CN1210460C - 焊接钢导轨的方法 - Google Patents

Abstract

一种气体保护焊接钢导轨的方法，包括步骤：在位于分隔导轨的底部的间隙内设置长钢隔板，通过由在焊条和隔板之间起弧的气体保护电弧焊接过程利用填充金属焊条形成的熔融金属填充隔板以上的间隙。采用喷射电弧焊接过程布置根部焊道，部分采用脉冲电弧焊接过程和部分采用喷射焊接过程布置第二层，采用脉冲电弧过程布置轨底间隙和轨腹与轨头之间的间隙的剩余的部分。

Description

焊接钢导轨的方法

技术领域

本发明涉及一种焊接钢导轨的间隔端的方法和系统，特别涉及在通过电弧焊接法在现场应用焊接两间隔钢导轨的方法和系统。

背景技术

这里结合钢导轨的焊接来图示和说明本发明，可以理解本发明还适用于其它类型轨道的焊接，如吊车轨道和其它用于支撑轮式车辆或装置的轨道。

本发明对本人的US5773779和US5877468专利中公开的和本人于1998年10月7日申请的顺序号为167463的申请中的轨道焊接方法和系统进行了改进，这里参考结合该专利和申请。

多年来，在采用多种对接焊方法在连接间隔钢导轨上投入了大量的工作。由于在使用方法、实现焊接方法所要求的时间、实现焊接方法的成本和/或不能成功获得持久连接等诸方面的限制，使这些工作一般都花费很高并且失败。在Schmbsall的US3192356中，公开了一种埋弧焊接方法，改进原有的气压和电闪光焊接技术的不足，在Adams的US3308266和Devletian的US4429207中，说明了最普通的电弧焊接方法，其中电渣焊用于填充在现场应用中的钢导轨之间的间隙。该方法包括用大量由适当铁渣覆盖的熔融焊接金属填充轨道之间的间隙。为防止大块熔融焊接金属从导轨之间的间隙流出，设置侧模和底部件，形成在导轨下面的并由存在间隙伸出的大的金属突出物。在先专利说明了一种可用于现场应用中的改进的电渣焊(ESW)技术，其中导轨不能为了正常焊接而作翻转。电渣焊比今天通常使用的铝热剂技术的优越之处已经得到说明。在这些公开的内容中，发现铝热剂方法有显著的缺陷，它带来公知的现场应用中的许多缺点。即使由于其显著低效和不能获得均匀可靠的焊接，已经不将该方法作为一种实用的方法来使用了，这里还是要参考并结合Schrubsall、Adams和Devletian的专利说明电渣焊接方法。该方法必须处理大量熔融焊接金属，这在现场应用中是难解决的问题。

作为优于电渣焊的方法，在Karimine的US5175405中公开了电渣焊接技术和气体保护电弧焊接技术的组合。该专利采用包括结合电渣焊接的气体保护电弧焊接过程的自动焊接过程对铁路导轨的间隔端进行对接焊。现详细讨论通常使用的铝热剂焊接技术和以前试图采用的电弧焊接技术的缺点。如所指出的，铝热剂焊接方法形成的接缝具有不能允许的高缺陷率；但是，由于经济上、时间上的考虑和不能实现成功的电弧焊接方法，该铝热剂方法还是在现场应用中选择的方法。在该专利中，所讨论的连续电弧焊接技术的缺点是不能起弧，以及对完成焊接过程时起弧和灭弧的需要。为了克服上述缺点，该专利论述了在导轨之间间隙的底部采用的埋弧焊接方法，以确实开始焊接过程，进行随后的连续电弧焊接。这里参考并结合Karimine的US5175405专利揭示铝热剂焊接方法、封闭电弧焊接技术和埋弧焊接技术的缺点，在现场应用中，所有这些技术都已尝试了，并且都失败。Karimine的US5175405专利中建议的方法是使用结合电渣焊接方法的气体保护电弧焊接技术，其中气体保护电弧焊接技术用于间隙的基底，以克服先前试图使用完全电渣焊接的缺点。但是，在间隙底部使用气体保护电弧的方法在现场应用中不很成功，因为没有保证在间隙底部准确开始和沉积第一层填充金属的技术。

在Lahnsteiner等人的US5605283专利中，公开了由横向于轨道的纵方向延伸的多个焊道焊接在一起的铁路导轨。这些焊道以横向平行和纵向重叠关系从轨道的轨底上升至轨头，并且采用惰性气体保护电弧焊接过程布置这些焊道。轨道的三个区域，即轨底、轨腹和轨头，分别顺次地焊接在一起，该过程可以在不同焊接区域使用不同填料。该焊接方法在顺次区域焊接步骤之间进行必要的延迟，并因此产生所不希望时间和费用的消耗。

在现场应用中，当钢轨使用和组装时，必须通过轨道的两端的连接来安装和维修铁路导轨。连接过程在导轨之间形成具有高强度并可做冶金学上调整的接缝。该焊接方法的标准要求，该焊接过程必须在基本少于45分钟的时间内完成，否则该过程会耽误火车交通或使火车改道。在现场应用中，现采用两个方法连接铁轨。第一方法是铝热剂技术，其中间隔轨道由合适的沙模包围，熔化的钢将倒入沙模，从而填充间隔导轨之间的间隙。当熔融的钢固化时，导轨就连接起来了。但是据报道该普遍采用的方法具有高达75％的失败率。此外，导轨必须被倒入导轨之间间隙的熔融钢熔化。不能始终满足该熔化要求，而且在现场应用中通过铝热剂方法使获得的接缝具有缺陷。为了大大减少通常使用的铝热剂方法的缺陷，钢是浇注在导轨之间的间隙内的，导轨的端部可通过闪光对接焊接方法连接，当电流通过导轨之间时，导轨的端部在巨大的作用力作用下结合在一起。这使得导轨的端部熔化并压焊在一起。该方法将接缝的失败率大大降低到低于10％。但是，对导轨的闪光对接焊方法最好在在制造厂内完成，其中导轨不固定在轨枕上，并可通过静态液压装置强制结合在一起。为克服广泛使用的铝热剂方法的缺点，对现场使用的闪光对接焊方法进行了改良。但是该焊接方法的时间基本长于铝热剂方法，因为导轨必须在液力作用步骤中拉伸在一起，该步骤要求一根导轨或两根导轨都与轨枕脱离连接。在焊接过程已经开始后必须反过来进行该手动过程，这是极为耗时的。

导轨的闪光对接焊消耗一部分导轨，在完成焊接过程以后带来问题。而且，必须将导轨段连接成导轨，从而提供焊接必须的导轨材料。此外，在现场应用中，不便于将需要在导轨间产生巨大压力的液压装置运输到所要求的较远的地方。闪光对接焊方法还产生围绕连接导轨外围的闪光，其必须被切断，然后着地并进行校平操作，防止使用中应力集中在接缝内。即使闪光对接焊方法大大降低在现场中形成的接缝的失败率，但是铝热剂方法还在使用，因为其可以仅通过围绕间隔导轨之间间隙放置一模型而迅速完成。该方法不需要大型液压装置，并且相对成本较低。当接缝失败时，通过再次实施该铝热剂方法限制失败率。为此，必须切断大段导轨，并将新导轨段插入开口区域。结果，一个失败的铝热剂接缝通常导致需要两个铝热剂接缝置换。可以看到，即使普遍使用铝热剂方法，现场还是需要一些连接导轨并具有低失败率的方法，而且这些方法具有与铝热剂方法相关的优点。该需要存在很多年了。经常试图采用电弧焊接方法，如电渣焊、连续电弧焊和埋弧焊以及它们的组合。这些焊接方法没有一种成功，因为其不切实际地使用了大型设备，花费难以接受的长时间进行焊接和抛光，并且不具有可接受的失败率。该电弧焊接过程，特别在导轨件的间隙的下部内，不一致。此外，这些现有的采用电弧焊接连接间隔的铁路导轨的方法花费很高，需要复杂设备，并要求大量时间准备焊接过程和现场完成该焊接过程。在导轨的现场焊接中不能提供这一时间。

在本人前述专利和申请中公开的该焊接方法和系统指出了上述现有技术中遇到的缺点和问题，提供要连接的钢导轨，通过纵向使导轨彼此间隔而在其间形成横向延伸的间隙，具有轨底、轨腹和轨头部，在轨底间隙内设置隔板，以便在隔板和两导轨间形成电接触，通过气体保护电弧焊接过程用熔融金属填充该轨底、轨腹和轨头，通过将焊接枪向下插入间隙直到填充金属焊条接触隔板而产生起弧时开始该焊接过程。特别结合本人前述专利US5773779中公开的方法和系统，采用喷射传递电弧焊接过程并通过穿过间隙横向移动焊条布置根部焊道，在横向移动中纵向摆动焊条。该喷射焊接过程可在轨道的轨底的大区域内实现高焊透和产生高热。在采用喷射传递焊接过程应用根部焊道和接下来的几层后，电源切换到脉冲电弧焊接过程，通过沿间隙横向移动焊条并纵向摆动焊条，形成其它焊道以再填充轨底间隙的剩余部分。当间隙填充到达轨腹间隙的下端区域时，采用轮廓铜箍封住轨腹和轨头间隙，在脉冲模式中通过连续气体保护焊接过程填充轨腹之间的间隙。在填充轨腹间隙中，焊条再横向穿过间隙移动并纵向摆动，以便靠着铜箍和形成间隙的导轨端部散布熔融金属。在轨腹间隙内布置连续焊道中，焊条沿单路径在相对方向上连续移动，除了焊条的摆动外，该路径是成直线的。特别相对于根据本人的专利US5773779的轨头间隙的填充，以一种在导轨轨头的横向和中心部的横向相对边缘提供焊接加强的方式来布置填充材料的焊道，以便优化保护，防止在随后使用导轨和由机车、轨道车或其它机动车移动穿行并在导轨内和穿过其间的焊缝引起弯曲变形而施加大作用力时轨头与轨腹分离。特别在这一方面，在横向相对方向上，并在轨头的过渡部、中心部和冠部的横向之间的彼此垂直上方，外边缘顺次连续布置填充材料的焊道，在开始以一种方式布置每条焊道时延迟焊条的移动，该方式形成在彼此相对的方向上延伸的垂直连续焊道。

发明内容

本发明涉及一种采用气体保护电弧焊接连接钢导轨如铁路导轨的间隔端的改进的方法和系统，该改进的方法和系统提供经济、快速以及在机械和冶金学上合理的技术。

根据本发明，采用一种改进焊接形式，填充要连接的钢导轨的端部的轨底、轨腹和轨头之间间隙，该焊接形式可灵活控制焊接过程，并提高焊接质量。如前所述，在轨底间隙内设置钢隔板，导轨预热到大约900°F的温度，通过气体保护电弧焊接过程用熔融金属填充轨底、轨腹和轨头间隙，通过将焊接枪向下移直到填充金属焊条接触隔板而开始该过程。两轨道着地，使隔板与其结合，以在隔板和轨道之间形成电接触。芯线焊条可以是以Railweld销售的LincolnElectric焊条，该焊条由具有95％氩气和5％二氧化碳或氧气构成的合适的保护气体保护。选择的焊条金属与间隔导轨的金属相配，以便提供必要的屈服强度，根据标准，围绕喂送的金属芯焊条提供气体保护。与前述的相同，本发明采用高性能数控式电源，如Lincoln Electric Powerwave450电源，该电源能迅速在恒压喷射电弧焊接过程和可控脉冲电弧焊接过程之间切换。

进一步根据本发明，该独特的焊接形式包括：通过喷射焊接技术在轨底间隙内布置根部焊道，开始时采用脉冲焊接过程并在结束时采用喷射焊接过程在轨底间隙内布置第二层，以及采用脉冲电弧焊接过程完成轨底、轨腹和轨头间隙的填充。用于根部焊道的喷射焊接过程在导轨轨底的大区域内促使高焊透和产生高热，根据本发明的一方面，通过沿单路径穿过轨底间隙横向移动焊条并相对于路径的方向横向摆动焊条来形成根部焊道。根据本发明的另一方面，通过在根部焊道的末端从喷射焊接过程立即切换到脉冲焊接过程，并沿包括沿一条导轨的端面的侧边的矩形路径将该焊条移动到间隙的相对端，由此沿间隙纵向移到另一导轨的端面，然后由此沿后端面返回第二层的起始端，从而形成第二层。导轨的轨底，即轨底间隙大约长6英寸(15.24厘米)，并处于与第二层最好距离大约5.08厘米的位置，该过程立即从脉冲过程焊接切换到喷射焊接过程，以便形成第二层。该焊道形式和焊接过程实现金属焊接的连续性，而不会发生灭弧，沿间隙的一侧然后沿间隙的另一侧返回而布置第二层焊道所使用的时间可使根部焊道的结束端进行足够固化和冷却。从脉冲焊接过程切换到用于第二层的最后5.08厘米的喷射焊接过程，改善了根部焊道焊口线固化结构。在这方面，在根部焊道的结束端有焊接焊口，其中焊接金属从外边缘向中心固化，由此产生一些收缩。焊口的中心具有大晶粒结构，并会收缩分离，引起焊接缺陷。喷射焊接过程以该焊口区域为中心，并具有会熔化根部焊口的深的焊透弧，填充任何收缩区域，并细化晶粒结构。

在完成第二层后，焊接过程立即切换到脉冲电弧焊接过程，通过在间隙的相对端沿矩形路径连续移动焊条填充剩余的轨底间隙，该矩形路径具有与导轨端面相邻的侧边和在侧边之间的端边。在布置轨底间隙的第二层和随后的层中，最好在相对于沿矩形路径的侧边和端边的移动方向上，横向摆动焊条。当轨底间隙填充完后，将铜箍设置在轨腹和轨头间隙的相对端，采用脉冲电弧焊接过程填充整个轨头间隙。在这方面，通过在间隙内在相对方向上沿垂直相邻路径移置焊条，并相对于焊条沿该路径移动的方向横向摆动焊条，而填充轨腹间隙。然后，沿如上所述的矩形路径连续移动焊条，并相对于沿路径侧边和端边移动的方向横向摆动焊条，而填充轨头间隙。轨头间隙的填充的目的是提供本人前述专利US5773779中所示和所述的焊道结构，为此，在矩形路径相邻侧边和端边之间的每个角部，使焊条的移动延迟。

最好，钢隔板具有在本人的前述专利申请中基本公开的结构，在这方面，隔板靠着轨道轨底的下侧卡住，并且包括向上延伸进轨底间隙的中心部。热绝缘件垫在隔板下并跨过隔板，铜轨底箍具有向上开凹口，用于容纳绝缘件，并靠着导轨轨底的下侧与绝缘件结合，使隔板卡在相对于轨底的底部固定位置。这保证了导轨和隔板之间的良好电接触，绝缘件、轨底箍和隔板形成组件，作为整体相对于导轨轨底的底部呈可插入式。轨底箍和绝缘件结合隔板靠在导轨轨底的下侧，因此防止在预热操作中由导轨膨胀引起的隔板的扭曲或移动，如防止在沉积根部焊道时通过进给焊接弧而造成薄隔板的变形。

布置剩余的轨底间隙、轨腹间隙和轨头间隙全部采用脉冲电弧焊接过程，这有益于对焊接过程保持高控制级别。在这方面，使导轨端面完全熔融，而不会过度地熔化导轨材料，并减少不需要的化学成分熔化到焊接熔浆中去，从而避免会导致焊接缺陷的这样化学成分的集中。此外，焊条沿矩形路径的移动允许了要连接的导轨之间间隙宽度的变化，而不降低焊接质量，因为矩形路径可相对于导轨面实现焊道调整。

本发明的首要目的在于提供钢导轨的气体保护焊接过程的改进的方法和系统，该方法和系统在现场应用中可迅速完成，并具有低失败率。

本发明的另一目的是提供如上所述的改进的方法和系统，该方法和系统中运用一种原理，即在间隔导轨之间的轨底间隙的底部内设置金属隔板，用以开始用于本发明的方法和系统的气体保护电弧焊接过程。

本发明的进一步的目的是提供一种连接钢导轨的方法和系统，以这种方式提供对焊接过程的更强的控制。

本发明的另一目的是提供一种连接钢导轨的方法和系统，其中在轨底间隙内地焊接金属的根部焊道和第二层保证在第二层形成深焊透电弧，其烧掉根部焊道的端部的焊口，从而细化晶粒结构，并填充其中的任何收缩区域。

本发明另一目的是提供一种连接钢导轨的改进的方法和系统，其包括在轨底间隙的一部分内和在导轨之间的轨头间隙内布置的焊道，提供了改进的焊接质量，并允许导轨之间间隙宽度的变化而不降低焊接质量。

本发明进一步的目的在于提供一种具有前述特性的方法和系统，其在导轨轨头相对边缘横向进行焊接强化，为防止导轨轨头与轨腹垂直分离提供优化保护。

本发明的另一目的是提供一种连接钢导轨的方法和系统，使导轨的轨头之间的焊接强度和间隙得到优化。

结合附图进行的下述说明将使上述的和其它目和优点变得显而易见。

附图说明

图1是在现场应用中具有间隔开以形成准备接合的间隙的导轨的直观的视图；

图2是导轨端部的横剖视图，为了图示说明导轨之间接合顶端处的强度的需要而显示轮子的一部分；

图3是显示根据本发明的间隔导轨和与之有关联的用于完成导轨焊接操作隔板、绝缘件、底板和侧模板的侧面正视图；

图4是沿图3中的剖面线4-4的横剖视图；

图5是沿图3中的剖面线5-5的部分剖视的平面图；

图6是隔板的透视图：

图7是图6所示的隔板的部分剖视图；

图8是沿图5中的剖面线8-8的横剖正视图，图中显示了电极在根部焊道的布置中的位置；

图9是另一隔板结构的透视图；

图10是显示在本发明的最佳实施例中由持续电压喷射电焊和脉冲焊接的间隙部分的导轨的端视图；

图11是在根部焊道的起始处的焊条的位置的示意图；

图12是在轨底间隙内布置第二层中的焊条移动的矩形路径的示意图；

图13是在轨底间隙内布置焊接金属的剩余焊道中的焊条移动的矩形路径的示意图；

图14是显示在填充轨腹间隙中的焊条移动的部分剖面的平面示意图；

图15是图14所示的焊接枪和焊条的示意图；

图16是图14中在从右到左方向上看的在轨腹间隙内焊接枪和焊条的正视示意图；

图17是穿过轨道轨头之间间隙的放大剖面正视图，显示了根据本发明的轨头过渡部之间间隙内的填充材料焊道的布置；

图18是显示对应图17所示的焊道左手端的焊接焊条固定在焊道起始端的放大详图；

图19是在轨头间隙的过渡区域内布置填充材料的焊道时焊条移动矩形路径的示意图；

图19A是在轨头的整个宽度部内布置填充材料的焊道时焊条移动矩形路径的示意图；

图20是沿图19中的剖面线20-20的焊道起始端的放大局部视图；

图21是沿图19的剖面线21-21的根据本发明的轨头间隙内布置的焊道局部剖视图；

图22是穿过焊接的导轨之间间隙的横剖视图，显示了轨头焊道的过渡部之间的间隙通过根据本发明布置焊道而填充。

具体实施方式

现在参照附图，其目的在于举例说明本发明最佳实施例，而不是局限于最佳实施例，图1显示了横卧在轨床B上的钢导轨A，包括要连接起来以形成连续焊接轨道的导轨10和12。导轨10和12通过轨枕20、钢支撑盖30和通道钉32支撑在轨床B上，导轨纵向间隔开以在其间形成间隙g，间隙g内要填入熔融焊接金属，以便将两导轨在该位置连接起来。间隙9可以是要维修的两段导轨间的间隙，或是最初要安装成连续焊接导轨系统的两段导轨间的间隙。如果间隙g是用于维修的，则常常需要切断导轨并插入一长段导轨。这个方法用于维修已断裂的导轨、已断裂的接缝或已损坏的接缝。在所有的例子中，两间隔导轨10和12由通常为2.54厘米的间隙g分隔开。间隙g相对于导轨11和12的方向横向延伸，并具有在导轨的横向相对侧的纵向相对端。图2中显示了具有标准轮廓或横截面的导轨10，包括非常宽的轨底40，轨底40具有底部42，用于在轨枕20上稳定导轨，以便承受沿导轨通过的火车的重量。轨底40具有两个上斜的上部44和46，上部44和46汇合成垂直延伸的轨腹50，轨腹50具有下圆角52和上圆角54。上圆角54汇合成轨头60，轨头60具有较大的轨体62和上轮支撑面64，即已知的轨冠。支撑面64区域承受滚动的轮子W，轮子W具有圆筒形轮圈70轮盘72，防止轮子沿轨道滚动时轮子在轨头60上移向左边。考虑到轮子和轨体62侧部的接触，以及轮圈70和上表面64的持续大载荷接触，轨头60要具有布氏标准-60至+40范围的布氏300正常硬度。由于轨头是淬硬的，形成导轨的金属，至少在轨头部分内，必须是硬度相当高的合金钢。用做填充金属以填充间隙g的合金钢在间隙g区域内沿导轨的上部所具有的硬度，应当满足根据本发明导轨焊接技术要求。

在图3-5和8中，对应导轨10上的组件的导轨12上的组件由尾标“a”表示。下面该相同标号用于说明分别挂在导轨10和12上的铜箍SH1和SH2。现在参照图3-8，导轨10和12的轨底的底部42和42a分别具有横向延伸的底边缘100，最好见图4和5，底边缘100具有对应于相应导轨轨底的横向相对端之间距离的长度。最好见图5-7，相对于该实施例的隔板P在间隙9的横向上延伸，并具有纵向相对端102、在端102之间延伸的横向相对侧边缘104、上表面106和包括腔110的下表面108。每个腔大约起始于上表面106以下0.1厘米处，并以相对于上表面的大约30°角向相应边缘104以下和以内延伸。横向相对侧边缘104给隔板提供了一宽度，该宽度大于导轨轨底之间的间隙g的宽度，凹口112设置在上表面106内，向着侧边缘104以内，并处于隔板的相对端之间。每个凹口112包括平行于上表面106的底壁114和垂直于底壁114并平行于相应侧边缘104的内侧壁116。侧壁116横向分隔开，为隔板提供具有一宽度的中心部118，如图8所示，其用于使中心部容纳在间隙g内，进一步见后面的附图，凹口112容纳导轨10和12的轨底40和42a的相邻部，并为隔板提供侧部120，侧部120垫在导轨的底部42和42a下。最好，每个凹口112具有大约0.16厘米的宽度和大约0.076厘米的深度。

为此，隔板P的每个横向相对侧边缘具有横向向外开口通道122，开口通道122在上表面106和隔板下表面的斜面部110之间延伸。每个通道122包括平行于并横向向内隔开相应凹口112的内壁116的内壁124，其纵向分隔开由内壁124横向向外延伸的端壁126。通道122最好彼此横向成直线，靠近隔板的两端102中的一端，通道与隔板的一端向内分隔，以便设置在导轨轨底的低边缘100的端部以内，为此，隔板P具有在端102之间的长度，该长度大于导轨底边缘100的长度，通道122和端102的间隔足以使通道向底边缘100的外端以内分隔开，如图5所示。最好每个通道122具有大约4014厘米的长度和0.28厘米的宽度。

进一步根据本发明，最好见图8，热绝缘件128，最好是瓷砖，设置在其相对端之间的隔板P的下面，横向跨过隔板，包括与隔板侧部120的相应部重叠的侧端130。此外，铜轨底箍132具有容纳绝缘件128的向上开凹口134，凹口134横向跨过绝缘件，并为结合导轨10和12的底部42和42a的上表面136提供箍。最好绝缘件128具有一轮廓使上表面138用于支撑和结合隔板P的下表面108，并使相对侧端130具有球形轮廓，其由隔板的侧部120横向向外地结合导轨的底部42和42a。为此，侧端130的轮廓具有位于每个导轨下面的腔140。最好绝缘件128设置在轨底箍132内，隔板P设置在绝缘件上面从而提供一组件，其作为一整体设置在间隔开的导轨端的下面，由此，隔板相对于导轨的底部设置并固定底部，在其间形成良好电接触，并相对于导轨之间的轨底间隙固定，以便防止在组件预加热期间隔板的移动和变形以及在根部焊道布置中隔板的变形。

最好见图4，铜箍SH1包括悬挂由重铜块构成以沿轨头滑动的箍体144和146的上支撑杆142。该上支撑杆142还使箍体144和146彼此成直线和保持箍体144和箍体146之间的间隔，以及在箍体和轨道区段之间形成间隙148。向着导轨横截面的面向箍体144和146以内的分别是面150和152，其与导轨10的轮廓相配合，使箍SH1和SH2一起在间隙g上的滑动使间隙封闭，以形成具有导轨10和12横截面形状的空腔。为稳定悬挂箍，与螺栓156和158一起设置定位销154，以组装重的铜箍体144和146。在工作中，箍移动到图3所示的位置，打开间隙Z，在导轨的较低的轨底部进行焊接。因此，箍一起移动靠近间隙，以在垂直延伸的轨腹部50和50a与导轨10和212的轨头部60和60a之间分别进行焊接。轨底箍132和侧模箍SH1和SH2最好具有贯穿的冷却剂通道，供冷却剂如水在焊接过程中进行循环。特别是在这方面，最好见相对于箍SH1和SH2的图3和图4，箍SH1的每个侧体144和146以及SH2的每个侧体144a和146a具有垂直延伸的冷却剂通通道160，冷却剂通通道160包括通过流入管164将通通道与图中未示的冷却剂源连接的流入端162，还包括流出端166，使冷却剂通过返回管168流回冷却剂源。相对于轨底箍132，最好见图3和5，在凹口134的底部的箍的部分具有由纵向分隔开而成的蛇形通通道和平行通通道部170、172和174以及分别在通通道部170和172之间和通通道部172和174之间的连接部176和178。蛇形通通道包括流入端180和流出端182，用于分别通过流入管184和返回管186将通通道和图中未示的冷却剂源连接。

图8显示了在间隙g内的气体金属电弧焊接枪190，金属焊条电极192在焊接过程中连续融化。该线焊条最好是以名称Railweld销售的LincolnElectric埋弧电焊条，当焊条由焊枪190向下送进时，在隔板P和焊条192之间产生电弧C。根据标准气体保护金属电弧焊接技术，从通通道194内吹出保护气体G，围绕焊条导套196周围传播。焊接枪190的直径x约为1/5.08厘米，焊条的直径约为1八15.24厘米，在导轨10和2相对端面之间的间隙9的宽度为2.54厘米。

下面详细说明焊接过程，开始先预热导轨，然后通过沿图8所示的位于间隙中心的路径从间隙g的一端向另一端移动焊条来布置焊接金属的第一或根部焊道层，相对于沿路径移动的方向横向摆动焊条，如图8中箭头198所指的方向。根部焊道的布置开始于具有贯穿其间的通通道122的隔板P，由此，当焊接热聚集，但是没有达到熔化垫在导轨底部的侧面区域内的隔板所必需的温度时，保证了开始阶段中在根部焊道处焊接金属的完全焊透。最好参照图8，在导轨底部下面的腔140提供了一空间，以便当焊接温度高到足以消耗侧部120时，熔融金属流过通道122，并促使穿过隔板的侧部120的充分焊透。绝缘件128防止电弧焊透铜轨底箍132。在这种方式下，轨底箍132成为良好散热器，同时绝缘件128防止由于铜进入焊区的潜在搀杂。此外，根据该实施例，最好参照图5，隔板P的相对端由导轨底部相应端横向向外延伸，最好大约为0.635厘米，以在根部焊道的开始点和结束点分别形成焊接入区和出区，保证沿导轨轨底整个长度的高质量焊接沉积。在完成焊接过程时，可通过研磨去除多余焊接材料。通过喷射焊接技术应用根部焊道，以在导轨轨底的大区域内的获得高焊透和高热量。在整个焊接过程中，冷却剂如水通过轨底箍132内的冷却剂通通道进行循环，当焊接金属层到达导轨的轨腹部时，侧模箍SH1和SH2移到包围间隙的位置，并且当通过连续保护气体焊接过程填充轨腹间隙和轨头间隙时，冷却剂通过侧模箍的部件循环。

图9显示了上述隔板P的变形的隔板P1。在图9中隔板P1具有相对的横向成直线排列的向外开口的成对通道，由标号122A表示，其沿隔板的相应侧与通道122隔开并彼此间隔开0.635厘米。在所有其它方面，包括尺寸，板P1和板P是相同的，由此在图6和9中采用相同标号表示相同部位。

在图10中结合导轨10显示根据本发明的焊接方法。特别是在这方面，以下述方式采用获得上述高热量和高焊透的直流电压喷射焊接方法布置根部焊道R。以下述采用脉冲电弧焊接方法布置第二层L，采用脉冲工作模式布置剩余的轨底间隙RBG。采用下述脉冲电弧焊接方法布置轨腹间隙WG和轨头间隙HG，包括过渡部TP和整个宽度部FW。

现在参照图11至13，后面的附图分别显示根部焊道R的布置、第二层I的布置和剩余的轨底间隙RBG的填充。图11显示分隔开以在其间形成间隙g的导轨11和12，并显示垫在导轨的轨底40和40a的底部边缘的隔板P1。如上所述，根部焊道R的布置开始于具有贯穿的通道122的隔板端部，图11中所示的焊条192位于隔板P1的后端。隔板的上表面用于触发电弧，因此焊条192从轨底间隙的相对端的位置沿箭头200所示的单个路径移动，在移动中，焊条相对于由波形线O所示的移动方向横向摆动。

如上所述，采用喷射电弧焊接方法布置根部焊道，当焊条192从根部焊道起始处到达隔板的相对端时，如图12中焊条192的位置所示，焊接过程立即由喷射切换到脉冲模式。然后由沿普通矩形路径移动来布置第二层，该矩形路径具有向轨道12的端面倾斜的侧边202以便与后者在间隙的端部大约2.54至1.9厘米处交叉、沿后端面向轨底间隙的相对端延伸的侧边204和由侧边204向间隙9的中心延伸的端边206。在后点，焊接过程立即切换回喷射电弧焊接过程，焊条沿路径的侧边108移动，以便向焊接焊缝中心下面布置焊缝，回到焊条的起始位置。导轨轨底在导轨的横向上大约为15.24厘米长，由图12中的波形线所示，焊条192相对于沿矩形路径的端边和侧边移动的方向作横向摆动。与部置第二层有关，焊条沿路径的一侧边移动和然后沿另一侧回到路径的起始位置所需要的时间使根部焊道的末端进行充分固化和冷却。此外，根部焊道的末端是漏斗形的，其中焊接金属由边沿向中心固化，会发生收缩。在焊口的中心的晶粒结构比较大，并收缩分离产生焊接缺陷。通过采用喷射模式完成第二层的布置，在第二层的末端的焊道具有深焊透电弧，会再熔化根部焊道的焊口，填充任何收缩区域，并细化晶粒结构。

完成第二层布置后，由图13中的焊条192的位置所示，焊接过程立即切换到脉冲模式，沿矩形路径连续移动焊条192填充剩余的轨底间隙RBG，矩形路径顺次包括只用于第三层的起始于间隙9的中心的端边212、沿轨道10的端面向间隙的另一端延伸的侧边214、在间隙后端的并从侧边214向导轨12的端面延伸的端边216和从端边216沿导轨12的端面返回到端边212的位置的侧边218。此外，焊条192最好相对于沿矩形路径的端边和侧边移动方向做由波形线O所示的横向摆动。上面说明了焊条192的移动顺序，其中焊条以顺时针方向沿矩形路径移动，可以理解，其方向也可与所示的相反。

当以前述方式填充剩余的轨底间隙时，铜箍SH1和SH2一起移动到靠近间隙g，以便填充轨腹间隙WG。从图14至16可知，当铜箍固定住时，轨腹间隙由移动的焊条192在沿路径220的相对方向填充，路径220在导轨端之间的方向上在轨腹间隙的相对端之间延伸。采用脉冲电弧焊接过程布置顺次焊接焊道，最好在图14中，焊条192相对于沿路径220移动方向做由波形线O所示的横向摆动。如图15所示，焊接枪和焊条192的整个波形位移是2.6mm，这样在图14中所示的从路径220的中心位置的任一方向上的摆动位移是1.3mm。焊接枪190和焊条192的摆动位移用于在箍SH1和SH2的纵向相对面之间散布熔融填充材料224。

结合焊接过程作进一步说明，焊接枪和焊条沿所述路径在导轨轨底剩余部分之间的间隙内和轨腹之间的间隙内以均匀速度移动，从而在在这些间隙内的连续焊接金属层在起始和结束端之间具有基本均匀垂直厚度。当焊接过程到达导轨轨腹之间的间隙的上端，然后到达导轨轨头的过渡部54之间的间隙下端时，继续脉冲模式的焊接，但是改变了其中焊道方式的布置。从下面对图17至22的说明会更清楚1通过连续沿路径移动焊条，该路径具有沿导轨的面和与间隙端边相邻的端边，并通过控制焊条沿路径的移动，在轨头之间的间隙中布置焊道，使连续布置的每焊道具有起始端，该起始端垂直厚度大于其结束端，该起始端与轨头的相应横向相对边缘之一成悬臂关系布置。

首先参照图19，显示焊条在填充轨头间隙的过渡部TP中的移动路径，焊条192沿矩形路径连续移动，该路径具有在轨头间隙一端并与导轨轨头之一的端面相邻的起始点，图19中的起始点由焊条192和焊接枪190的实线位置表示。矩形路径包括沿一导轨轨头的端面由起始点向轨头间隙的相对端延伸的侧边226、由侧边226的一端向另一导轨头部延伸的端边228、沿另一导轨轨头的端面从端边228的末端向轨头间隙的第一端返回延伸的侧边230以及从侧边230的末端返回路径起始点延伸的端边232。如波形线O所示，焊条192最好相对于沿路径的侧边和端边的移动方向做横向摆动。接着，参照图17，标号234表示布置在导轨轨腹之间的间隙中的填充材料的最后焊道上表面，布置在导轨轨头过渡部之间的间隙中的第一焊道WB是沿路径的侧边226布置的，具有起始端S1和结束端E1，分别邻近轨头间隙的横向相对边缘236和238。此外，焊道WBI在第一端S1的垂直厚度大于在第二端E1的垂直厚度，如图18所示，其在第一端具有外端CL，以悬臂形式由该间隙的外边缘236向外延伸。可以从图18至20结合图17理解该形成焊道的轮廓和悬臂端的方式。在这种情况下，如图18和19所示，焊接枪190和焊条192起始位于邻近在矩形路径的起始端的边缘236，并沿路径的侧边226向着该间隙的边缘238最后移动到图18和19中的右边。根据本发明，焊接枪和焊条延迟或固定在路径的侧边226的起始端一预定长时间，电弧C的作用力在起始端的横向和纵向作用于熔融焊接金属。当熔融金属以前述方式散布时，需要指出的是电弧不与铜箍接触，如图17至20所示，接触箍146a的熔融金属在焊接轨头的第一端形成表皮SK。

在经过预定的固定时间后，在矩形路径的起始端处，焊接枪和焊条从图18和19所示的起始位置并在给定的速率下移动到图17和19所示的结束端正1位置，其与在起始位置的延迟一起使焊接焊道轮廓形成锥形，使得在第二端E1的垂直厚度薄于在第一端S1的垂直厚度。在矩形路径的侧边226和228之间的角部，焊条延迟一预定长时间，使熔融金属靠着铜箍144a向外流动，然后焊条沿端边228移向矩形路径的后端边和侧边230之间的角部，在该角部，焊条再次延迟，使熔融金属靠着铜箍144向外流。在矩形路径的端边228和侧边230之间的角部处的焊条192的位置形成第二焊道WB2的起始端S2，由此可以理解，如上述相对于焊道WB1的说明，焊条移动延迟的结果是使熔融填充金属堆积在第二焊道WB2的第一端S2，以形成焊道WB2的相应悬臂端CL，如图22所示，该悬臂端由边缘238向外延伸。经过延迟后，焊接枪和焊条以预定的移动速度沿路径的侧边230向边缘236移动，该移动与在第二焊道的起始端的延迟一起形成焊道WB2，使其在第一端S2的垂直厚度大于在第二端E2的垂直厚度。在矩形路径的侧边230和端边232之间的角部，焊条192再次延迟一预定长时间，使熔融金属靠着铜箍146向外流动，接着焊条沿端边232移动返回到起始点。在该起始点，焊条192再次延迟一预定长时间，使熔融金属靠着铜箍146a向外流动，并形成第三焊道WB3的垂直厚度起始端S3，其端边盖在第一焊道WB1的起始端上，如图19和21所示。然后重复沿矩形路径的焊道布置过程，沿轨头间隙的过渡区域内的导轨轨头的端面，连续布置纵向相邻焊道。

当以上述方式完成轨头间隙的过渡部TP的填充时，脉冲电弧焊接过程继续填充间隙的整个宽度部FW，但是焊接枪和焊条的路径改变了，由图19中的矩形路径变化成有点成8字形状的图19A所示的路径。在这一方面，焊接枪190和焊条192从在间隙g一端的起始点沿一路径连续移动，起始点由焊接枪和焊条的实线位置表示，路径包括沿导轨之一的端面向该间隙相对端延伸的侧边240、由侧边240的末端延伸返回与另一导轨端面相邻的间隙一端的过渡线242、沿后端面向间隙的相对端延伸的侧边244和从侧边244的末端延伸返回路径起始点的过渡线246。该焊接布置形式利于使焊接堆积更均匀冷却并使焊接堆积更均匀。由于具有上述相对于图19的焊道布置形式，焊条最好相对于沿路径移动的方向做由波形线O所示的横向摆动。此外，焊接枪和焊条在路径的侧边240的起始端和在每个角部延迟或固定一预定长时间，在角部路径的方向发生改变，焊接枪和焊条沿路径的侧边和过渡线以预定的速率移动。采用8字形焊道布置形式，直到填充轨头间隙的整个宽度部分。

由图21和22可知，在轨头间隙的过渡部TP内的垂直连续纵向相邻焊道在导轨面之间基本中心位置的过渡区域内重叠，垂直相邻焊道的第二端在间隙的横向中心位置重叠。但是图21和22中没有显示，在如上结合图19A所述的轨头间隙的整个宽度部分布置的焊道基本具有相同的横截面形状和在焊道长度方向的形状。进一步由图22可知，在轨头间隙的每个横向相对边缘上的在过渡区域和整个宽度区域内的焊道的第一端相对于下层焊道呈悬臂状，因此优化对覆盖焊道的支撑，并优化在轨头的过渡区域和整个宽度区域内沿轨道的横向相对侧的填充焊接强度。同样，在轨道轨头之间间隙的整个宽度中心和冠状部内的以及沿过渡部的焊道的垂直连续第一端，利于在导轨的横向相对边缘上形成焊接加强，并优化轨头部之间的焊接强度。

使焊条在图19和19A所示路径的每个角部延迟或固定的时间在0.1至1.0秒之间。此外，最好在每个角部延迟后，沿路径的侧边、端边和过渡线以高达每分钟76.2厘米的速度移动焊条，并使焊条的喂送速度为每分钟254厘米至每分钟812.8厘米。设置延迟时间、速度和喂送速度，以控制焊道形状，同时保证高生产率和焊接质量。

由于已经非常强调最佳实施例和结合最佳参数，因此可知，可以由公开的实施例作出许多改变而不会背离本发明的原理。因此，应清楚理解，上述说明只是为了举例说明本发明，而并不对本发明进行限制。

Claims (62)

1.一种气体保护电弧焊接钢导轨的方法，每个钢导轨具有下轨底、垂直延伸的轨腹和上轨头，具有横向延伸端面的所述导轨纵向分隔开以形成轨底间隙、轨腹间隙和轨头间隙，在所述间隙内填充钢以连接所述导轨，每个所述轨底间隙、轨腹间隙和轨头间隙具有横向相对端，所述方法包括：通过气体保护电弧焊接过程使用由填充金属焊条形成的熔融钢填充所述轨底间隙、轨腹间隙和轨头间隙的步骤，所述填充所述轨头间隙包括沿纵向相邻路径连续顺次移动所述焊条和使所述焊条在每个所述路径的起始端延迟移动一预定长时间，所述路径在所述轨头间隙的横向相对端之间延伸，每个所述路径具有起始端和结束端位于所述轨头间隙的所述相对端的不同端。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述时间是从0.1至1.0秒。

3.如权利要求2所述的方法，相对于所述焊条沿所述路径移动的方向横向摆动所述焊条。

4.如权利要求1所述的方法，相对于所述焊条沿所述路径移动的方向横向摆动所述焊条。

5.如权利要求1所述的方法，进一步包括步骤：在所述相邻路径之间沿纵向延伸路径移动所述焊条，所述纵向相邻路径和所述纵向延伸路径之间具有角部，并在所述每个角部延迟移动所述焊条一预定长时间。

6.如权利要求1所述的方法，其中所述纵向相邻路径的起始端位于所述轨头间隙的所述相对端中的对应一端，进一步包括步骤：从所述纵向相邻路径中之一的结束端到其另一的起始端沿一路径移动所述焊条，并在每个所述纵向相邻路径的结束端延迟移动所述焊条一预定长时间。

7.如权利要求1所述的方法，其中所述轨头间隙包括过渡部和整个宽度部，在所述过渡部内的所述纵向相邻路径的起始端处在所述轨头间隙的所述相对端中的对应一端，以及所述整个宽度部内的所述纵向相邻路径的所述结束端处在所述轨头间隙的所述相对端中的不同一端，通过沿所述纵向相邻路径的结束端和起始端之间的纵向延伸路径移动所述焊条而填充所述过渡部，以及通过沿所述纵向相邻路径的结束端和起始端之间的对角线路径移动所述焊条。

8.如权利要求7所述的方法，在每个所述纵向相邻路径的结束端，延迟移动所述焊条。

9.如权利要求8所述的方法，其中所述时间是从0.1至1.0秒。

10.如权利要求8所述的方法，相对于所述焊条沿所述路径移动的方向横向摆动所述焊条。

11.如权利要求8所述的方法，进一步包括步骤：以254至812.8厘米/分的喂送速度垂直喂送所述焊条。

12.如权利要求11所述的方法，其中所述时间为0.1至1.0秒。

13.如权利要求12所述的方法，相对于所述焊条沿所述路径移动的方向横向摆动所述焊条。

14.如权利要求1所述的方法，进一步包括步骤：以达到大约76.2厘米/分的速度沿所述通道移动所述焊条。

15.如权利要求14所述的方法，其中所述时间是从0.1至1.0秒。

16.如权利要求15所述的方法，相对于所述焊条沿所述路径移动的方向横向摆动所述焊条。

17.如权利要求1所述的方法，进一步包括步骤：以254至812.8厘米/分变化的喂送速度垂直喂送所述焊条。

18.如权利要求17所述的方法，其中所述时间是从0.1至1.0秒。

19.如权利要求18所述的方法，相对于所述焊条沿所述路径移动的方向横向摆动所述焊条。

20.如权利要求17所述的方法，进一步包括步骤：以达到大约76.2厘米/分的速度沿所述通道移动所述焊条。

21.如权利要求20所述的方法，其中所述时间是从0.1至1.0秒。

22.如权利要求21所述的方法，相对于所述焊条沿所述路径移动的方向横向摆动所述焊条。

23.如权利要求1所述的方法，其中所述的填充是通过脉冲电弧焊接过程进行。

24.如权利要求23所述的方法，其中对所述轨底间隙的所述填充包括步骤：通过喷射传递电弧焊接过程在所述基底间隙内布置熔融钢的根部焊道，部分通过脉冲电弧焊接过程部分通过喷射传递电弧焊接过程在所述轨底间隙内布置第二熔融钢层，并且通过脉冲电弧焊接过程将熔融的钢填充所述的轨头间隔的剩余部分。

25.如权利要求24所述的方法，其中所述轨底间隙具有横向相对端，对所述根部焊道的所述布置包括：从所述相对端中的一端沿一路径向其另一端移动所述焊条，对所述第二层的所述布置包括在所述间隙的所述相对端之间在第一方向上沿第一横向延伸路径移动所述焊条，并通过脉冲电弧焊接过程沿所述第一路径布置第一焊道，在与所述第一方向相反的第二方向上沿第二横向延伸路径移动所述焊条，所述第二路径与所述第一路径纵向相邻，并且通过喷射传递电弧焊接过程沿所述第二路径布置第二焊道。

26.如权利要求25所述的方法，所述第二路径处于所述轨底间隙的中心。

27.如权利要求25所述的方法，通过脉冲电弧焊接过程用熔融钢填充所述轨腹间隙。

28.如权利要求27所述的方法，对所述轨底间隙剩余的部分的填充包括：沿具有横向延伸侧边和在所述侧边之间的纵向延伸端的矩形路径连续移动所述焊条，其中对所述轨腹间隙的所述填充包括沿着纵向相对方向上移动所述焊条。

29.如权利要求28所述的方法，相对于在所述轨底间隙、轨腹间隙和轨头间隙中的移动方向横向摆动所述焊条。

30.如权利要求28所述的方法，其中所述轨头间隙包括过渡部和整个宽度部，在所述过渡部内的所述纵向相邻路径的起始端处在所述轨头间隙的所述相对端中的对应一端，以及所述整个宽度部内的所述纵向相邻路径的所述结束端处在所述轨头间隙的所述相对端中的不同一端，通过沿所述纵向相邻路径的结束端和起始端之间的纵向延伸路径移动所述焊条而填充所述过渡部，以及通过沿所述纵向相邻路径的结束端和起始端之间的对角线路径移动所述焊条，填充所述的整个宽度部。

31.一种气体保护电弧焊接具有下轨底、垂直延伸的轨腹和上轨头的钢导轨的方法，具有横向延伸端面的所述导轨纵向分隔开以形成轨底间隙、轨腹间隙和轨头间隙，在所述间隙内填充钢以连接所述导轨，所述轨头间隙包括过渡部和整个宽度部，并且每个所述间隙具有横向相对端，所述方法包括步骤：通过气体保护电弧焊接过程用由填充金属焊条形成的熔融钢填充所述轨底间隙、轨腹间隙和轨头间隙的所述过渡部和整个宽度部，所述填充所述轨头间隙的过渡部包括，在与轨腹间隙的所述横向相对端中的一端相邻的第一位置，将焊条固定一预定长时间，然后从所述第一位置向轨头间隙的所述横向相对端中的另一端的第二位置横向移动所述焊条，以便布置第一填充金属焊道，所述第一填充金属焊道具有位于所述相对端中的一端的第一端和在向着所述相对端中的另一端的方向上与所述一端间隔开的第二端，所述第一焊道具有垂直厚度，其在所述第一端的厚度大于在所述第二端的厚度，在所述第二位置将所述焊条固定一预定长时间，然后从所述第二位置向与所述相对端中的另一端相邻的第三位置纵向移动所述焊条，在所述第三位置将所述焊条固定一预定长时间，然后从所述第三位置向与所述轨头间隙的所述一端相邻的第四位置横向移动所述焊条，以便布置第二填充金属焊道，所述第二填充金属焊道具有位于所述相对端中的另一端的第一端和在向着所述相对端中的一端的方向上与所述另一端间隔开的第二端，所述第二焊道具有垂直厚度，其在所述第一端的厚度大于在所述第二端的厚度，在所述第四位置将所述焊条固定一预定长时间，然后从所述第四位置向第一位置纵向移动所述焊条，然后重复这些布置所述第一和第二填充金属焊道的步骤，直到填满所述轨头间隙的过渡部。

32.如权利要求31所述的方法，对所述轨头间隙的所述整个宽度部的所述填充包括：在所述第一位置将所述焊条固定一预定长时间，然后从所述第一位置向所述第二位置横向移动焊条，在所述第二位置将所述焊条固定一预定长时间，然后从所述第二位置向所述第四位置对角线移动焊条，在所述第四位置将所述焊条固定一预定长时间/然后从所述第四位置向所述第三位置横向移动焊条，在所述第三位置将所述焊条固定一预定长时间，然后从所述第三位置向所述第一位置对角线移动焊条，然后重复在所述第一、第二、第四和第三位置之间移动所述焊条的步骤，直到填满所述轨头间隙的整个宽度部。

33.如权利要求32所述的方法，其中所述预定长时间在0.1秒和1.0秒之间。

34.如权利要求33所述的方法，所述焊条以达到76.2厘米/分的预定速度在所述第一、第二、第三和第四位置之间移动和在所述第一、第二、第四和第三位置之间移动。

35.如权利要求34所述的方法，进一步包括步骤：相对于所述焊条在所述第一、第二、第三和第四位置之间和在所述第一、第二、第四和第三位置之间移动的方向，横向摆动所述焊条。

36.如权利要求35所述的方法，进一步包括步骤：以由254至812.8厘米/分变化的喂送速度垂直喂送所述焊条。

37.如权利要求32所述的方法，所述焊条以达到76.2厘米/分的预定速度在所述第一、第二、第三和第四位置之间移动和在所述第一、第二、第四和第三位置之间移动。

38.如权利要求37所述的方法，进一步包括步骤：相对于所述焊条在所述第一、第二、第三和第四位置之间和在所述第一、第二、第四和第三位置之间的移动方向，横向摆动所述焊条。

39.如权利要求38所述的方法，进一步包括步骤：以由254至812.8厘米/分变化的喂送速度垂直喂送所述焊条。

40.如权利要求32所述的方法，进一步包括步骤：相对于所述焊条在所述第一、第二、第三和第四位置之间移动的方向，横向摆动所述焊条。

41.如权利要求40所述的方法，其中所述预定长时间在0.1秒和1.0秒之间。

42.如权利要求41所述的方法，进一步包括步骤：以由254至812.8厘米/分变化的喂送速度垂直喂送所述焊条。

43.如权利要求32所述的方法，其中通过脉冲电弧焊接过程填充所述轨头间隙的过渡部和整个宽度部。

44.如权利要求43所述的方法，其中对所述轨底间隙的所述填充包括步骤：通过喷射传递电弧焊接过程在所述轨底间隙内布置熔融钢的根部焊道，部分通过脉冲电弧焊接过程部分通过喷射传递电弧焊接过程在所述轨底间隙内布置第二熔融钢层，并且通过脉冲电弧焊接过程将熔融的钢填充所述的轨头间隔的剩余部分。

45.如权利要求44所述的方法，其中所述轨底间隙具有横向相对端，对所述根部焊道的所述布置包括从所述相对端中的一端沿一路径向其另一端移动所述焊条，对所述第二层的所述布置包括在所述间隙的所述相对端之间沿具有横向延伸侧边的基本矩形路径移动所述焊条，所述路径具有起始端和结束端，顺次通过脉冲电弧焊接过程从所述开始端向与所述结束端间隔开的一个位置布置所述第二层的第一部分，通过喷射传递电弧焊接过程从所述位置向所述结束端布置第二部分。

46.如权利要求45所述的方法，其中所述位置大约在所述路径的起始端和结束端的中间。

47.如权利要求45所述的方法，其中通过脉冲电弧焊接过程采用熔融钢填充所述轨腹间隙。

48.如权利要求47所述的方法，其中对所述轨底间隙的剩余部分的填充包括，沿具有横向延伸侧边和在所述侧边之间的纵向延伸端边的矩形路径连续移动所述焊条，其中对所述轨腹间隙的所述填充包括在其纵向相对方向上移动所述焊条。

49.如权利要求48所述的方法，相对于在所述轨底间隙、轨腹间隙和轨头间隙内移动的方向，横向摆动所述焊条。

50.一种气体保护电弧焊接具有下轨底、垂直延伸的轨腹和上轨头的钢导轨的方法，具有横向延伸端面的所述导轨纵向分隔开以形成轨底间隙、轨腹间隙和轨头间隙，在所述间隙内通过气体保护电弧过程填充由填充金属焊条形成的熔融钢，以连接所述导轨，所述轨底间隙具有底部和连接所述轨腹间隙的上部，所述方法包括步骤：部分通过脉冲电弧焊接过程和部分通过喷射传递电弧焊接过程在所述轨底间隙内布置第二熔融钢层，然后通过脉冲电弧焊接过程用熔融钢填充所述轨底间隙、所述轨腹间隙和所述轨头间隙的剩余的部分。

51.如权利要求50所述的方法，其中所述轨底间隙具有横向相对端，所述根部焊道和所述布置包括，沿从所述相对端中的一端向着其另一端的路径移动所述焊条，所述第二层的所述布置包括，沿具有在所述间隙的所述相对端之间的横向相对侧边的基本矩形路径移动所述焊条。

52.如权利要求41所述的方法，顺次通过脉冲电弧过程沿所述矩形路径的一侧边布置所述第二层的第一部分，通过喷射传递电弧焊接过程沿矩形路径的另一侧边布置所述第二层的第二部分。

53.如权利要求52所述的方法，其中所述基本矩形路径的所述另一侧边在所述轨底间隙的中间延伸。

54.如权利要求51所述的方法，其中对所述轨底间隙的剩余的部分的填充包括：沿具有横向延伸侧边和在所述侧边之间的纵向延伸端边的矩形路径连续移动所述焊条，所述轨腹间隙的所述填充包括在纵向相对方向上移动所述焊条，所述轨头间隙的所述填充包括，沿具有第一横向延伸侧边和在所述第一侧边之间的纵向延伸端边的矩形第一路径，然后沿具有第二横向延伸侧边的沿第二路径和在所述第二侧边中间的对角线路径部分，连续移动所述焊条。

55.如权利要求54所述的方法，所述第一和第二路径具有在相邻的所述第一侧边之一和所述第二侧边之一之间和在相邻的所述第二侧边之一和所述对角线路径部分之一之间的角部，在每个所述角部使所述焊条延迟移动一预定长时间。

56.如权利要求55所述的方法，其中所述时间是从0.1至1.0秒。

57.如权利要求55所述的方法，进一步包括步骤：相对于所述焊条沿所述第一路径和第二路径的移动方向，横向摆动所述焊条。

58.如权利要求54所述的方法，进一步包括步骤：以达到76.2厘米/分的速度沿所述第一和第二路径移动所述焊条。

59.如权利要求54所述的方法，进一步包括步骤：对所述轨底间隙、所述轨腹间隙和所述轨头间隙的剩余部分的填充，是以由254至762厘米/分变化的喂送速度垂直喂送所述焊条。

60.如权利要求56所述的方法，进一步包括步骤：相对于所述焊条沿所述第一路径和第二路径的移动方向，横向摆动所述焊条。

61.如权利要求60所述的方法，进一步包括步骤：以76.2厘米/分的速度沿所述第一和第二路径移动所述焊条。

62.如权利要求61所述的方法，进一步包括步骤：相对于所述焊条沿所述第一路径和第二路径的移动方向，横向摆动所述焊条。

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