CN110696686B - 一种接触轨系统和接触轨系统的焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种接触轨系统和接触轨系统的焊接方法，所述接触轨系统包括多个接触轨和位于相邻两个接触轨之间的连接组件；多个所述接触轨顺线路方向首尾相接设置；每个接触轨与其相邻接触轨相对的端面围合形成坡口；所述连接组件与所述坡口匹配，并与所述接触轨焊接。本发明实施例通过焊接的方法实现了相邻接触轨之间的连接，避免了相邻接触轨之间出现的缝隙，改善了受流质量，提高了运营可靠性。

Description

一种接触轨系统和接触轨系统的焊接方法

技术领域

本发明涉及轨道交通接触轨技术领域，特别涉及一种接触轨系统和接触轨系统的焊接方法。

背景技术

轨道交通中，接触轨系统通常沿线路方向设置在列车轨道的两侧，用于向列车供电。接触轨系统包括多个沿线路方向设置的接触轨。通常，如图1所示，相邻的接触轨a之间接头处采用中间接头b通过螺栓c进行机械连接，这种连接方式无法消除接头处的缝隙d。由于频繁的震动环境，该缝隙d甚至会发生错位，接触轨平顺性无法得到保障，降低了机车受流质量、缩短接触轨和集电靴的使用寿命，并且严重制约了接触轨系统对速度的适应性。而且，列车受流器经过该缝隙d处不可避免的会产生噪音，尤其是在人口密集的高架区段，会对周边居民日常生活造成干扰。不仅如此，一般标准的接触轨长度仅为15m，如此接触轨中会存在大量中间接头，螺栓等紧固件会消耗大量的运维能力，增加维护成本。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种接触轨系统和接触轨系统的焊接方法。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明实施例提供了一种接触轨系统，所述接触轨系统包括多个接触轨和位于相邻两个接触轨之间的连接组件；多个所述接触轨沿线路延伸方向首尾相接设置；相邻两个所述接触轨连接处的端面围合形成坡口；所述连接组件与所述坡口匹配，并与所述接触轨焊接。

上述方案中，所述接触轨包括轨本体和用于与列车的受流器接触的接触件，所述接触件安装在所述轨本体上；在相邻两个所述接触轨的连接处，所述接触件凸出于所述轨本体。

上述方案中，位于连接处的所述端面包括形成在所述轨本体上的第一端面和形成在所述接触件上的第二端面，所述第一端面向远离与其相邻所述接触轨的方向倾斜，所述第一端面背向所述接触件；同一个所述接触轨上，所述第二端面的倾斜方向与所述第一端面相同。

上述方案中，所述连接组件包括至少一个接料，至少所述一个接料沿所述坡口的深度方向并列设置。

上述方案中，所述连接组件包括至少三个所述接料，至少三个所述接料包括：用于与所述接触件焊接的第一接料、用于与所述轨本体焊接的第二接料，以及位于所述第一接料和所述第二接料之间的中间接料。

上述方案中，所述第一接料的材质与所述接触件的材质相同，所述第二接料的材质与所述轨本体的材质相同。

上述方案中，所述接触件包括包覆在所述轨本体外的接触部和自所述接触部向所述轨本体弯折的翻边部；在每个接触轨与其相邻接触轨相对的端面处，所述第一接料填充在所述接触部和所述翻边部围设形成的空间内。

上述方案中，所述轨本体材质为铝；和/或

所述接触件材质为不锈钢。

本发明实施例还提供了一种接触轨系统的焊接方法，所述接触轨系统为上述任一种接触轨系统，所述焊接方法包括：

将相邻的两个所述接触轨的所述端面对齐并固定；

对所述接触轨进行加热，焊接连接所述连接组件和所述接触轨。

当所述连接组件包括至少三个所述接料时，所述焊接方法还包：

对所述接触件进行加热，将所述第一接料和相邻两个所述接触轨的接触件进行焊接连接；

对所述轨本体和所述接触件进行加热，将所述中间接料与相邻两个所述接触轨进行焊接连接；

对所述轨本体进行加热，将所述第二接料与相邻两个所述接触轨的轨本体进行焊接连接；

焊接完成后，对所述连接组件和所述接触轨进行压接处理；

当所述接触件的材质强度大于所述轨本体的材质强度时，对所述轨本体进行加热的温度小于对所述接触件进行加热的温度。

本发明提供了一种接触轨系统和接触轨系统的焊接方法，通过焊接的方法实现了相邻接触轨之间的连接，避免了相邻接触轨之间出现的缝隙，改善了受流质量，提高了运营可靠性。相邻两个接触轨之间形成坡口，利用连接组件填平坡口并焊接连接，不仅提高了焊接质量，还有效保证了焊接后的接触轨的强度。

附图说明

图1为现有技术中相邻接触轨之间连接处的结构示意图；

图2为本发明实施例中相邻接触轨连接处一个可选结构的爆炸图；

图3为本发明实施例中接触轨焊接端面的结构示意图；

图4为图2中相邻接触轨之间连接处另一个角度的结构示意图，其中仅示出一个接触轨。

附图标记：轨本体10；第一端面11；接触件20；第二端面21；接触部和翻边部围设形成的空间22；接触部23；翻边部24；接触轨30；连接组件40；第一接料41；第二接料42；中间接料43；坡口50；端面60。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或者位置关系为基于附图2所示的方位或位置关系。

本发明实施例提供了一种接触轨系统，接触轨系统包括多个接触轨30和位于相邻两个接触轨30之间的连接组件40；多个接触轨30沿线路延伸方向首尾相接设置；每个接触轨30与其相邻接触轨30相对的端面60围合形成坡口50；连接组件40与坡口50匹配，并与接触轨30焊接。

本发明实施例中，多个指两个以上。连接组件40能够将坡口50填平，进而焊接连接，避免了在相邻接触轨30之间的接头处产生缝隙，提高了接触轨的受流质量和接触轨对120km/h以上速度目标值的适应性。焊接完成后减少了运营维护工作量，节省人力成本和设备更换费用。以一条中等规模的地铁线路为例，保守估计每年可节省运营费用50万元以上。而且，本发明实施例的技术方案还降低了噪音水平，提升了乘客乘坐的舒适度，改善了沿线环境生态，具有积极的社会示范效益。

接触轨30的端面60的形状可以是倾斜的平面、弧形面或曲面。坡口50的形状可以是V形、X形或矩形。可以理解的是，端面60形状和坡口50的形状并不限于本发明实施例列举的形状。

优选地，如图2至图4所示，端面60为倾斜的平面，端面60向远离与其相邻接触轨30的方向倾斜。相邻两个接触轨30的连接处的两个端面60形成上大下小的扩口形坡口50。通过设置坡口50提高了焊接质量，有效保证了焊接后的接触轨的强度。

进一步地，接触轨30包括轨本体10和用于与列车的受流器接触的接触件20，接触件20安装在轨本体10上；在相邻两个接触轨30的连接处，接触件20凸出于轨本体10。一般地，轨本体10和接触件20的材质不同，例如轨本体10材质为铝，接触件20材质为不锈钢。沿线路延伸方向，接触件20凸出于轨本体10不仅有利于提高焊接精度，还可避免因接触件20的焊接对轨本体10造成影响。

由于接触件20凸出于轨本体10，端面60并非是平滑的平面。具体地，位于连接处的端面60包括形成在轨本体10上的第一端面11和形成在接触件20上的第二端面21，第一端面11向远离与其相邻接触轨30的方向倾斜，第一端面11背向接触件20；同一个接触轨30上，第二端面21的倾斜方向与第一端面11相同。如图2所示，相邻两个接触轨30的第二端面21的底端相互靠近，相邻两个接触件20的第二端面21组成的形状为V字形。

为了使焊接后接触轨的强度、导电性等满足设计要求，焊接采用分步焊接的方式。优选地，连接组件40包括至少一个接料，至少一个接料沿坡口50的深度方向并列设置。

优选地，连接组件40包括至少三个所述接料，至少三个接料包括：用于与接触件20焊接的第一接料41、用于与轨本体10焊接的第二接料42，以及位于第一接料41和第二接料42之间的中间接料43。

为了保证焊接的质量以及接触轨各部分质量的稳定性，接料材质的选择需要同时满足相应接头处强度要求和导电性要求。非限制地，第一接料41的材质与接触件20的材质相同，第二接料42的材质与轨本体10的材质相同。中间接料43可以选择单一材质，或者中间接料43优选为复合材料。优先地，中间接料43的材质为至少包括轨本体10材质和接触件20材质两种材料的复合材料。例如，对于不锈钢材质的接触件20和铝材质的轨本体10来说，第一接料41的材质也为不锈钢，第二接料42的材质为铝，中间接料43可以选择铜，或者中间接料43的材质为不锈钢和铝两种材料的复合材料。此外，为提高焊接质量，还可以根据需要增加组成中间接料43的材质的种类，即中间接料43的材质还可以是三种以上材料的复合材料。也可根据需要增加中间接料43的数量，相应地，焊接次数也增加。

可以理解的是，本领域技术人员根据需要还可以选择其他类型材质的第一接料41、第二接料42和中间接料43。

如图2和图4所示，第一接料41用于连接相邻两个接触轨30的接触件20，第一接料41的横截面形状为与坡口50底部相匹配的V字型。第二接料42用于连接相邻两个接触轨30的轨本体10。中间接料43可能会同时与接触件20和轨本体10相连接。

进一步地，接触件20包括包覆在轨本体10外的接触部23和自接触部23向轨本体10弯折的翻边部24；在每个接触轨30与其相邻接触轨30相对的端面处，第一接料41填充在接触部23和翻边部24围设形成的空间22内。如图2和图4所示，其中，图4中虚线部分为中间接料43放置的位置。在相邻两个接触轨30的连接处，凸出的接触件20的横截面的形状为大致的U形，即接触部23和翻边部24组合形成的横截面形状为大致的U形，第一接料41能够将接触部23和翻边部24围设形成的空间22填满，有利于增强相邻两个接触轨30处的连接强度。

一般地，列车受流器长期与接触件20的接触部23产生接触，因而接触件20强度会高于轨本体10，当第一接料41材质的强度大于第二接料42的强度时，将强度较高的第一接料41填充在接触部23和翻边部24围设形成的空间22内，进一步提高了相邻两个接触轨30接头处的连接强度。

本发明实施例还提供了一种接触轨的焊接方法，接触轨为上述任一种接触轨，焊接方法包括：

将相邻的两个接触轨30的端面60对齐并固定；

对接触轨30进行加热，焊接连接接触轨30和连接组件40。

焊接分步进行。具体地，对接触件20进行加热，将第一接料41和相邻两个接触轨30的接触件20进行焊接连接；

对轨本体10和接触件20进行加热，将中间接料43与相邻两个接触轨30进行焊接连接；

对轨本体10进行加热，将第二接料42与相邻两个接触轨30的轨本体10进行焊接连接；

焊接完成后，对连接组件40和接触轨30进行压接处理；

当接触件20的材质强度大于轨本体10的材质强度时，对轨本体10进行加热的温度小于接触件20进行加热的温度。

压接处理主要针对接头处进行压接，包括：对接头处的连接组件40、接触件20和轨本体10施加压力，以进一步增加连接组件40、接触件20和轨本体10之间的复合效果。

下面以不锈钢制接触件20和铝制轨本体10为例，采用三步焊接的步骤对本发明实施例的焊接方法作进一步说明。

先对接触轨30的接头处进行预处理，包括：对坡口50进行打磨加工，确保接触轨30的端面60平顺，包括位于接触件20上的第二端面21和位于轨本体10上的第一端面11。预处理完成后将需要焊接的两根接触轨30的接头处对齐并进行初步固定，接着对接触件20进行加热，采用第一接料41对坡口50底部的接触件20进行点对点的焊接。待第一接料41的焊接部位凝固后，对接触件20和轨本体10的接头处同时加热，采用中间接料43进行焊接。冷却后，采用专用模具对接触轨30的接头处进行固定，对轨本体10进行加热，并将第二接料42填充在坡口50的上部，焊接连接。焊接完毕后，对接触轨30接头处的接触件20和轨本体10进行压接处理，增加两者之间的复合效果。最后再对焊接后的接头处进行打磨、验伤处理以及刚度检测。

由于不锈钢的熔点高于铝，先进行接触件20的焊接，再对轨本体10采用小于接触件20焊接温度的条件进行焊接，减少了轨本体10焊接工序受到影响。多步焊接工序提升了接头焊接质量和接触轨在接头处焊接的稳定性，防止接头处断裂，本发明实施例的上述焊接方法实现了接触轨无缝处理，取消了现有技术中的中间接头，有效提升了列车受流质量，同时还避免了中间接头与接触轨支架冲突等问题，便于接触轨支架的平面布置。

本申请所提供的几个方法实施例中所揭露的方法，在不冲突的情况下可以任意组合，得到新的方法实施例。

本申请所提供的几个产品实施例中所揭露的特征，在不冲突的情况下可以任意组合，得到新的产品实施例。产品包括但不限于连接组件和接触轨。

根据本发明实施例的接触轨的其他结构和操作对于本领域技术人员而言都是可以理解并且容易实现的，因此不再详细描述。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种接触轨系统，其特征在于，

所述接触轨系统包括多个接触轨和位于相邻两个接触轨之间的连接组件；多个所述接触轨沿线路延伸方向首尾相接设置；所述接触轨包括轨本体和用于与列车的受流器接触的接触件，所述接触件安装在所述轨本体上；在相邻两个所述接触轨的连接处，所述接触件凸出于所述轨本体;

相邻两个所述接触轨连接处的端面围合形成坡口，所述端面包括形成在所述轨本体上的第一端面和形成在所述接触件上的第二端面，所述第一端面向远离与其相邻所述接触轨的方向倾斜，所述第一端面背向所述接触件，同一个所述接触轨上，所述第二端面的倾斜方向与所述第一端面相同；所述连接组件与所述坡口匹配，并与所述接触轨焊接;

所述连接组件包括至少三个接料，至少所述三个接料沿所述坡口的深度方向并列设置，至少三个所述接料包括：用于与所述接触件焊接的第一接料、用于与所述轨本体焊接的第二接料，以及位于所述第一接料和所述第二接料之间的中间接料。

2.根据权利要求1所述的接触轨系统，其特征在于，所述第一接料的材质与所述接触件的材质相同，所述第二接料的材质与所述轨本体的材质相同。

3.根据权利要求1所述的接触轨系统，其特征在于，所述接触件包括包覆在所述轨本体外的接触部和自所述接触部向所述轨本体弯折的翻边部；在每个接触轨与其相邻接触轨相对的端面处，所述第一接料填充在所述接触部和所述翻边部围设形成的空间内。

4.根据权利要求1-3任一项所述的接触轨系统，其特征在于，所述轨本体材质为铝；和/或

所述接触件材质为不锈钢。

5.一种接触轨系统的焊接方法，其特征在于，所述接触轨系统为权利要求1-3任一项所述的接触轨系统，所述焊接方法包括：

对所述接触件进行加热，将所述第一接料和相邻两个所述接触轨的接触件进行焊接连接；

对所述轨本体和所述接触件进行加热，将所述中间接料与相邻两个所述接触轨进行焊接连接；

对所述轨本体进行加热，将所述第二接料与相邻两个所述接触轨的轨本体进行焊接连接；

焊接完成后，对所述连接组件和所述接触轨进行压接处理；

当所述接触件的材质强度大于所述轨本体的材质强度时，对所述轨本体进行加热的温度小于对所述接触件进行加热的温度。