鋼軌現場焊感應正火系統的製作方法
2023-09-24 00:57:20 1
專利名稱：鋼軌現場焊感應正火系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及熱處理領域，尤其涉及鋼軌正火處理領域。
背景技術：
隨著人們生活質量的提高，以及鐵路提速的要求，現在鐵路鋼軌、地鐵鋼軌等鋼軌普遍採用無縫焊接技術。鋼軌焊接中一般分為廠焊(工廠焊接)和現場焊(現場焊)。廠焊工藝因為是在工廠中進行焊接，可以動用的設備較多，所以焊接工藝也相對成熟。現場焊則需要在鋼軌鋪設過程中進行焊接和熱處理，可以動用的設備相對較少，而且鋪設下的鋼軌無法伸入到已有的感應加熱器中，無法通過感應加熱的方式進行熱處理。現在的現場焊工藝中的正火工藝，往往不能保證焊接處的金屬的金屬晶相與周邊金屬的金屬晶相相近，同時正火過程中也會改變金屬成分，比如造成鋼材去碳化。再者這些正火工藝無法深入到鋼軌內部實現正火，進而影響鋼軌質量。
發明內容
本發明的目的在於提供鋼軌現場焊感應正火系統，以解決上述技術問題。為了實現上述目的，本發明的技術方案如下鋼軌現場焊感應正火系統，包括一感應加熱系統，所述感應加熱系統包括一控制系統、逆變電源系統，以及與逆變電源系統連接的磁場發生裝置，所述磁場發生裝置包括兩個磁極；還包括一導磁系統，所述導磁系統包括一第一軟磁體模塊和第二軟磁體模塊，所述第一軟磁體模塊和第二軟磁體模塊分別連接所述磁場發生裝置的兩個磁極；所述第一軟磁體模塊右端設有第一模狀結構，所述第二軟磁體模塊左端設有第二模狀結構，所述第一模狀結構與所述第二模狀結構形成一允許鋼軌穿過的腔體，所述第一軟磁體模塊和所述第二軟磁體模塊之間可移動連接。對於鋼軌現場焊感應正火系統，原有的設計中，一般設置一與鋼軌剖面結構相近磁感圈，該磁感圈連接逆變電源系統(中頻電源、高頻電源或超音頻電源)，在逆變電源系統的作用下，產生交變磁場，進而促使鋼軌內產生渦流電流，進而產生熱量，實現正火或者其他熱處理。本發明的上述設計與已有設計不同。具體使用中鋼軌穿過第一模狀結構與第二模狀結構形成的腔體，並使鋼軌的焊縫位於所述腔體內。本發明是通過第一軟磁體模塊、第二軟磁體模塊將磁場發生裝置產生的磁場引導至鋼軌，使鋼軌內產生渦流電流，進而實現對焊縫處的正火，或者其他處理。本發明中所採用的第一軟磁體模塊和第二軟磁體模塊，相對於以往採用的磁感圈更加易於設計生產，並且使用壽命更長、產生的磁場更均勻、效果更加優異。本發明的上述設計允許所述第一軟磁體模塊和所述第二軟磁體模塊進行相對移動，因此所述第一模狀結構與所述第二模狀結構所形成的腔體可以開合。對於已經焊接好， 需要進行正火，或者進行其他處理的鋼軌，可以通過合上第一軟磁體模塊和第二軟磁體模塊將鋼軌夾入所述腔體內。在對兩段鋼軌正火後可只要打開所述腔體，即可使鋼軌現場焊感應正火系統直接脫離開鋼軌，而不需要使整根鋼軌穿過所述腔體。為現場焊帶來了很大便利，可以實現將感應加熱技術應用到現場焊中。保證現場焊中的焊縫處的金屬晶相與周邊的金屬晶相相近、避免鋼材料去碳化、能夠深入焊縫內部正火。採用本發明熱處理過的焊縫處的參數，與鋼軌其他部分參數基本一致，進而保證了受力情況基本一致，保證了鋼軌質量和使用壽命。所述逆變電源系統採用中頻電源系統。通過中頻電源系統驅動所述磁場發生裝置產生的磁場更加便於深入到焊縫深處。另外，中頻電源系統可以輸出相對較大的功率。所述第一軟磁體模塊和所述第二軟磁體模塊，均採用矽鋼片疊加構成的第一軟磁體模塊和第二軟磁體模塊。還可以採用由軟磁鐵氧體材料製成的第一軟磁體模塊和第二軟磁體模塊。鋼軌現場焊感應正火系統還包括一驅動所述第一軟磁體模塊和所述第二軟磁體模塊相對移動的軟磁體模塊驅動系統，所述軟磁體模塊驅動系統包括一驅動控制系統，所述驅動控制系統連接一動作執行系統，所述動作執行系統連接所述第一軟磁體模塊和所述第二軟磁體模塊中的至少一個。所述動作執行系統的動力系統採用伺服電機。通過所述伺服電機可以精確控制所述第一軟磁體模塊和所述第二軟磁體模塊間的相對位置，進而精確控制所述腔體的大小。 所述動作執行系統的動力系統採用液壓系統。所述導磁系統還包括第一底部導磁器、第二底部導磁器，所述第一底部導磁器、第二底部導磁器分別連接在所述第一軟磁體模塊、第二軟磁體模塊下方，所述第一底部導磁器、第二底部導磁器與所述第一軟磁體模塊、第二軟磁體模塊間分別可移動連接。這一設計，有利於改善鋼軌底部的正火質量。所述第一底部導磁器、第二底部導磁器也可以連接到軟磁體模塊驅動系統，做受控移動。所述鋼軌現場焊感應正火系統還包括一起牽引作用的牽引車，所述感應加熱系統放置在所述牽弓I車上。以便於整個鋼軌現場焊感應正火系統靈活移動。
以下結合附圖和具體實施方式
來進一步說明本發明。
圖1為本發明的電路原理結構示意圖；圖2為本發明的磁場發生裝置部分結構示意圖。
具體實施例方式為了使本發明實現的技術手段、創作特徵、達成目的與功效易於明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本發明。參照圖1，鋼軌現場焊感應正火系統，包括一感應加熱系統，感應加熱系統包括一控制系統1、逆變電源系統2，以及與逆變電源系統2連接的磁場發生裝置3。參照圖2，磁場發生裝置3包括磁極31、磁極32。鋼軌現場焊感應正火系統還包括一導磁系統4。導磁系統4包括第一軟磁體模塊41和第二軟磁體模塊42，第一軟磁體模塊 41和第二軟磁體模塊42分別連接磁場發生裝置3的兩個磁極31、32。第一軟磁體模塊41 右端設有第一模狀結構411，第二軟磁體模塊42左端設有第二模狀結構421。第一模狀結構411與第二模狀結構421形成一允許鋼軌穿過的腔體43。上述設計與已有設計不同。具體使用中，鋼軌穿過第一模狀結構411與第二模狀結構421形成的腔體43，並使鋼軌的焊縫位於腔體43內。本發明是通過第一軟磁體模塊 41、第二軟磁體模塊42將磁場發生裝置3產生的磁場引導至鋼軌，使鋼軌內產生渦流電流， 進而實現對焊縫處的正火，或者其他熱處理。本發明中所採用的第一軟磁體模塊41和第二軟磁體模塊42，相對於以往採用的磁感圈更加易於設計生產，並且使用壽命更長、產生的磁場更均勻、效果更加優異。通過感應加熱系統進行正火處理，設備的功率便於精確控制。為了便於將鋼軌裝入腔體43內，第一軟磁體模塊41和第二軟磁體模塊42之間採用可以相對移動的連接結構。因為第一軟磁體模塊41和第二軟磁體模塊42可以進行相對移動，所以第一模狀結構411與第二模狀結構421所形成的腔體43可以開合。對於已經焊接好，需要進行正火，或者進行其他熱處理的鋼軌，可以通過合上第一軟磁體模塊41和第二軟磁體模塊42，將鋼軌夾入腔體43內。在對兩段鋼軌正滅處理結束後只要打開腔體43，即可使鋼軌現場焊感應正火系統直接脫離開鋼軌，而不需要使整根鋼軌穿過腔體43。為現場焊帶來了很大便利，可以實現將感應加熱技術應用到現場焊中。保證現場焊中的焊縫處的金屬晶相與周邊的金屬晶相相近、避免鋼材料去碳化、能夠深入焊縫內部正火處理。採用本發明進行正火處理後的焊縫處的參數，與鋼軌其他部分參數基本一致，進而保證了受力情況基本一致，保證了鋼軌質量和使用壽命。另外，逆變電源系統2採用中頻電源系統。通過中頻電源系統驅動磁場發生裝置3 產生的磁場更加便於深入到焊縫深處。另外，中頻電源系統可以輸出相對較大的功率。第一軟磁體模塊41和第二軟磁體模塊42，均採用矽鋼片疊加構成。還可以採用由軟磁鐵氧體材料製成的第一軟磁體模塊41和第二軟磁體模塊42。鋼軌現場焊感應正火系統還包括一驅動第一軟磁體模塊41和第二軟磁體模塊42 相對移動的軟磁體模塊驅動系統，軟磁體模塊驅動系統包括一驅動控制系統，驅動控制系統連接一動作執行系統，動作執行系統連接第一軟磁體模塊41和第二軟磁體模塊42中的至少一個。動作執行系統的動力系統採用伺服電機。通過所述伺服電機可以精確控制第一軟磁體模塊41和第二軟磁體模塊42間的相對位置，進而精確控制腔體43的大小。動作執行系統的動力系統還可以採用液壓系統。導磁系統4還包括第一底部導磁器44、第二底部導磁器45。第一底部導磁器44、 第二底部導磁器45分別連接在第一軟磁體模塊41、第二軟磁體模塊42下方，第一底部導磁器44、第二底部導磁器45與第一軟磁體模塊41、第二軟磁體模塊42間分別可移動連接。 磁場發生裝置3產生的磁場通過第一軟磁體模塊41、第二軟磁體模塊42到達第一底部導磁器44、第二底部導磁器45，進而到達鋼軌的底部。這一設計，有利於改善鋼軌底部的正火處理質量。第一底部導磁器44、第二底部導磁器45也可以連接到軟磁體模塊驅動系統，做受控移動。鋼軌現場焊感應正火系統還可以設置一輛起牽引作用的牽引車，感應加熱系統放置在牽弓I車上。以便於整個鋼軌現場焊感應正火系統靈活移動。以上顯示和描述了本發明的基本原理和主要特徵和本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和範圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明範圍內。本發明要求保護範圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
權利要求
1.鋼軌現場焊感應正火系統，包括一感應加熱系統，所述感應加熱系統包括一控制系統、逆變電源系統，以及與逆變電源系統連接的磁場發生裝置，其特徵在於，所述磁場發生裝置包括兩個磁極；還包括一導磁系統，所述導磁系統包括一第一軟磁體模塊和第二軟磁體模塊，所述第一軟磁體模塊和第二軟磁體模塊分別連接所述磁場發生裝置的兩個磁極；所述第一軟磁體模塊右端設有第一模狀結構，所述第二軟磁體模塊左端設有第二模狀結構，所述第一模狀結構與所述第二模狀結構形成一允許鋼軌穿過的腔體；所述第一軟磁體模塊和所述第二軟磁體模塊之間可移動連接。
2.根據權利要求1所述的鋼軌現場焊感應正火系統，其特徵在於所述逆變電源系統採用中頻電源系統。
3.根據權利要求2所述的鋼軌現場焊感應正火系統，其特徵在於，所述第一軟磁體模塊和所述第二軟磁體模塊，採用矽鋼片疊加構成的第一軟磁體模塊和第二軟磁體模塊。
4.根據權利要求2所述的鋼軌現場焊感應正火系統，其特徵在於，所述第一軟磁體模塊和所述第二軟磁體模塊，採用由軟磁鐵氧體材料製成的第一軟磁體模塊和第二軟磁體模塊。
5.根據權利要求2所述的鋼軌現場焊感應正火系統，其特徵在於，鋼軌現場焊感應正火系統還包括一驅動所述第一軟磁體模塊和所述第二軟磁體模塊相對移動的軟磁體模塊驅動系統，所述軟磁體模塊驅動系統包括一驅動控制系統，所述驅動控制系統連接一動作執行系統，所述動作執行系統連接所述第一軟磁體模塊和所述第二軟磁體模塊中的至少一個。
6.根據權利要求5所述的鋼軌現場焊感應正火系統，其特徵在於，所述動作執行系統的動力系統採用伺服電機。
7.根據權利要求6所述的鋼軌現場焊感應正火系統，其特徵在於，所述導磁系統還包括第一底部導磁器、第二底部導磁器，所述第一底部導磁器、第二底部導磁器分別連接在所述第一軟磁體模塊、第二軟磁體模塊下方，所述第一底部導磁器、第二底部導磁器與所述第一軟磁體模塊、第二軟磁體模塊間分別可移動連接。
8.根據權利要求1、2、3、4、5、6或7所述的鋼軌現場焊感應正火系統，其特徵在於，所述鋼軌現場焊感應正火系統還包括一起牽引作用的牽引車，所述感應加熱系統放置在所述牽引車上。
全文摘要
鋼軌現場焊感應正火系統涉及鋼軌熱處理領域，包括感應加熱系統，感應加熱系統包括磁場發生裝置，磁場發生裝置包括兩個磁極。還包括導磁系統，導磁系統包括第一軟磁體模塊和第二軟磁體模塊。第一軟磁體模塊右端設有第一模狀結構，第二軟磁體模塊左端設有第二模狀結構，第一模狀結構與所述第二模狀結構形成一允許鋼軌穿過的腔體。第一軟磁體模塊和第二軟磁體模塊之間可移動連接。為現場焊帶來了很大便利，可將感應加熱技術應用到現場焊中。保證現場焊中的焊縫處的金屬晶相與周邊的金屬晶相相近、避免鋼材料去碳化、能夠深入焊縫內部進行正火處理，進而保證了鋼軌質量和使用壽命。
文檔編號E01B31/18GK102242536SQ20101017264
公開日2011年11月16日 申請日期2010年5月11日 優先權日2010年5月11日
發明者李雲 申請人:上海鐵群鐵路設備製造有限公司, 李雲