.如权利要求1所述的钢轨铝热焊接智能预热机构，其特征在于：所述智能控制系统还包括防护支架以及控制所述燃烧器开启或停止的启停按钮。
4.如权利要求1所述的钢轨铝热焊接智能预热机构，其特征在于：所述控制单元精准控制所述燃烧器的燃烧时间、燃气流量、压力以及火焰形态。
5.如权利要求1所述的钢轨铝热焊接智能预热机构，其特征在于：所述主支架为十字结构，采用长度不同的U型管分别作为纵向支撑和横向支撑，并焊接成一体。
6.如权利要求5所述的钢轨铝热焊接智能预热机构，其特征在于：所述钢轨定位锁紧支架包括位于所述横向支撑一端的固定斜角卡爪、位于所述横向支撑另一端的可调勾爪和通过旋转带动所述可调勾爪转动的锁紧螺杆。
7.如权利要求5所述的钢轨铝热焊接智能预热机构，其特征在于：所述铝热焊砂型锁紧装置位于所述纵向支撑的前端且包括横向定位管和安装在所述横向定位管两端的旋转锁紧臂，所述横向定位管上设置有若干调节所述旋转锁紧臂横向位置的调节螺钉。
8.如权利要求7所述的钢轨铝热焊接智能预热机构，其特征在于：所述旋转锁紧臂上设置有将铝热焊砂型锁紧在钢轨上的十字压紧螺杆。
9.如权利要求5所述的钢轨铝热焊接智能预热机构，其特征在于：所述预热位置调节装置位于所述纵向支撑的后端，且包括横向调节装置和纵向调节装置。
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