钢轨闪光对接焊机焊接自动化的实现

近十年来,我国引进了多台 K 系列钢轨闪光对接焊机,上海铁路局科研所参加的 K900钢轨焊机国产化工作也取得了成功。其中笔者负责了焊机的焊接控制程序和管理程序的设计。本文将介绍 K 系列钢轨闪光对接焊机的一些研究心得和国产钢轨焊机自动化的主要控制原理,希望这有助于钢轨焊机的技术管理人员和使用人员用好焊机,更快地调整好焊接工艺参数,确保钢轨的焊接质量。钢轨焊机是集机械、液压、冷却、电子、传感、自动控制、计算机等技术于一体的大型设备。它以可编程控制器为核心,采用了精密的机械、液压部件和先进的电气元器件,既能进行连续闪光焊,又能进行脉动闪光焊。本文将以连续闪光焊接工艺为例来说明上述钢轨焊机焊接自动化的实现。图1为钢轨焊机的原理框图。     

钢轨闪光对接焊机焊接过程监测与焊接质量分析

钢轨闪光对接焊机是一种用闪光焊工艺来焊接钢轨的专门设备,主要由主机、电气控制系统、液压系统、冷却系统和焊接管理系统等部分组成。焊机在焊接程序的控制下按设定的工艺自动焊接钢轨,保证焊接接头符合TB／T1632．1- 2005和TB／T1632．2-2005这两项铁标。     

GAAS80/580型钢轨闪光焊焊机记录曲线异常分析

针对在钢轨焊接的预热、烧化、顶锻和保压阶段,GAAS80/580型钢轨闪光焊焊机出现压力曲线、电流曲线和位移曲线等3类焊接记录曲线异常的现象,结合焊机工作原理,采用逐步排查的方法,探讨焊机故障的查找和处理措施。提出焊机设备日常维护的重点事项和方法建议。     

K系列钢轨焊机连续闪光焊时的速度控制

近几年，我国从乌克兰引进了十多台K系列钢轨焊机，它们是K900、K920、K1000钢轨焊机。K系列钢轨焊机在我国使用时采用连续闪光焊工艺焊接钢轨。钢轨连续闪光焊是指在钢轨的焊接过程中，始终保持焊接钢轨端面上形成连续不断的金属液态过梁，又连续不断地爆破，金属液态过梁在不断的形成和爆破过程中析出大量的热量，对焊接钢轨端面及附近区域强烈加热。     

YHG-1200TH闪光焊机在兰新高铁钢轨焊接中的应用研究

兰新铁路第二双线新疆段LXTJ6标负责铺设长钢轨约650单线km,无缝线路采用60 kg/m、U71Mn(G)钢轨。为了保证钢轨焊接接头的质量,提高焊接效率,兰新铁路长钢轨接头焊接采用YHG-1200TH型移动式闪光焊机进行施焊。介绍该焊机的性能、焊接工艺参数选定方法和钢轨闪光焊焊接接头的型式检验方法,通过试验和实践验证所选工艺参数的合理性。     

移动式交流钢轨闪光焊机

移动式钢轨闪光焊机是无缝线路建设施工中的重要设备,其性能直接影响钢轨焊接接头的质量。鉴于进口的移动式闪光焊机价格昂贵,我国铁路科研院所进行了移动式交流钢轨闪光焊机的研制工作。从焊机总体结构、焊接主电路、系统控制、液压传动等方面,介绍移动式交流钢轨闪光焊机的组成及原理,概括我国自主开发研制的该种焊机的特性。     

GAAS80焊机和U71Mn钢轨的焊接工艺试验

根据U71Mn钢轨的材质特点,使用GAAS80焊机进行U71Mn钢轨的焊接工艺试验。对于连续闪光焊工艺、8次和11次预热闪光焊工艺,通过优化主要工艺参数,取得到较好的试验效果,针对试验中出现的异常断口进行SEM和EDX分析,总结适应GAAS80焊机焊接U71Mn钢轨工艺要点。     

K922焊机电气控制系统分析

无缝线路施工中钢轨焊接质量对保证行车安全和延长钢轨使用寿命具有十分重要的意义.焊轨车采用了乌克兰生产的具有国际领先水平的K922型接触闪光焊机,介绍了K922型接触闪光焊机的电气控制系统,使焊轨车上焊机操作员对焊机的操控有进一步的了解,提高了焊轨车的焊接作业质量.     

钢轨移动闪光焊感应热处理装置及工艺研究

采用中频IGBT电源,结合钢轨特殊断面热处理要求,设计可开合式双匝单股仿型感应线圈对现场移动闪光焊焊接接头进行热处理,感应加热线圈采用水冷,各附件温升合理。本套感应加热装置体积小,结构紧凑,可装置于四轴移动闪光焊机机头,装配出移动闪光焊机与焊后热处理一体机。本一体机可实现钢轨一次夹持完成焊接、焊后热处理两道工序,不仅有效减少现行设备体积,提高钢轨焊接工作效率,而且可实现钢轨全断面均匀加热,轨头和轨脚温差小于50℃。对焊后热处理接头进行试验结果表明,经该套中频感应正火处理装置热处理后的焊缝硬度和金相显微组织与母材匹配良好,有效细化钢轨焊接接头金相显微组织,提高了钢轨焊接接头的冲击吸收功。经热处理后的焊接接头力学性能指标符合标准要求。     

K920焊机连续闪光焊焊接U75V钢轨工艺试验

文章分析了K920焊机连续闪光焊焊接U75V钢轨的工艺试验过程,提出了影响钢轨焊接质量的因素。     

100m定尺钢轨闪光焊方案分析

客运专线钢轨焊接采用基地焊(或厂焊),钢轨矫直、对中、精磨等手段齐全,可以有效保证焊接接头质量。25~100 m定尺轨在线上直接采用移动式闪光焊与基地固定式闪光焊比较,质量有一定差距。线上长轨条焊接可采用铝热焊、气压焊或移动式闪光焊(焊机带保压推凸功能)。100 m定尺钢轨焊接生产线应采用U形串列式布局,降低生产线长度,将生产线总长度缩短到1 000 m以内。     

浅谈LR1200型钢轨闪光焊机的维护与保养

钢轨闪光焊机是无缝线路建设中重要的钢轨焊接设备,该设备状态的好坏一定程度上影响钢轨焊接接头的质量,因此需要一个维护保养体系对钢轨闪光焊机进行维护保养,延长其使用寿命。     

高速数据采集系统在钢轨闪光焊工艺调试和设备故障诊断中的应用

采用Labview和VisualBasic开发了一套高速数据采集、分析软件。利用此软件高速采集钢轨交流闪光焊焊接过程中的焊接电流、嵌口电压,可以实现采集数据的存储与查询、采集数据还原成图形实时显示等功能。对已采集的焊接接头数据,可提取焊接过程的特征信息,通过对该信息的分析,进行钢轨闪光焊焊机故障的诊断。     

北京地铁1、2号线线路设备改造工程钢轨闪光接触焊工艺流程

北京地铁1、2号线消隐改造工程中,无缝线路长钢轨的基地焊接采用闪光接触焊。以K-900焊机为例,简要介绍闪光接触焊的原理、工艺要求、工艺流程及相关注意事项。     

PG4钢轨闪光焊工艺研究

针对铁路局采用LR1200型闪光焊机焊接60 kg/m PG4在线热处理钢轨的需求,开展PG4钢轨焊接工艺调试研究。获得优质接头需满足3个条件,一是焊接过程连续稳定;二是具有足够的加热区及合适的温度梯度;三是获得良好的塑性变形。采用脉动闪光焊工艺与预热闪光焊工艺相结合的模式获得了很好的焊接效果,一次性通过型式检验。     

重载铁路钢轨闪光焊接头轨底下表面伤损原因分析

针对焊轨基地出现75 kg/m U78CrV热处理钢轨闪光焊接头轨底下表面伤损较多的现象，通过排除法，设计焊轨作业工序排查流程，对不同工序作业前后的焊缝进行探伤，分析伤损出现的具体作业工序，确定伤损在焊接工序作业后产生。进一步分析焊机设备状态和焊接工艺参数，得出造成这些表面伤损的主要因素是推凸刀的形状和推凸余量。针对这些因素优化改进，可以明显降低75 kg/m U78CrV热处理钢轨轨底下表面伤损率。     

钢轨焊后感应正火热处理工艺研究

针对钢轨焊接接头感应正火工艺中出现焊接接头硬度不均匀现象,通过对焊接接头硬度数据分析,改进热处理设备的喷风结构,控制加热温度与喷风冷却时间,制定了线上U71Mn钢轨的闪光焊焊后正火工艺.重点对正火工艺中难于满足的硬度要求进行了试验验证,试验结果表明,该正火工艺大幅提高了闪光焊焊接接头的硬度和韧塑性能,满足了无缝线路钢轨的使用要求.     

移动式钢轨闪光焊设备及工艺

介绍了钢轨现场焊接所使用的移动式钢轨闪光焊设备以及典型的焊接工艺,并对当前焊接工艺的焊接热输入、移动闪光焊接头质量影响因素、接头热处理和平直度等问题进行了分析。     

钢轨闪光焊接操作技术与质量控制

结合海南东环铁路项目基地与现场钢轨闪光焊接实例,介绍闪光焊接的施工工艺和参数确定。分析不合格焊接接头原因和现场、基地闪光焊两者的区别。总结闪光焊焊接技术和质量控制,提高钢轨闪光焊接合格率。     

钢轨闪光焊质量信息的采集与控制研究

探讨并实现了钢轨交流闪光焊焊接电流恒值控制的控制算法,以从CPU完成了闪光焊的恒流控制和焊接过程控制,以主CPU高速采集(采样频率400kHz)焊接电流、焊接电压、动立柱位移量、油压等参数,计算有关质量参数(焊接各阶段焊接电流、短路时间、闪光量等),初步建立了适合钢轨闪光焊的质量判断准则,完成了钢轨闪光焊接头的质量评定。