CN208322420U - 一种适用于钢轨的管极电渣焊接模具装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种适用于钢轨的管极电渣焊接模具装置，包括模具固定装配总成(1)、模具总成(2)和冷却循环总成(3)，其特征在于，所述模具固定装配总成(1)固定在待焊钢轨(4)轨头上，模具总成(2)设置于模具固定装配总成(1)中部，冷却循环总成(3)设置于模具总成(2)内部。该设备主要是仿照工字钢外形、能够简单便捷开合、可重复使用、装配固定方便且能实现水循环冷却的铜模，能够实现钢轨全断面一次不间断焊接成型，可用于高速铁路、城际铁路、地铁、车间门吊轨道等，可灵活使用，减低生产成本，提高工作效率。

Description

一种适用于钢轨的管极电渣焊接模具装置

技术领域

本实用新型涉及钢轨焊接领域，尤其是一种适用于钢轨的管极电渣焊接模具装置。

背景技术

电渣焊接速度快，效率高，焊缝的冷却速度快于铝热焊，慢于电弧焊，焊缝质量更易控制。电渣焊通常是在焊件处于垂直位置的情况下进行的，渣池不仅需要足够的深度，也需要一定的体积，比较适合钢轨这种大断面焊接，但钢轨的轨脚较薄较宽，是电渣焊接的难点位置。

钢轨电渣焊接的关键主要包括焊接模具、焊接材料以及焊接工艺三部分。焊接模具的设计需考虑几个方面：模具材料、待焊钢轨截面形状、内循环冷却、焊接工艺特点等。

电焊接模具需根据电渣焊接的特点、钢轨形状以及焊接一次成型的需求，进行设计实用新型。

由于电渣焊接一般用于管状，柱状结构，焊接模具结构都非常简单，装配也不需要复杂固定和动作。在方形结构时直接采用挡板作为裸露焊缝成型表面，在挡板中设计冷却循环，以保证快速冷却。

现有电渣焊一般焊接比较规则的竖直成型焊缝，焊接的管极、丝极的送进和摆动都较为规则，工艺比较容易控制。而工字钢轨全断面不规则，轨底较宽较薄，轨腰较窄较高，对焊接工艺和焊接模具的要求都极高。很难将电渣焊接现有技术直接应用到钢轨焊接应用中。

国外采用丝极(多丝)电渣焊接钢轨，焊接模具使用铜模(水冷)，铜模由4块分体式拼装而成。焊缝类似如铝热焊预留轨缝的方式，焊缝轮廓轨头与轨底之间为圆滑渐变式过渡，较好的利用了电渣焊垂直向上成型的特点。采用多丝焊接电渣焊时，焊丝超过一定距离的送丝易出现位置偏差，送进速度控制不好会导致焊丝与钢轨端面其它位置打火，很难保证后期一直处于无弧状态。焊缝形状中轨头与轨底之间的过渡部分所占空间较大，比较难打磨，也不方便无缝线路施工。

实用新型内容

为克服现有的缺陷，本实用新型提出一种适用于钢轨的管极电渣焊接模具装置。

一种适用于钢轨的管极电渣焊接模具装置，包括模具固定装配总成、模具总成和冷却循环总成，其特征在于，所述模具固定装配总成固定在待焊钢轨轨头上，模具总成设置于模具固定装配总成中部，冷却循环总成设置于模具总成内部。

其中，模具固定装配总成包括两个轨头抱卡、四个Z型连接板、两个轨腰轨底模具滑竿固定支撑板、四个轨腰模具固定滑竿、四个轨底模具固定滑竿和轨底模具卡死支撑座，其中，轨头抱卡两侧连接Z型连接板，轨腰轨底模具滑竿固定支撑板两侧连接Z型连接板，轨头抱卡外侧设置固定顶死手柄。

其中，轨腰轨底模具滑竿固定支撑板上端设置两个轨腰模具固定滑竿；轨腰轨底模具滑竿固定支撑板下端设置两个轨底模具固定滑竿，轨腰轨底模具滑竿固定支撑板上设置轨底模具卡死支撑座。

其中，轨腰模具固定滑竿上设置固定轨腰抱卡装置，轨底模具固定滑竿上设置顶死平板。

其中，模具总成装配在待焊钢轨上，其中，模具总成包括轨头轨腰模具总成和轨底模具，轨头轨腰模具总成下端设置轨头轨腰模具滑动导向键，轨底模具上端设置轨头轨腰模具滑动键槽。

其中，轨头轨腰模具总成为两部分上端模具主体组成并耦合连接，其中，轨头轨腰模具总成上部设置轨头导渣槽，内部设置轨头轨腰预留焊筋，顶部设置轨头深度预留空间。

其中，轨底模具为两部分下端模具主体组成并耦合连接，其中，轨底模具下部设置轨底引弧放置导槽，内部设置轨底引弧造渣预留深度槽和引弧垫板。

其中，轨头轨腰模具总成和轨底模具中分别设置轨头轨腰模具水冷循环和轨底模具水冷循环。

通过本实用新型的一种适用于钢轨的管极电渣焊接模具及其安装和使用方法。该设备主要是仿照工字钢外形、能够简单便捷开合、可重复使用、装配固定方便且能实现水循环冷却的铜模，能够实现钢轨全断面一次不间断焊接成型，可用于高速铁路、城际铁路、地铁、车间门吊轨道等，可灵活使用，减低生产成本，提高工作效率。

附图说明

图1为适用于钢轨的管极电渣焊接模具装置装配整体示意图。

图2为适用于钢轨的管极电渣焊接模具装置固定装配总成示意图。

图3为适用于钢轨的管极电渣焊接模具装置模具总成示意图。

图4为适用于钢轨的管极电渣焊接模具装置轨头轨腰模具总成示意图。

图5为适用于钢轨的管极电渣焊接模具装置轨底模具总成示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型提供的一种适用于钢轨的管极电渣焊接模具装置进行详细描述。

图1和图2示出，一种适用于钢轨的管极电渣焊接模具装置，包括模具固定装配总成1、模具总成2和冷却循环总成3，其特征在于，所述模具固定装配总成1固定在待焊钢轨4轨头上，模具总成2设置于模具固定装配总成1中部，冷却循环总成3设置于模具总成2内部。

模具固定装配总成1包括两个轨头抱卡11、四个Z型连接板12、两个轨腰轨底模具滑竿固定支撑板13、四个轨腰模具固定滑竿14、四个轨底模具固定滑竿15和轨底模具卡死支撑座16，其中，轨头抱卡11两侧连接Z型连接板12，轨腰轨底模具滑竿固定支撑板13两侧连接Z型连接板12，轨头抱卡11外侧设置固定顶死手柄17。

轨腰轨底模具滑竿固定支撑板13上端设置两个轨腰模具固定滑竿14；轨腰轨底模具滑竿固定支撑板13下端设置两个轨底模具固定滑竿15，轨腰轨底模具滑竿固定支撑板13上设置轨底模具卡死支撑座16。

轨腰模具固定滑竿14上设置固定轨腰抱卡装置18，轨底模具固定滑竿15上设置顶死平板19。模具固定装配总成可实现模具轨底模具和轨头轨腰模具分别开合，且对其和活动动作良好顺畅。

图3、图4和图5示出，模具总成2装配在待焊钢轨4上，其中，模具总成2包括轨头轨腰模具总成21和轨底模具23，轨头轨腰模具总成21下端设置轨头轨腰模具滑动导向键211，轨底模具23上端设置轨头轨腰模具滑动键槽28。所述模具总成2装配卡镶在待焊钢轨4上，可由模具固定装配总成1实现模具开合、固定和卡死等状态。模具采用导热良好的铜或其它材料制作，采用左右对称方式抱紧钢轨全断面，模具焊缝两侧可实现与钢轨表面完全密贴，焊缝处根据电渣焊接工艺需要预留焊筋厚度空间。

轨头轨腰模具总成21为两部分上端模具主体22组成并耦合连接，其中，轨头轨腰模具总成21上部设置轨头导渣槽26，内部设置轨头轨腰预留焊筋27，顶部设置轨头深度预留空间212。

轨底模具23为两部分下端模具主体24组成并耦合连接，其中，轨底模具23下部设置轨底引弧放置导槽25，内部设置轨底引弧造渣预留深度槽29和引弧垫板210。

轨头轨腰模具总成21和轨底模具23中分别设置轨头轨腰模具水冷循环31和轨底模具水冷循环32。冷却循环总成由每块独立模具里的冷却循环分系统构成。冷却循环总成由各单独模具分别实现，在模具内部通过加工管路实现水路循环，以保证模具不被熔化，焊缝冷却速度满足要求。冷却循环总成左右模具对称安装。

采用双管极电渣焊接进行一次整体成型焊接，轨底留有引弧造渣槽，轨底采用双管极摆动焊接，轨腰采用单管极焊接，轨头采用单管极摆动焊接。焊接时保证焊剂添入量，保证一直处于无弧状态。

在实际工作中，将待焊钢轨4两端对齐并固定锁住。将模具装配固定总成1安装在待焊钢轨4上，保证焊缝和模具对齐，拧紧固定顶死手柄17；

确认模具总成2，以及轨头轨腰模具总成21和轨底模具总成23与钢轨卡镶贴合，开合动作是否正常，检查冷却循环水路是否畅通；

预备电渣焊机、送丝机构、焊剂、管极和焊丝，在轨底引弧造渣预留深度槽29放置引弧板，焊接轨底时轨头轨腰模具21处于打开状态；

当焊缝深度超过轨底后，撤掉一个管极关掉一个焊机，合拢轨头轨腰模具，使之与钢轨表面保持密贴，卡死模具；当焊缝深度到达轨头下颚处，采用单管极摆动焊接，保证轨头两侧电渣热量及边缘熔敷效果；

当焊缝高度到达轨头导渣槽26时，停止焊接，关掉焊机，先撤走管极及送丝机构，再打开模具总成2，拆卸模具固定装配总成1，清理清点设备以进行下一个接头的焊接。

本实用新型采用管极电渣焊的方式实现钢轨焊接，以达到焊缝外形、力学性能和焊接缺陷质量稳定可靠。可实现电渣焊接钢轨全断面一次成型，外观良好。针对焊接模具进行了充分的需求分析和设计。

钢轨电渣焊接模具须满足钢轨截面形状，满足焊接工艺和质量的焊筋预留，模具分体及拼装，引弧及造渣预留空间，模具水冷循环系统及与送丝送渣机构的配合。

最后应说明的是，以上实施例仅用以描述本实用新型的技术方案而不是对本技术方法进行限制，本实用新型在应用上可以延伸为其他的修改、变化、应用和实施例，并且因此认为所有这样的修改、变化、应用、实施例都在本实用新型的精神和教导范围内。

Claims (8)

1.一种适用于钢轨的管极电渣焊接模具装置，包括模具固定装配总成(1)、模具总成(2)和冷却循环总成(3)，其特征在于，所述模具固定装配总成(1)固定在待焊钢轨(4)轨头上，模具总成(2)设置于模具固定装配总成(1)中部，冷却循环总成(3)设置于模具总成(2)内部。

2.根据权利要求1所述的适用于钢轨的管极电渣焊接模具装置，其特征在于，所述模具固定装配总成(1)包括两个轨头抱卡(11)、四个Z型连接板(12)、两个轨腰轨底模具滑竿固定支撑板(13)、四个轨腰模具固定滑竿(14)、四个轨底模具固定滑竿(15)和轨底模具卡死支撑座(16)，其中，轨头抱卡(11)两侧连接Z型连接板(12)，轨腰轨底模具滑竿固定支撑板(13)两侧连接Z型连接板(12)，轨头抱卡(11)外侧设置固定顶死手柄(17)。

3.根据权利要求2所述的适用于钢轨的管极电渣焊接模具装置，其特征在于，所述轨腰轨底模具滑竿固定支撑板(13)上端设置两个轨腰模具固定滑竿(14)；轨腰轨底模具滑竿固定支撑板(13)下端设置两个轨底模具固定滑竿(15)，轨腰轨底模具滑竿固定支撑板(13)上设置轨底模具卡死支撑座(16)。

4.根据权利要求3所述的适用于钢轨的管极电渣焊接模具装置，其特征在于，所述轨腰模具固定滑竿(14)上设置固定轨腰抱卡装置(18)，轨底模具固定滑竿(15)上设置顶死平板(19)。

5.根据权利要求1所述的适用于钢轨的管极电渣焊接模具装置，其特征在于，所述模具总成(2)装配在待焊钢轨(4)上，其中，模具总成(2)包括轨头轨腰模具总成(21)和轨底模具(23)，轨头轨腰模具总成(21)下端设置轨头轨腰模具滑动导向键(211)，轨底模具(23)上端设置轨头轨腰模具滑动键槽(28)。

6.根据权利要求5所述的适用于钢轨的管极电渣焊接模具装置，其特征在于，所述轨头轨腰模具总成(21)为两部分上端模具主体(22)组成并耦合连接，其中，轨头轨腰模具总成(21)上部设置轨头导渣槽(26)，内部设置轨头轨腰预留焊筋(27)，顶部设置轨头深度预留空间(212)。

7.根据权利要求5所述的适用于钢轨的管极电渣焊接模具装置，其特征在于，所述轨底模具(23)为两部分下端模具主体(24)组成并耦合连接，其中，轨底模具(23)下部设置轨底引弧放置导槽(25)，内部设置轨底引弧造渣预留深度槽(29)和引弧垫板(210)。

8.根据权利要求5所述的适用于钢轨的管极电渣焊接模具装置，其特征在于，所述轨头轨腰模具总成(21)和轨底模具(23)中分别设置轨头轨腰模具水冷循环(31)和轨底模具水冷循环(32)。