CN109511266A - 铝热焊接的模具以及修复方法 - Google Patents

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Abstract

本发明特别地涉及用于金属轨道(1)的铝热焊接的模具(M)，其包括至少两个基本上相同的部件或壳体(4)，其被构造为彼此相对地并且在所述轨道(1)的各侧上被临时地组装以包围所述轨道(1)的头部(10)、腹板(11)和脚部(12)，每个部件或壳体(4)具有上部开口(43)，所述上部开口敞开到由壁(45,46,48)界定的内部空腔(44)中，所述壁被构造为包围所述轨道(1)的头部(10)、腹板(11)和脚部(12)，其中，所述内部空腔(44)包括仅抵靠被构造为包围所述头部(10)的下侧、腹板(11)以及脚部(12)、除了所述脚部(12)的下侧和所述头部(10)的其余部分之外的所述壁(451,46,48)的可压缩密封涂层(5)。

Description

铝热焊接的模具以及修复方法
技术领域
本发明涉及用于修复金属轨道(特别是铁路轨道)的模具。
本发明还涉及使用这种模具修复轨道的方法。
背景技术
在整个本申请中，术语“脚部”将被用于表示安置在轨枕上的轨道的底部部分，而术语“头部”和“腹板”将相应地表示运行轨道和将脚部连接到头部的竖直定向的杆。该定义适用于所有类型的脚部，无论它们是“丁字形(Vignole)”轮廓还是其他类型轮廓。
这里，更具体地，关注的是其中头部的上部部分劣化的轨道。
这种劣化通常由轨道的磨损或运行事故造成，使得运行表面不再均匀，而是具有可能危及安全的表面不规则性。
在这种情况下，已知在现场进行干预，切除轨道的受劣化影响的部分，用“替换轨道部段”(即新的轨道部段)替换它，并且将该部段焊接到预先存在的轨道。
容易理解的是，这种操作昂贵，繁琐且耗时。即使在劣化非常可观时可以证明其合理性，但当缺陷在深度和长度方面具有有限的程度时，它不具有合乎情理真实理由。
然而，从建议直接通过铝热焊接修复轨道的那一刻起，可能面临以下困难。
利用完全由砂构成的模具的现场干预过程是已知的。模具被放置在轨道的缺陷被移除的区域的任一侧上，并且通过铝热反应获得的熔融钢被浇注到模具中，以便填充通过移除缺陷而产生的挖空部。
通常需要在砂模中对模具执行垫层以尽可能最好地调整接触表面，以确保相比于被浇注到模具中的熔融金属的密封性，这是修复成功的条件。这种操作是繁琐的，并不总是能够获得完美的密封性。
另外，不能排除待修复的缺陷位于这样的区域中，在该区域中，在铺设铁路线的时刻，两个轨道部段已经通过电焊(或“闪光对焊”)被焊接在一起，这产生了可能达至三毫米的过量厚度。显然，存在于头部上的接缝和其他焊接迹线特别是通过研磨已被仔细地消除。另一方面，这不是在轨道的不构成运行表面的其他部分上的情况。
在修复轨道之前，由存在于头部以外的电焊接导致的接缝可以被研磨。但是在实践中这难以实现，因为操作者具有有限的时间可用于执行修复，该轨道必须在尽可能短的持续时间内被闭合到交通通行。然而，这样的研磨将必须以细致的方式进行，以确保轨道与模具之间的完全密封的接触表面。
在这些条件下，容易理解的是，在建议通过在损坏区域中包围在整个轨道的任一侧上的模具中进行铝热焊接修复损坏的轨道时，这些表面不规则性会导致密封的问题。
本发明尤其旨在克服这个缺点。
发明内容
因此，在第一方面中，本发明涉及一种用于金属轨道的铝热焊接的模具，该模具包括至少两个基本上相同的部件或壳体，其被构造为彼此相对地并且在所述轨道的各侧上被临时地组装以包围该轨道的头部、腹板和脚部，每个部件或壳体具有上部开口，该上部开口通向由壁界定的内部空腔，所述壁被构造为包围所述轨道的头部、腹板和脚部，其中，所述内部空腔包括仅抵靠被构造为包围所述头部的下侧、腹板和脚部、除了脚部的下侧和头部的其余部分之外的壁的可压缩密封涂层。
根据一个实施例，所述涂层是耐火毡。
根据一个实施例，所述涂层的厚度在2mm与10mm之间。
以特别有利的方式，部件的与空腔相对的下部部分具有倾斜切口，该倾斜切口被构造为避免与用于将轨道附接在轨枕上的系统接触。
本发明的第二方面涉及一种用于修复轨道的方法，所述轨道在其头部的高度处具有表面缺陷，其中，所述方法包括以下步骤：
移除所述缺陷以便在所述轨道的头部上形成挖空部；
将上述模具的两个部件或壳体定位在该轨道的各侧上；
经由所述上部开口向所述模具中浇注铝热焊接材料来填充所述挖空部。
根据一个实施例，腹板具有与待修复的缺陷基本上一致的、由电焊产生的焊接缝，并且所述模具的可压缩涂层被紧密地施加在所述缝上。
附图说明
通过阅读以下本发明的优选实施例的描述，本发明的其他特性和优点将变得清楚。参考附图进行该描述，在附图中：
图1是轨道部段的非常简化的侧视图，该轨道部段在其运行部分(头部)的高度处具有表面缺陷，以及在其腹板高度处具有表面焊接迹线；
图2是在移除包含缺陷的材料的一部分之后的、具有表面缺陷的图1的轨道的部分的立体图；
图3是类似于图2的视图，然而移除的材料部分具有不同的形状；
图4是类似于图1的图，示出了修复之后的轨道；
图5和图6是根据本发明的模具的一部分沿着两个不同方向的立体图；
图7和图8是相对于根据本发明的模具的一部分所表示的待修复的轨道部段的立体图，所述部段在图7中通过透明度可见。
具体实施方式
在图1中，示意性地示出了金属铁路轨道部段。
以本身公知的方式，该轨道包括头部10、腹板11和脚部12。头部10在其上部运行表面的高度处具有的表面缺陷标记为2。该缺陷例如占据几个平方厘米(cm2)的表面积。
由电焊产生的焊接缝110在腹板11的高度处基本上与缺陷2一致地延伸。该缝在腹板11的表面上形成不规则性。
通常这种类型的轨道建议借助于根据本发明的模具进行修复。
图2和图3示出了该相同轨道的较小部分，表示为表面缺陷2已被预先移除，使得在头部10的表面上存在挖空部3。
挖空部3的形状取决于用于移除操作所使用的技术。因此，在图2中，移除区域具有彼此垂直的两个直边，其通过轨道的研磨而获得，而在图3中，挖空部具有通过氧气切割获得的弯曲底部。该形状对模具的特性和根据本发明的方法没有影响。很自然地，本领域技术人员可以选择任何其他适当的表面缺陷移除技术而不超出本发明的范围。
图4示出了可以说是构成本发明的目的，在这种情况下是修复轨道1，其具有填充材料30，所述填充材料代替图2和图3的挖空部3。
现在将更具体地参照图5和图6来描述根据本发明的模具。
该模具由两个基本上相同的部件(或壳体)4构成，优选地并且唯一地由砂形成。关于制造这种模具的方式，将不再给出细节，因为它本身是公知的并且不构成本发明的核心。
为了更清楚，这里描述了单个部件4。它由两个平行的面40和41侧向地界定。它在其下部部分具有前面42，所述前面42被分成布置在开口43的各侧上的两个部分，开口43将模具的上部部分与其具有的下部模制空腔44连接。
模具的下部部分被组织成两个区域：模制空腔44，其设计成围绕轨道的头部布置且由壁45界定；支撑表面，其抵靠轨道的腹板和脚部并由壁46、48形成。
壁45被构造为包围轨道1的头部10，而壁46用于包围轨道的腹板11，并且壁48用于包围轨道的脚部12。壁45尤其包括用于与头部的下侧接触的部分451。
根据本发明，模具的下部部分包括仅抵靠被构造为包围头部的下侧、所述腹板和脚部、除了脚部的下侧和头部的其余部分之外的壁451、46和48的可压缩密封涂层5。
根据有利的实施例，该涂层由耐火毡构成。它借助于粘合剂与壁一体成型。涂层的厚度通常在2mm与10mm之间。
根据有利的实施例，与用于铝热焊接的传统模具相比，部件4的与空腔44相对的下部部分具有更显著的倾斜切口47，以便能够将模具放置在轨道的任何安放处。实际上，如果修复必须与定位在轨枕上的电焊一致，则附接系统(螺栓、方头螺钉等)在轨道的脚部上方延伸。为了避免模具的部件与这些系统接触(这将使得模具的就位变成不可能)，所述倾斜切口47被设计成可以将该模具放置在任何附接系统上。
参照图7和图8，容易理解的是，模具M的两个部分4如何定位在轨道1的各侧上，使得开口43垂直于挖空部3定位。
当执行这种定位并且当已经实现了准备这种类型的操作的所有操作时，执行浇注铝热材料以填充挖空部3。
由于可压缩涂层定位成面向可能具有表面不规则性(比如电焊接缝)的区域，因此该材料变形并且紧密地施加于这些不规则处。在这样做时，相比于流入有关的区域(也就是说挖空部的区域)，不存在熔融材料流过其他地方的风险。

Claims (6)

1.一种用于金属轨道(1)的铝热焊接的模具(M)，其包括至少两个基本上相同的部件或壳体(4)，所述部件或壳体构造为彼此相对地并且在所述轨道(1)的各侧上被临时地组装以包围所述轨道(1)的头部(10)、腹板(11)和脚部(12)，每个部件或壳体(4)具有上部开口(43)，所述上部开口敞开到由壁(45，46，48)界定的内部空腔(44)中，所述壁(45，46，48)被构造为包围所述轨道(1)的头部(10)、腹板(11)和脚部(12)，其特征在于，所述内部空腔(44)包括仅抵靠被构造为包围所述头部(10)的下侧、腹板(11)以及脚部(12)、除了所述脚部(12)的下侧和所述头部(10)的其余部分之外的所述壁(451，46，48)的可压缩密封涂层(5)。
2.根据权利要求1所述的模具(M)，其特征在于，所述涂层(5)是耐火毡。
3.根据权利要求1或2中任一项所述的模具(M)，其特征在于，所述涂层(5)的厚度在2mm与10mm之间。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的模具(M)，其特征在于，所述部件(4)的与所述空腔(44)相对的下部部分具有倾斜切口(47)，所述倾斜切口(47)被构造为避免与用于将所述轨道附接在轨枕上的系统接触。
5.一种用于修复轨道(1)的方法，所述轨道在其头部(10)的高度处具有表面缺陷(2)，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
移除所述缺陷(2)，以便在所述轨道(1)的头部(10)上形成挖空部(3)；
将根据权利要求1至4中任一项所述的模具(M)的两个部件或壳体(4)定位在所述轨道(1)的各侧上；
经由所述上部开口(43)向所述模具(M)中浇注铝热焊接材料来填充所述挖空部(3)。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述腹板(11)具有与待修复的缺陷(2)基本上一致的、由电焊产生的焊接缝(110)，并且所述可压缩涂层(5)被紧密地施加在所述缝上。
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