[12]发明专利申请公开说明书
[21]申请号96115642.2
[51]Int.CI6
B23K 9/038
[43]公开日1997年8月6日[22]申请日96.2.2
[71]申请人李文秀
地址250001山东省济南市林祥街德安里1号[72]发明人李文秀
[11]公开号CN 1156072A
权利要求书 6 页 说明书 12 页 附图 5 页
[54]发明名称
钢轨对接焊接方法及焊接设备
[57]摘要
本发明提供了一种钢轨对接焊接方法及焊接设备,主要采用电渣焊坯模强迫成型及焊接电流控制工艺,大大降低了焊接设备造价,提高了焊接速度,坯模为包围于钢轨周围内侧成与钢轨外形吻合曲面形,焊接设备包括夹持于待焊钢轨上的可机械驱动送焊丝的夹具底架及支架,还有控制送焊速度,及控制电机反转的控制电路组成。可采用手动操作,或配合以计算机控制操作,工艺简单,焊头成本低。
96115642.2
权 利 要 求 书
第1/6页
1、一种钢轨对接焊接方法,其特征是:
①将待焊对接的两钢轨端头去掉蚀层,水平向相对,留有14-21mm的待焊缝隙,且经夹具固定后保持该状态; ②在待焊缝处周围设置四体组合成的将焊缝包围其内的坯模,坯模与钢轨接触面呈与钢轨外形对应形状,坯模的上部分底有一漏斗口,通于待焊缝,坯模采用T5高纯度石墨制成; ③在坯模与钢轨接触面之间刷涂耐火粘土粉调成的密封膏,以防止熔化的焊剂和钢水流出;
④在待焊缝中,填充焊剂,焊剂为431焊剂;
⑤将焊丝制成截面积为140-160平方毫米的板材,与钢轨分别接于焊接电源两端,先使焊丝与钢轨底坯模短路,而后分离引弧,焊接电源工作电压为30伏,焊接工作电流控制在200-650安培,使焊丝引弧熔化,且在熔化过程中,输送焊丝的速度应使工作电压保持在30伏,当工作电压大于30伏时,增大送焊丝速度,使工作电压降到30伏,反之,应减少送焊丝速度,使工作电压升高到30伏;
⑥待焊丝熔化过盈焊满待焊缝后,切断焊接电源,并使剩余焊丝提起,脱离焊缝;
⑦待焊缝冷却后,取下坯模,即完成焊接。
2、如权利要求1所述的钢轨对接焊接方法,其特征是:待焊缝间隙为15mm,焊丝截面积为150平方毫米,焊丝送丝速度为0.25米/分、0.1米/分、0.25米/分
2
96115642.2权 利 要 求 书 第2/6页
三段,焊接电流控制在200-400安培之间,其中,引弧焊接后第一阶段焊接时间为3分钟,焊接电流为400安培,然后控制电流在3分钟内逐步降至200安培,为第二焊接阶段,第三阶段时间为1分钟,并使焊接电流逐步升高到350安培,第四焊接阶段保持焊接电流在350安培,直至焊丝熔化过盈焊满待焊缝,且四个阶段是连续焊接的。
3、如权利要求1所述的钢轨对接焊接方法,其特征是:待焊缝间隙为20mm,焊丝截面积为150平方毫米,焊丝送丝基本速度为0.25米/分、0.1米/分、0.25米
/分三段,焊接电流控制在250-500安培范围内,其中,引弧焊接后,第一阶段焊接时间为5分钟,焊接电流为500安培,第二焊接阶段焊接时间为3分钟,在该时间内焊接电流从550安培逐步降低至250安培,第三阶段时间为1分钟,在该时间内使焊接电流从250安培逐步增至400安培,第四焊接阶段为焊丝熔化过盈焊满待焊缝,其间焊接电流控制在400安培,上述四个焊接阶段是连续焊接的。
4、如权利要求1所述的钢轨对接焊接方法,其特征是:待焊缝间隙为20mm,焊丝截面积为150平方毫米,焊丝送丝基准速度为0.25米/分、0.1米/分、0.25米
/分三段,焊接电流控制在300-650安培之间,其中,引弧焊接后,第一阶段焊接时间为6分钟,焊接电流为650安培,第二焊接阶段焊接时间为3分钟,该焊接过程中焊接电流从650安培逐步降低至300安培,第三阶段时间为2分
3
96115642.2权 利 要 求 书 第3/6页
钟,在该时间内,焊接电流由300安培,升至550安培,第四焊接阶段,为直至焊丝熔化过盈焊满待焊缝,其间焊接电流为550安培,四个阶段为连续焊接的。
5、一种实现权利要求1所述钢轨对接焊接方法的坯模,用耐高温材料制成,其特征在于坯模由分别置于钢轨待焊缝周围的上体(1)、下体(2)和对称的左、右体(3)组成,上体(1)中有一呈漏斗形(4)的中空腔,底部中间有一个与钢轨顶部对应的弧形通槽(8),下体(2)为板形,其上有一个V型凹槽(5),左、右体(3)相同,均有一个侧面为呈与钢轨侧面凸、凹形状相吻合的曲面(6),且该曲面(6)中部有一个等深的凹槽(7)。
6、一种实现权利要求1所述的钢轨对接焊接方法的焊丝输送装置,由机械部分和电气控制部分组成,其特征在于:机械部分包括两个带双侧压紧螺栓(9)的夹具(10)、经绝缘层(11)、固定在带通孔(12)的底架(13)上,通
孔(12)用于焊丝通过,底架(13)上装有支架(14),其上,装有伺服电机(15),及经电机带动的主动轮(16),相配合的变速齿轮(17),驱动焊丝(25)的驱动轮(18),驱动轮(18)另一端装有压紧焊丝(25)的压轮(19),支架(14)上还装有用于保持焊丝(25)方向的一组配合压紧轮(20)、(21),支架(14)顶端装有一个用于
焊接电源与焊丝(25)相接通的接触碳刷头(22),和相配合
4
96115642.2权 利 要 求 书 第4/6页
的带弹簧(23)撑顶的压紧轮(24)组成。
电器控制包括:电机正反转主电路、工作电压自动控制电路、程序控制电路及焊接电流自动控制电路等部分组成,其中: 电机正反转主电路由熔断器RD2和由J5、J3、J1和按钮S3并联后给由D1、D2、SCR1、SCR2组成的单相可控整流电路供电,C21、R41串联,C22、
R42串联后分别并联在SCR1和SCR2两端起保护作用;SCR1和SCR2的正极和控制极分别接在脉冲变压器的两输出绕组上,整流后的电压通过正反转继电器J3的两个常开触点J3-1、J3-4,常闭触点J3-2、J3-3接在
电机电枢的接线端子上;电枢电压负反馈通过电阻R1、R2分压后接于电容器C3两端;
电容器C2是可控硅触发电路的电压输入端,触发电路由RF1整流全桥整流后通过电阻R7和稳压管ZD1、ZD2
稳压后给晶体三极管TY2、TY1单结晶体管UJT组成串联放大器触发电路;由分别串联在TY2集电极和发射极上的电阻R5、R6分压经电容器C1和单结晶体管的充放电由脉冲变压器原边绕组输出脉冲信号,在C2两端并联有二极管D7和反向串接的二极管D5、D6在晶体管TY1的发射极串有电阻R4,单结晶体管第二基极B2端串有电阻R3; 焊接电源m(+)、n(-)两端并有由RF4整流全桥
组成的直流电源,经电阻R22和并接在正负极两端的电阻
5
96115642.2权 利 要 求 书 第5/6页
R21和电容器C7给继电器J4供电,J4与焊接电源正极通过一反接的二极管D8相接后通过J4的一个常闭触点J4-1使串有电阻R13的继电器J2并接在焊接电源正负极两端,工作电压反馈通过J2的一常开触点J2-3、R14、由W4
和电阻R20分压后由电位器W4和R20引出并接在电容器C8两端;
由RF3整流全桥整流后由串联的电阻R11和电位器W3、并联的电容C6和串接在整流器正极端的J2的常闭触点J2-2由并接的R12电阻两端引出,调整电位器W3可调整电动机抽丝速度;
由RF2整流全桥供电的电路是给定电压电路,整流后的正极端串联电阻R8和继电器J2的一个常开触点J2-1与电容器C5和稳压二极管ZD1、ZD2串联后并接在正负极两端,正极端通过电阻R9串接由时间继电器JSZ1的一个常闭触点JSZ1-2,电位器W1形成的第一支路;由时间继电器JSZ1的一个常开触点JSZ1-1、电位器RTS1、
时间继电器JSZ2的一个常闭触点JSZ2-1串联形成的第二支路;由时间继电器JSZ2的一个常开触点JSZ2-2、电位器RTS2串联形成的第三支路;然后由电位器W2和R10分压后由W2的滑动触点和R10引出,此电路与抽丝速度电路串接;
电容器C3和C4并联在电容器C2两端,给定电压与电
6
96115642.2权 利 要 求 书 第6/6页
枢电压相减与工作电压相加,由电容器C2两端引出做为触发电路的控制电压;
焊接电流自动控制电路:通过熔断器RD4给整流全桥RF7供电,整流后通过串联的R25及并联电容器C19给串联的ZD3和ZD4稳压,经串联的R26串接由时间继电器JSZ1的一常闭触点JSZ1-4、电位器W5串联形成的
第一支路;由时间继电器JSZ1的一常开触点JSZ1-3、电位器RTL1、时间继电器JSZ2的一个常闭触点JSZ2-3串联形成的第二支路;由时间继电器JSZ2的一个常开触点JSZ2-4、电位器RTL2串联形成的第三支路;然后由电位器W6和电阻R27分压后由W6的滑动触点和R27引出,送至焊接电源的遥控插座;
程序控制电路:由继电器J3、J1及时间继电器JSZ1、JSZ2、JSZ3五路并联组成的,其中J3串接由J2-4、
J4-2和S4按钮组成的并联电路;J1串联由时间继电器JSZ3的一常闭触点JSZ3-1、启动按钮S1和停止按
钮S2,同时并接由J1的一常开触点J1-2串联的指示灯PL及降压电阻R16、另并联由全桥RF6给J5供电及充
电电容C18,放电电阻R19组成的延时电路,时间继电器JSZ1串联J1的一常开触点J1-3;时间继电器JSZ2串联J1的一常开触点J1-3;时间继电器JSZ3串联JSZ2的一常开触点JSZ2-5。
7
96115642.2
说 明 书
第1/12页
钢轨对接焊接方法及焊接设备
本发明提供了一种钢轨对接的焊接方法和实现该方法的焊接设备,屑铁路专用设备技术领域。
随着铁路运输向高速化发展,铺设无缝钢轨线路是实现列车高速运行的必需和关键点之一,无缝钢轨线路的关键又是钢轨对接端头的焊接,特别是如能实现钢轨铺设现场钢轨的对接焊接,更能大大提高铁路铺设和换轨的进度,便于质量管理和减少运送环节。目前我国及国际上使用的钢轨对接焊接设备,均为乌克兰生产的大型接触对焊机,主要是利用大电流使焊接端头熔化,再加以强大轴向顶锻力,使两钢轨溶接成一体,该机体积大、重量大、需要专用大容量变电设备,需要多人、多功序配合实施,而且价格极高(如进口一台需要60万美元)现场使用需解决诸多困难,如电力、焊接设备运输等,而且焊头的合格率难以保证,我国使用的该种焊机,实际上均是固定在厂房中使用,将钢轨焊接成一定长度后,再运往铺设地,而铺一定长度后,仍留有间隙连接组成,多年来虽有不少利用气压焊接法焊接钢轨,但焊接质量达不到要求,而且效率低、工艺装备复杂给施工造成很大的困难。
本发明的目的就是为解决上述问题,而设计提供了一种焊丝板溶化强迫成型的钢轨对接焊接方法和实现该方法的设备,便于铺设现场施工、设备小、重量轻、节约能源、操作可实现
8
96115642.2说 明 书 第2/12页
自动化。
本发明的方法是这样实现的:
1、将待焊对接两钢轨端头水平相对,留有一定间隙为14-21mm,去掉两端头上的蚀层,且经固定保持该状态。 2、在待焊缝处,左、右部和下部设置接触面呈与钢轨对应接触面,相应形状的左、右和下部成形坯模,上部有一个中空成漏斗状的上坯模,且上坯模下孔对应于待焊缝处,左、右和下坯模上对应待焊缝处,均有凹形槽,以强迫待焊缝焊接成型,而且饱满,坯模采用高温下化学性质稳定,具有一定机械强度和良好的导电性能的耐高温材料制成。
3、在坯模与钢轨面之间刷涂糊状耐火粘土制成的密封膏以防止熔化的焊剂和钢水流出起密封作用。
4、在待焊缝中,填充焊剂,选用焊剂为国产431焊剂。 5、选用截面面积为140-160平方毫米的板状焊丝,将焊丝板与待焊钢轨接于焊接电源两端,在将焊丝插入待焊缝后,使其与下坯模短路,焊机启动后分离引弧,电弧熔化焊剂,使焊剂的电导增大,温度达2000℃以上熔化的焊剂将送进的焊丝板及两钢轨端面熔化,随焊极板不断的送进待焊缝逐渐填满而熔焊在一起,焊接过程中控制保持焊接电压为30V,焊接电流控制在200-650安培范围内变化,且轨底部分焊接电流最大,轨头部分焊接电流次之,轨腰部分焊接电流最小。
6、熔化焊丝过盈填满待焊缝后,切断焊接电源并使焊丝
9
96115642.2说 明 书 第3/12页
板提起,以防止焊丝板与钢轨粘连在一起。
7、待焊接处冷却后,取下坯模即完成焊接,完成焊接后,将过盈部分用推除机除掉,用砂轮将焊接处磨光,最后进行焊缝正火处理。
我国及国际使用的钢轨规格有三种,即第一种为50kg/m,第二种为60kg/m,第三种为75kg/m。而且
钢轨截面从下至上分为轨底,轨腰、轨头三部分,每一部分截面积大小不同,为保证焊缝自下而上均匀,各部分焊接时焊缝两侧的热影响区控制在规定的范围内,而且上下均匀,因此三部分焊接时的电流是分段控制的。
实施例中,焊丝截面最佳为选用150平方毫米,且最大宽度小于钢轨轨腰宽度,可设计为截面长宽为5×30mm。 实施例一
焊接对象为50kg/m规格钢轨。
钢轨予留待焊缝为15mm,焊接电压设定为30伏,焊接电流控制在200-400安培范围内,其中,引弧后的第一焊接阶段(轨底部分)时间为3分钟,焊接电流为400安培,第二焊接阶段(轨底至轨腰部分)时间为三分钟,焊接电流在该时间内从400安培逐步降至200安培,第三阶段(轨头下底部分)时间为1分钟,焊接电流由200安培逐步升至350安培,直至过盈焊满待焊缝,在上述过程中,各焊接阶段为连续焊接,焊丝进给的速度予设第一阶段为0.25米
10
96115642.2说 明 书 第4/12页
/分,第二、三阶段予设为0.1米/分,第四阶段予设为0.25米/分,应以保持焊接电压为30伏为准,当焊接电压大于30伏时,应增加送丝速度,使电弧压低焊接电压降至30伏,当焊接电压小于30伏时,应减小送丝速度,使电弧拉长,焊接电压上升到30伏。这一过程为动态稳定过程,由计算机控制实现更为方便、准确。 实施例二
焊接对象为60kg/m规格钢轨
钢轨予留待焊缝为20mm,焊接电压设定30伏,焊接电流控制在250-550安培范围内,其中引弧后的第一焊接阶段(轨底至轨腰部分),时间为5分钟,焊接电流为550安培,第二焊接阶段(轨底至轨腰部分)时间为3分钟,焊接电流在该时间内从550安培逐步降至250安培,第三阶段(轨头下底部分)时间为1分钟,焊接电流由250安培逐步升至400安培,第四阶段(轨头部分),焊接电流控制在400安培,直至过盈焊满待焊缝。在上述过程中各阶段是连续焊接的,焊丝的进给速度予设第一阶段为0.25米/分,第二、三阶段予设为0.1米/分,第四阶段予设为0.25米/分,应以保持焊接电压为30伏为准。当焊接电压大于30伏时,应增加送丝速度,使电弧压低焊接电压降至30伏,当焊接电压小于30伏时,应减小送丝速度,使电弧拉长焊接电压升至30伏,这一过程为动态稳定过程,由计算机控制实
11
96115642.2说 明 书 第5/12页
现更为方便、准确。 实施例三
焊接对象为75kg/m规格钢轨
钢轨予留待焊缝为20mm,焊接电压设定为30伏,焊接电流控制在300-650安培范围内,其中引弧后的第一焊接阶段(轨底部分)时间为6分钟,焊接电流为650安培,第二焊接阶段(轨底至轨腰部分)时间为3分钟,焊接电流在该时间内从650安培逐步降至300安培。第三阶段(轨头下底部分),时间为2分钟,焊接电流由300安培逐步升至550安培。第四阶段(轨头其余部分)焊接电流控制为550安培直至过盈焊满待焊缝。在上述过程中各阶段是连续焊接,焊丝的进给速度予设第一阶段为0.25米/分,第二、三阶段予定为0.1米/分,第四阶段予定为0.25米/分,应以保持焊接电压为30伏为准,当焊接电压大于30伏时,应增加送丝速度,使电弧压低焊接电压降至30伏,当焊接电压小于30伏时,应减小送丝速度,使电弧拉长焊接电压升至30伏。这一过程为动态稳定过程,由计算机控制实现更为方便、准确。
实现本发明焊接方法的专用焊接设备为夹持于钢轨待焊缝上的焊丝输送装置、焊接电源用ZX7-800型晶闸管逆变弧焊电源,根据其上的输出电流调节控制端,调节其内的晶闸管导通频率,即可调节输出电流大小。
12
96115642.2说 明 书 第6/12页
附图1为坯模组合主视示意图; 附图2为A-A剖视示意图; 附图3为坯模左视示意图; 附图4为B-B剖视示意图;
附图5为焊丝输送装置主视示意图; 附图6为焊丝输送装置左视示意图;
附图7为焊丝输送装置中电气控制部分示意图; 附图8为计算机控制联接框图。
附图中m、n为焊接电源接线端子,a、b为焊接电流电流调节的遥控插座。
本发明中专用坯模,由上体(1)、下体(2)和左、右对称的左、右体(3)组成。上体(1)为中空呈漏斗形(4),底部中间有一个与钢轨顶部对应的弧形通槽(8),下体(2)为板形其上有一个对应钢轨接缝的V型凹槽(5),左、右体(3)形状相同,均有一个侧面呈与钢轨侧面相吻合的曲面形状(6),且该侧面中间有一个对应钢轨待焊缝宽度2mm的等深凹槽(7)。
使用时将坯模下体(2)置于钢轨焊缝下部,待焊缝左、右放置坯模左、右体(3),并经夹具固定,其上放置坯模上体(1),且使漏斗(4)的下口对应待焊缝。
本发明专用夹持于待焊钢轨上的焊丝输送装置,分为机械部分和电气部分组成,机械部分包括两个带双侧压紧螺栓(9)
13
96115642.2说 明 书 第7/12页
的夹具(10)经绝缘层(11)固定在带通孔(12)的底
架(13)上,通孔(12)用于焊丝通过,底架(13)上、装有支架(14),其上装有伺服电机(15),及经电机带动的主动轮(16),相配合的变速齿轮(17),驱动焊丝(25)的驱动轮(18),驱动轮(18)另一侧装有压紧焊丝(25)的压轮(19),支架(14)上还装有用于保持焊丝(25)方向的一组配合压紧轮(20)、(21)、
支架(14)顶端装有一个用于焊接电源与焊丝(25)相接通的,接触碳刷头(22)和相配合的带弹簧(23)、撑顶的压紧轮(24)组成。
电器控制包括:电机正反转主电路、工作电压自动控制电路、程序控制电路及焊接电流自动控制电路等部分组成,其中: 电机正反转主电路由熔断器RD2和由J5、J3、J1和按钮S3并联后给由D1、D2、SCR1、SCR2组成的单相可控整流电路供电,C21、R41串联,C22、
R42串联后分别并联在SCR1和SCR2两端起保护作用;SCR1和SCR2的正极和控制极分别接在脉冲变压器的两输出绕组上,整流后的电压通过正反转继电器J3的两个常开触点J3-1、J3-4,常闭触点J3-2、J3-3接在
电机电枢的接线端子上;电枢电压负反馈通过电阻R1、R2分压后接于电容器C3两端;
电容器C2是可控硅触发电路的电压输入端,触发电路由
14
96115642.2说 明 书 第8/12页
RF1整流全桥整流后通过电阻R7和稳压管ZD1、ZD2
稳压后给晶体三极管TY2、TY1单结晶体管UJT组成串联放大器触发电路;由分别串联在TY2集电极和发射极上的电阻R5、R6分压经电容器C1和单结晶体管的充放电由脉冲变压器原边绕组输出脉冲信号,在C2两端并联有二极管D7和反向串接的二极管D5、D6在晶体管TY1的发射极串有电阻R4,单结晶体管第二基极B2端串有电阻R3。 焊接电源m(+)、n(-)两端并有由RF4整流全桥
组成的直流电源,经电阻R22和并接在正负极两端的电阻R21和电容器C7给继电器J4供电,J4与焊接电源正极通过一反接的二极管D8相接后通过J4的一个常闭触点J4-1使串有电阻R13的继电器J2并接在焊接电源正负极两端,工作电压反馈通过J2的一常开触点J2-3、R14、由W4
和电阻R20分压后由电位器W4和R20引出并接在电容器C8两端。
由RF3整流全桥整流后由串联的电阻R11和电位器W3、并联的电容C6和串接在整流器正极端的J2的常闭触点J2-2由并接的R12电阻两端引出,调整电位器W3可调整电动机抽丝速度。
由RF2整流全桥供电的电路是给定电压电路,整流后的正极端串联电阻R8和继电器J2的一个常开触点J2-1与电容器C5和稳压二极管ZD1、ZD2串联后并接在正负极
15
96115642.2说 明 书 第9/12页
两端,正极端通过电阻R9串接由时间继电器JSZ1的一个常闭触点JSZ1-2,电位器W1形成的第一支路;由时间继电器JSZ1的一个常开触点JSZ1-1、电位器RTS1、
时间继电器JSZ2的一个常闭触点JSZ2-1串联形成的第二支路;由时间继电器JSZ2的一个常开触点JSZ2-2、电位器RTS2串联形成的第三支路;然后由电位器W2和R10分压后由W2的滑动触点和R10引出,此电路与抽丝速度电路串接。
电容器C3和C4并联在电容器C2两端,给定电压与电枢电压相减与工作电压相加,由电容器C2两端引出做为触发电路的控制电压。
焊接电流自动控制电路:通过熔断器RD4给整流全桥RF7供电,整流后通过串联的R25及并联电容器C19给串联的ZD3和ZD4稳压,经串联的R26串接由时间继电器JSZ1的一常闭触点JSZ1-4、电位器W5串联形成的
第一支路;由时间继电器JSZ1的一常开触点JSZ1-3、电位器RTL1、时间继电器JSZ2的一个常闭触点JSZ2-3串联形成的第二支路;由时间继电器JSZ2的一个常开触点JSZ2-4、电位器RTL2串联形成的第三支路;然后由电位器W6和电阻R27分压后由W6的滑动触点和R27引出,送至焊接电源的遥控插座。
程序控制电路:由继电器J3、J1及时间继电器JSZ1、
16
96115642.2说 明 书 第10/12页
JSZ2、JSZ3五路并联组成的,其中J3串接由J2-4、
J4-2和S4按钮组成的并联电路;J1串联由时间继电器JSZ3的一常闭触点JSZ3-1、启动按钮S1和停止按
钮S2,同时并接由J1的一常开触点J1-2串联的指示灯PL及降压电阻R16、另并联由全桥RF6给J5供电及充
电电容C18,放电电阻R19组成的延时电路,时间继电器JSZ串联J1的一常开触点J1-3;时间继电器JSZ2串联J1的一常开触点J1-3;时间继电器JSZ3串联JSZ2的一常开触点JSZ2-5。
程序控制:只有在焊接电源空载时,空载电压与RF4给定的电压相减后,才能使继电器J4动作J4-1切断工作电压反馈电路,起到空载时的保护作用。同时使正反转继电器J3吸合,通过J3-1、J3-4触点使电动机正转送丝,
当焊丝板与底板短路时,此时工作电压为零,由于D8反向截止,故J4和J2均不吸合,J2-3、J2-4、J4-2
均断开,反正转继电器J3不吸合,电动机处于反转抽丝的供电状态,S4为手动送丝按钮,S3为手动抽丝按钮,用于准备工作时调整之用抽丝时的速度由W3调整确定。
焊接启动:当准备工作就绪后,先用手动送丝按钮S4将焊丝板与底板短路,填充焊剂后,按动启动按钮S1、J1吸合,主焊接电源电路中J1的一常开触点J1-1闭合,使焊接电源接触器吸合,接通外接电源,此时焊丝处于与底板短路
17
96115642.2说 明 书 第11/12页
状态、工作电压为零,J3不吸合,电机反转抽丝,使焊丝与底板逐步分离,并建立起电弧,当工作电压升到16伏左右时,继电器J2吸合,J2-4吸合,J3吸合,电机开始处于正转送丝状态,由于此时工作电压低于设定的30伏,故由于反馈电路的作用,送丝速度低于焊丝熔化速度,使工作电压逐步升至30伏而后进入正常送丝状态,并通过电路自动稳定工作电压。
分段自动调整焊接规范的控制电路:当J1吸合进入焊接的同时,J1-3闭合时间继电器JSZ1通电,此时继电器延时动作的时间、设定为第一阶段的焊接时间,因此在JSZ
1
触点动作前的时间内,送丝速度由W1设定值确定,焊接电
流由W5设定值确定,从而保证了第一阶段的焊接规范;当第一阶段焊接时间结束时,JSZ1的触点动作动作JSZ1-2断开,JSZ1-1闭合,JSZ1-4断开,JSZ1-3
闭合,使W1断掉,W5断掉,而使RTS1和RTL1分别
接通来保证第二阶段的焊接规范;同时由于JSZ1-5与闭合给JSZ2延时通电继电器接通电源,待JSZ2延时间结束时,由于JSZ2-1断开,JSZ2-2断开,JSZ2-2闭合,JSZ2-4闭合,RTS1和RTL1断掉而RTS2、
RTL2分别接通保证第三阶段的焊接规范;同时JSZ2-5闭合给JSZ3延时通电继电器接通电流,待第三阶段时间结束时JSZ3的触点JSZ3-1断开,使J1断电停止焊接;
18
96115642.2说 明 书 第12/12页
焊接停止时的焊丝反抽控制:当J1吸合的同时,J5通过RF6供电吸合,在电机供电电路中J5的一常开触点J5-1同时闭合,亦给电器C18充电;
当焊接停止时,虽然J1的常开触点J1-1断开,但电机供电电路中J5的一常开触点J5-1仍然接通,而J5此时依靠C18通过R19放电而继续吸合,待C18放电完后,J5放开,J5-1断开,此段放电时间、电机正处于反转供电状态,从而获得停焊后焊丝反抽一段时间而后停止,以免焊丝与工件粘连。
使用本发明设备及方法焊接时,可采用计算机控制更便于统一协调执行焊接方法,附图8给出了采用计算机控制的连接框图,其中所包括的程序设定,是指对不同规格钢轨的轨底、轨腰、轨头三部分设定的不同焊接电流,不同送丝速度及随时间变化的关系。
用本发明焊接方法及设备焊接钢轨接头,焊接速度快,设备重量轻,便于在钢轨铺设现场焊接,每一个焊接头的费用大大降低,焊接接头点强度符合铁道部铁标1632-91的标准,便于国产化生产和推广使用。
19
96115642.2
说 明 书 附 图
第1/5页
20
96115642.2说 明 书 附 图 第2/5页
图5
21
96115642.2说 明 书 附 图 第3/5页
图6
22
96115642.2说 明 书 附 图 第4/5页
23
96115642.2说 明 书 附 图 第5/5页
图8
24
因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容