CN207790397U - 钢铝复合接触轨 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于轨道交通设备领域，涉及一种钢铝复合接触轨，包括铝轨本体和钢滑触面，铝轨本体头部与钢滑触面之间设有铝钢过渡焊块，钢滑触面两端向下弯曲，将铝轨本体头部的支耳包围；铝钢过渡焊块包括铝材部和钢材部，铝钢过渡焊块的铝材部与铝轨本体焊接固定，铝钢过渡焊块的钢材部与钢滑触面焊接固定。本实用新型结构简单、安全、可靠，接头质量好，焊接过程发生同质材料焊接，焊接处形成熔核及塑性环，熔核在压力继续作用下冷却结晶，形成组织致密、无缩孔、裂纹的焊点，热影响区小，变形与应力也小，使铝轨本体与钢滑触面紧密连接，钢滑触面不易脱落，钢铝间不出现纵向位移；满足持续载流量规定的要求，性能稳定。

Description

钢铝复合接触轨

技术领域

本实用新型涉及一种钢铝复合接触轨，属于轨道交通设备领域。

背景技术

接触轨系统是设置在车辆侧面或下方，由导电轨等组成的，向地铁和城市轨道交通系统电力牵引车辆上传输电能的装置。钢铝复合轨具有传输电流大、重量轻、安装方便、耐磨损、使用寿命长等优点，已成为接触轨(第三轨)广泛采用的材料。目前钢铝复合工艺主要有钢铝共挤复合、机械加焊接复合、机械复合三种。

(1)钢铝共挤复合，钢铝凸凹连接结构是预先制作好的，依靠模具挤压力使钢铝结合面密贴，其主要缺点是：a、钢铝材料的状态只能是挤压态，无法通过热处理使材料达到各自的最佳性能，组织状态、力学性能、耐磨性能等综合性能差，钢带表面质量较差；b、由于钢、铝材料的膨胀系数相差近一倍，从挤压状态高温到室温、日常工作温度变化时，钢铝间易出现纵向位移；c、钢铝结合面产生缝隙，导致接触电阻大，影响导电性，腐蚀介质容易侵入钢铝结合面，进一步恶化导电性，降低产品寿命；d、钢铝间没有机械结合力，钢带靠两侧少许铝包边的阻拦而保持不分离，随着使用中的磨损，铝包边被磨去后钢带将会脱落，从而降低了产品的使用寿命，生产设备及工艺较复杂；

(2)机械加焊接复合，先通过挤制工艺，成型铝本体，钢带通过滚压或模压的方法制成两个J形。将制好的两个J形钢带分别钩在铝本体的两侧，对钢带的顶面和侧面同时加压，使其与铝本体密贴，并使两个J形钢带的顶面处于一个平面内，在保压的条件下，将两个J形钢带的接缝焊合，最后将焊缝修平即可，这种复合轨的特点是，钢铝凸凹连接结构是预先制作好的，在复合的过程中不需要二次冷变形优点是复合工艺简单，易于实现；但缺点是：a、焊接过程的热影响使钢铝材料的局部组织和性能发生变化，对复合前的形状和表面质量都有影响，且难于消除，影响钢铝复合轨的整体质量；b、钢带尺寸较其它类型大，重量重，易因偶然因素而造成两金属层的相互移位；c、受制造技术的限制，其钢带的厚度不能作的较厚，只适合于轻轨的场合，不太适合当今地铁及高速铁路的要求；d、必须沿整个钢铝复合轨纵向进行焊接，需要焊接专用设备，工序复杂，对焊接技术及机加工精度要求高，对要求极高的钢带的平直度及平顺性有较大影响；e、钢、铝间同样存在缝隙，接触电阻大，腐蚀介质易侵入来实现；

(3)机械复合，接触轨的生产工艺为铝轨本体单独挤压成型，不锈钢嵌入层预先加工成平直的不锈钢带。不锈钢带呈槽形，两侧预先制好排气孔。先将处理好的不锈钢带扣入铝本体，使两者完全吻合，然后采用模压的方式，对轨头的顶面加压，使钢带槽底内面与铝本体轨头顶面之间形成一定的压应力，在保压的同时，对铝本体轨头部分两侧面同时加压，使铝本体包住钢带，同时在铝本体上正对着钢带壁板小孔的部位外侧面压出圆柱形凹坑，则在内侧面形成圆柱形凸起并嵌入钢带壁板上的圆孔内，使钢铝结合的界面间形成了足够的压应力，实现密贴的要求，同时也形成了凸凹连接功能，从而使不锈钢带与铝轨紧密连接。在外力冲击和运行振动的情况下，其连接仍是可靠的、密切的，即使6mm厚的顶部全部磨完，也不会剥落；但缺点是：a、需要专用设备，工序复杂，对母材挤压技术及机加工精度要求高，要求有极高的钢带的平直度；b、钢、铝间同样存在缝隙，接触电阻大；c、带弧度的弯轨加工难度较大。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种钢铝复合接触轨，该钢铝复合接触轨结构简单、安全、可靠，接头质量好，焊接过程发生同质材料焊接，焊接处形成熔核及塑性环，熔核在压力继续作用下冷却结晶，形成组织致密、无缩孔、裂纹的焊点，热影响区小，变形与应力也小，使铝轨本体与钢滑触面紧密连接，钢滑触面不易脱落，钢铝间不出现纵向位移；满足持续载流量规定的要求，性能稳定。

本实用新型所述的钢铝复合接触轨，包括铝轨本体和钢滑触面，铝轨本体头部与钢滑触面之间设有铝钢过渡焊块，钢滑触面两端向下弯曲，将铝轨本体头部的支耳包围；铝钢过渡焊块包括铝材部和钢材部，铝钢过渡焊块的铝材部与铝轨本体焊接固定，铝钢过渡焊块的钢材部与钢滑触面焊接固定。

所述的铝钢过渡焊块为铝方杆与铸钢件(与滑触面材料材质相同)通过设备焊接而成，铝钢过渡焊块接头质量好，接头性能稳定，焊接过程用时短，效率高，可在流水线上生产，节能、节材、低耗，所需功率是传统焊接工艺的1/5～1/15，并且不需焊条、焊剂、钎料、保护气体，不需填加金属，也不需消耗电极等，环保，无污染，焊接过程不产生烟尘或有害气体，不产生飞溅，没有弧光和火花，没有放射线，并且接头成型连续、均匀、美观，焊接完成后的铝钢过渡焊块原料，可以根据具体需要加工成不同尺寸的铝钢过渡焊块。

钢铝复合接触轨的制作方法，

1)材料准备：利用较大型铝挤压机生产成品的3000A、4000A、4500A等规格接触轨中的铝轨本体，利用成型设备生产复合要求的钢滑触面；根据已经申请的发明专利的制作生产铝钢过渡焊块；

2)焊前准备:对标准的铝轨本体进行预加工，可以根据用户要求进行非标预制(加工成弧形弯轨)，利用设备将钢滑触面加工成标准形状；

3)焊接过程:第一步在加工成型的钢滑触面内部利用设备与铝钢过渡焊块点焊，使铝钢过渡焊块的钢材部与钢母材形成钢与钢熔点焊缝，焊后具有相当强度的铝钢过渡焊块在钢滑触面内均匀分布；

4)复合过程：带有焊好铝钢过渡焊块的钢滑触面放置在铝轨本体上方，利用设备将钢滑触面的两端向下弯曲，将铝轨本体头部的支耳包围，组装成铝钢复合导轨初品；

5)二次焊接：组装成的铝钢复合导轨初品利用设备进行二次焊接，使铝钢过渡焊块的铝材部与铝轨本体形成铝与铝熔点焊缝，使铝钢复合轨通过两次焊接形成牢固的结合体。

铝轨本体可以为铝镁硅合金，钢滑触面可以为不锈钢或者优质奥氏体不锈钢。

优选的，所述的铝轨本体头部与钢滑触面之间的相邻铝钢过渡焊块的间距为10cm-80cm。

优选的，所述的铝钢过渡焊块的厚度为0.5cm-5cm。

优选的，所述的铝钢过渡焊块的上部分为钢材部，下部分为铝材部。

优选的，所述的铝钢过渡焊块的左部分为钢材部，右部分为铝材部。

本实用新型与现有技术相比所具有的有益效果是：

本实用新型结构简单、安全、可靠，焊接过程发生同质材料焊接，焊接处形成熔核及塑性环，熔核在压力继续作用下冷却结晶，形成组织致密、无缩孔、裂纹的焊点，热影响区小，变形与应力也小，使铝轨本体与钢滑触面紧密连接，钢滑触面不易脱落，钢铝间不出现纵向位移，具有较高的抗拉强度和抗剪强度，适合多种场所的直轨和弯轨；满足持续载流量规定的要求，性能稳定；并且生产过程操作简单，易于实现机械化和自动化，改善了劳动条件，生产率高，且无噪声及有害气体，在大批量生产中，可以和其他制造工序一起编到组装线上。

附图说明

图1、钢铝复合接触轨结构示意图一(主视图)；

图2、钢铝复合接触轨结构示意图(左视图)；

图3、钢铝复合接触轨结构示意图二(主视图)。

图中：1、铝轨本体；2、钢滑触面；3、铝钢过渡焊块；4、铝与铝熔点焊缝；5、钢与钢熔点焊缝；6、钢材部；7、铝材部；8、支耳。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步描述：

如图1-图3，本实用新型所述的钢铝复合接触轨，包括铝轨本体1和钢滑触面2，铝轨本体1头部与钢滑触面2之间设有铝钢过渡焊块3，钢滑触面2两端向下弯曲，将铝轨本体1头部的支耳8包围；铝钢过渡焊块3包括铝材部7和钢材部6，铝钢过渡焊块3的铝材部7与铝轨本体1焊接固定，铝钢过渡焊块3的钢材部6与钢滑触面2焊接固定。

铝轨本体1头部与钢滑触面2之间的相邻铝钢过渡焊块3的间距为50cm，铝钢过渡焊块3的厚度为2cm。

实施例1：

如图1，铝钢过渡焊块3的上部分为钢材部6，下部分为铝材部7，上部分的钢材部6与钢滑触面2焊接固定，下部分的铝材部7与铝轨本体1焊接固定，同质材料焊接性质更加稳定。

实施例2：

如图3，铝钢过渡焊块3的左部分为钢材部6，右部分为铝材部7，左部分的钢材部6与钢滑触面2焊接固定，右部分的铝材部7与铝轨本体1焊接固定，同质材料焊接性质更加稳定。

所述的铝钢过渡焊块3为铝方杆与铸钢件(与滑触面材料材质相同)通过设备焊接而成，铝钢过渡焊块3接头质量好，接头性能稳定，焊接过程用时短，效率高，可在流水线上生产，节能、节材、低耗，所需功率是传统焊接工艺的1/5～1/15，并且不需焊条、焊剂、钎料、保护气体，不需填加金属，也不需消耗电极等，环保，无污染，焊接过程不产生烟尘或有害气体，不产生飞溅，没有弧光和火花，没有放射线，并且接头成型连续、均匀、美观，焊接完成后的铝钢过渡焊块3原料，可以根据具体需要加工成不同尺寸的铝钢过渡焊块3。

钢铝复合接触轨的制作方法，

1)材料准备：利用较大型铝挤压机生产成品的3000A、4000A、4500A等规格接触轨中的铝轨本体1，利用成型设备生产复合要求的钢滑触面2；根据已经申请的发明专利的制作生产铝钢过渡焊块3；

2)焊前准备:对标准的铝轨本体1进行预加工，可以根据用户要求进行非标预制(加工成弧形弯轨)，利用设备将钢滑触面2加工成标准形状；

3)焊接过程:第一步在加工成型的钢滑触面2内部利用设备与铝钢过渡焊块3点焊，使铝钢过渡焊块3的钢材部6与钢母材形成钢与钢熔点焊缝5，焊后具有相当强度的铝钢过渡焊块3在钢滑触面2内均匀分布；

4)复合过程：带有焊好铝钢过渡焊块3的钢滑触面2放置在铝轨本体1上方，利用设备将钢滑触面2的两端向下弯曲，将铝轨本体1头部的支耳8包围，组装成铝钢复合导轨初品；

5)二次焊接：组装成的铝钢复合导轨初品利用设备进行二次焊接，使铝钢过渡焊块3的铝材部7与铝轨本体1形成铝与铝熔点焊缝4，使铝钢复合轨通过两次焊接形成牢固的结合体。

铝轨本体1可以为铝镁硅合金，钢滑触面2可以为不锈钢或者优质奥氏体不锈钢。

Claims (5)

1.一种钢铝复合接触轨，包括铝轨本体(1)和钢滑触面(2)，其特征在于：铝轨本体(1)头部与钢滑触面(2)之间设有铝钢过渡焊块(3)，钢滑触面(2)两端向下弯曲，将铝轨本体(1)头部的支耳(8)包围；铝钢过渡焊块(3)包括铝材部(7)和钢材部(6)，铝钢过渡焊块(3)的铝材部(7)与铝轨本体(1)焊接固定，铝钢过渡焊块(3)的钢材部(6)与钢滑触面(2)焊接固定。

2.根据权利要求1所述的钢铝复合接触轨，其特征在于：铝轨本体(1)头部与钢滑触面(2)之间的相邻铝钢过渡焊块(3)的间距为10cm-80cm。

3.根据权利要求1所述的钢铝复合接触轨，其特征在于：铝钢过渡焊块(3)的厚度为0.5cm-5cm。

4.根据权利要求1所述的钢铝复合接触轨，其特征在于：铝钢过渡焊块(3)的上部分为钢材部(6)，下部分为铝材部(7)。

5.根据权利要求1所述的钢铝复合接触轨，其特征在于：铝钢过渡焊块(3)的左部分为钢材部(6)，右部分为铝材部(7)。