專利名稱：焊接軌道線路的改進(jìn)或與焊接軌道線路有關(guān)的改進(jìn)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及連接軌道線路。更具體地，但非排它地，本發(fā)明涉及提高施加到軌道線 路的連接段的鋁熱劑焊接。
背景技術(shù)：
由于高碳鋼被認(rèn)為是合適耐用的材料，因此鐵軌線路通常由高碳鋼制造而成。由 于一些軌道線路經(jīng)受能夠迅速地膨脹或者壓縮線路的極端氣候環(huán)境和重輪軸載荷，因此即 使這些高碳鋼線路也時(shí)時(shí)受到斷裂、彎曲和連接失效的風(fēng)險(xiǎn)。軌道故障的后果可能導(dǎo)致災(zāi) 難性脫軌，從而造成生命喪失和財(cái)產(chǎn)損失。因此，軌道線路的完整性被認(rèn)為是對(duì)跨區(qū)的人員 和財(cái)產(chǎn)的安全運(yùn)輸來(lái)說(shuō)是必不可少的。對(duì)軌道線路的裂縫和缺陷或失效連接的修理為軌道公司提出了主要問(wèn)題。修理故 障線路的一種方法是在缺陷區(qū)的任一側(cè)切掉一段線路，因而當(dāng)將軌道線路的替代段插入到 軌道時(shí)需要焊接兩個(gè)接頭。這類修理工作消耗時(shí)間，并且如果工作沒(méi)有被適當(dāng)?shù)夭僮骺赡?引起潛在的薄弱和有缺陷的焊接接頭。近年來(lái)，尤其是當(dāng)線路經(jīng)受由具有重輪軸載荷的火車施加的各種壓力和應(yīng)變時(shí)， 已經(jīng)對(duì)保持軌道線路完整性提出挑戰(zhàn)。由于鐵軌和焊接失效，用于連接和再連接軌道線路 段的技術(shù)受到高度的重視和壓力，并且由于更重荷載的火車運(yùn)用在軌道線路上，涉及軌道 修理的可靠性被進(jìn)一步混合。修理軌道線路的一個(gè)方法是施加鋁熱或鋁熱劑型焊接處理。然而，與其它方法相 比，這些鋁熱劑型焊接接頭可能引起低強(qiáng)度焊接，并且利用這種類型處理具有認(rèn)識(shí)到的焊 接失效的更高風(fēng)險(xiǎn)。這些失效可能由于低標(biāo)準(zhǔn)焊接引起，并且由于這種焊接可能難以檢查 完整性的事實(shí)，并因此在一些情況下這種焊接有缺陷并不罕見(jiàn)。然而，焊接軌道線路的這種 形式具有其期望的特性，并且本發(fā)明試圖改進(jìn)這種焊接的完整性。本發(fā)明的非限制目的是提供一種用于連接軌道線路的端部的改進(jìn)的鋁熱劑焊接 方法，所述鋁熱劑焊接方法克服至少一些上述問(wèn)題，或者至少提供給公眾有用的選擇。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的廣義方面，提供了一種用于連接軌道線路的對(duì)齊并鄰接的段的鋁熱 劑焊接方法，所述方法包括預(yù)備步驟，所述預(yù)備步驟包括繞將被焊接在一起軌道線路的制 備好的并適當(dāng)對(duì)齊的段安裝適當(dāng)?shù)匿X熱劑焊接模具；和充分密封所述模具以防止流出，所 述方法包括以下步驟a)構(gòu)造振動(dòng)設(shè)備以及將所述振動(dòng)設(shè)備連接在所述軌道線路上，使得在距離焊接區(qū) 的適當(dāng)距離處將振動(dòng)裝置安裝在軌道線路段上，并且以適當(dāng)?shù)恼駝?dòng)頻率和振動(dòng)振幅振動(dòng)軌 道線路，在焊接過(guò)程期間通過(guò)振動(dòng)控制裝置預(yù)設(shè)和/或能夠調(diào)節(jié)軌道線路上產(chǎn)生的這種振 動(dòng)，所述振動(dòng)控制裝置被構(gòu)造成和適于測(cè)量正在施加到鐵路線路的振動(dòng)頻率和振動(dòng)振幅， 控制裝置適于允許調(diào)節(jié)振動(dòng)頻率和振動(dòng)振幅；
b)使用鋁熱劑焊接方法將軌道線路段焊接在一起，包括以下步驟將焊接區(qū)預(yù)先加熱到適當(dāng)?shù)臏囟龋稽c(diǎn)燃點(diǎn)火裝置以在模具中產(chǎn)生反應(yīng)；以及允許鋼水在模具中填充軌道線路段周圍和所述軌道線路段之間的焊接區(qū)；以及c)繼續(xù)將振動(dòng)施加到軌道線路段和焊接區(qū)持續(xù)一段時(shí)間直到所述焊接區(qū)已經(jīng)發(fā) 生應(yīng)力消除，所述一段時(shí)間足以允許焊接區(qū)凝固和穩(wěn)定。任選地，在步驟a)中，振動(dòng)頻率設(shè)定在大約50赫茲到800赫茲之間。更優(yōu)選地， 振動(dòng)頻率設(shè)定在大約70赫茲與80赫茲之間。理想地，在步驟a)中，振動(dòng)設(shè)備包括為電動(dòng)機(jī)的振動(dòng)裝置，所述電動(dòng)機(jī)具有施加 到電動(dòng)機(jī)的軸的偏心重件，電動(dòng)機(jī)可夾緊到鄰接焊接區(qū)的軌道線路段，并且所述電動(dòng)機(jī)布 置成在使用中允許在軌道線路上產(chǎn)生振動(dòng)。優(yōu)選地，通過(guò)轉(zhuǎn)速計(jì)裝置測(cè)量振動(dòng)頻率，所述轉(zhuǎn)速計(jì)裝置可釋放地連接到軌道線路。優(yōu)選地，通過(guò)加速計(jì)裝置測(cè)量振動(dòng)振幅，所述加速計(jì)裝置可釋放地連接到軌道線 路，轉(zhuǎn)速計(jì)裝置和加速計(jì)裝置適于將反饋信號(hào)提供給振動(dòng)控制裝置。理想地，振動(dòng)設(shè)備包括 用于測(cè)量軌道線路的溫度的溫度測(cè)量裝置。優(yōu)選地，在大致為大約1毫米每秒的振動(dòng)振幅下設(shè)定振動(dòng)頻率。有利地，在步驟c)中，在焊接材料凝固在焊接區(qū)之后，施加到焊接區(qū)的振動(dòng)的時(shí) 間達(dá)到大約25分鐘至30分鐘。優(yōu)選地，振動(dòng)裝置在距離焊接區(qū)大約1米與大約1. 2米之間的距離處安裝到軌道 線路。任選地，在預(yù)備步驟中，通過(guò)使用氣焊焊炬切出大致方形切口制備軌道線路段的 端部，并且適當(dāng)?shù)貙?duì)齊所述軌道線路段的端部以在軌道線路段的端面之間形成在25毫米 與40毫米之間的間隙。理想地，用于連接軌道線路的對(duì)齊并鄰接段的鋁熱劑焊接方法，所述方法包括預(yù)備步驟，所述預(yù)備步驟包括繞將被焊接在一起的軌道線路的對(duì)齊的段安裝適當(dāng)?shù)匿X熱劑焊接模具；以及密封模具以防止流出，但是允許啟動(dòng)鋁熱劑焊接方法；在距離模具的適當(dāng)位置處將振動(dòng)裝置安裝在軌道線路上，并且在適當(dāng)?shù)念l率下操 作所述振動(dòng)裝置；將軌道線路段的焊接區(qū)預(yù)先加熱到適當(dāng)?shù)臏囟?；點(diǎn)燃點(diǎn)火裝置，并且允許所述點(diǎn)火裝置落入模具內(nèi)以與所述模具內(nèi)的鋼水反應(yīng)， 并且在模具中填充軌道線路段周圍和所述軌道線路段之間的焊接區(qū)；以及當(dāng)凝固時(shí)，振動(dòng)軌道線路持續(xù)一段時(shí)間，直到鑄焊區(qū)已經(jīng)發(fā)生應(yīng)力消除。應(yīng)理解振動(dòng)振幅可以根據(jù)與焊接區(qū)的接近度而改變以避免破壞模具周圍的密封， 并因此所述振動(dòng)振幅被提供僅作為振動(dòng)振幅的一個(gè)可能值的一個(gè)非限制性示例。


參照附圖，本發(fā)明的優(yōu)選和可選實(shí)施方式將僅通過(guò)非限制示例的方式被說(shuō)明，其中圖1顯示根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的振動(dòng)設(shè)備20或用于振動(dòng)軌道線路段的部 件的布置的示意性視圖。
具體實(shí)施例方式參照附圖，圖示并詳細(xì)說(shuō)明了在根據(jù)本發(fā)明的非限制性優(yōu)選實(shí)施方式的鋁熱劑焊 接方法中期間在用于振動(dòng)軌道線路1、2段的部件布置中的振動(dòng)設(shè)備20。工業(yè)慣例并且在工業(yè)上被普遍接受的是在已經(jīng)進(jìn)行鋁熱劑焊接過(guò)程期間并且更 確定地在已經(jīng)進(jìn)行鋁熱劑焊接過(guò)程之后，軌道線路段應(yīng)當(dāng)不被干擾，并且這包括不移動(dòng)或 者調(diào)節(jié)線路，直到在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間期間已經(jīng)發(fā)生全部凝固。因此，由于本發(fā)明要求振動(dòng)并因 此在已經(jīng)發(fā)生焊接過(guò)程期間和焊接過(guò)程之后必然移動(dòng)和干擾軌道線路段1、2，因此本發(fā)明 教導(dǎo)背離這些實(shí)踐。鋼軌道線路通常包括碳含量，并且在很多安裝中，軌道線路由高碳鋼形成。在此過(guò) 程可看到的是振動(dòng)可以用于在焊接過(guò)程期間控制鋼結(jié)構(gòu)中碳的移動(dòng)，這是對(duì)獨(dú)特過(guò)程的期 望貢獻(xiàn)。由于鑄焊可能被穿孔，并且在一些情況下是粗孔和表面空腔，因此在軌道線路上 的標(biāo)準(zhǔn)熱焊接可能是有問(wèn)題的。由于其可能使焊接變?nèi)酰虼嗽跓岷附又械倪@種多孔性可 能增加失效的可能性。有利地，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的焊接方法可以減少多孔性并且可以回復(fù)一些彈性到線 路1、2的金屬結(jié)構(gòu)。此外，當(dāng)與沒(méi)有經(jīng)過(guò)本發(fā)明的方法的熱焊接區(qū)比較時(shí)，該方法可以理想 地提高熱焊接區(qū)的機(jī)械強(qiáng)度。則可以見(jiàn)到的是本發(fā)明的焊接方法可以增加熱焊接的質(zhì)量。本發(fā)明的焊接方法有利地涉及一種將受控制的振動(dòng)應(yīng)用到經(jīng)過(guò)鋁熱或鋁熱劑型 焊接處理的軌道線路段1、2的方法。在圖1中，軌道線路1、2的兩段被準(zhǔn)備并且端對(duì)端對(duì)齊。將被焊接線路1、2的鄰 接段適當(dāng)對(duì)齊可通過(guò)任意已知和適當(dāng)?shù)姆椒▓?zhí)行。線路1、2段的端部之間的焊接區(qū)示意地 顯示在圖框10中。優(yōu)選地，端部使用氣焊焊炬或其它方式被切割以形成期望安裝形式，以 允許模具圍繞并且鄰接線路1、2的端部安裝。將被連接的線路1、2段的端部的表面通常是 方形，并且在很多應(yīng)用中線路1、2之間的間隙典型地約為25mm至30mm，但是可以在約25至 80mm之間，雖然本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到所述間隙可能達(dá)到約100mm等。應(yīng)接受的是可以基于線路1、2段的端面之間的間隙或距離并且優(yōu)選地基于鐵軌 剖面或其它參數(shù)可采用不同的模具。模具可以是兩塊或者三塊階梯狀的，并且可以是諸如 在包括錯(cuò)配鐵軌剖面應(yīng)用中的合成模具。鋁熱劑模具通常被預(yù)先制造一個(gè)注射模具，并且 本領(lǐng)域技術(shù)人員將能夠選擇適當(dāng)?shù)哪＞?0用于在本發(fā)明的方法中使用。適當(dāng)?shù)恼駝?dòng)裝備或者設(shè)備安裝在線路上以提供恒定并且適當(dāng)?shù)恼駝?dòng)，并且軌道線 路1、2的端部任選地保持在所要求的安全并且對(duì)齊的位置。這種安裝可以在現(xiàn)場(chǎng)在線路1、 2段處于軌道枕木上的夾緊和固定以及對(duì)齊位置的情況下進(jìn)行，或者在遠(yuǎn)距離位置處進(jìn)行。 在此方面中，將理解的是本發(fā)明的方法不受位置限制，但是如果需要，所述方法可以適于并 且被構(gòu)造成在現(xiàn)場(chǎng)在軌道線路上完成。振動(dòng)設(shè)備理想地包括受控制的振動(dòng)源，所述受控制的振動(dòng)源包括計(jì)算機(jī)裝置形式的控制裝置3，所述控制裝置包括適于編程以控制振動(dòng)裝備的操作的微處理器。與控制裝 置3相關(guān)聯(lián)的適當(dāng)?shù)娘@示裝置4理想地用于允許操作者讀取測(cè)量值，并且顯示裝置4可以 有助于確保適當(dāng)?shù)念l率，在焊接處理期間施加振動(dòng)的振幅和振動(dòng)持續(xù)期間以執(zhí)行本發(fā)明的 操作?？刂蒲b置3可以用于控制振動(dòng)處理的每個(gè)步驟?？刂蒲b置3可以期望地通過(guò)任何 電源裝置8供電，并且當(dāng)遠(yuǎn)程使用時(shí)，可以被任何適當(dāng)?shù)暮湍途玫谋銛y式電池裝置或者發(fā) 電裝置(未顯示)供電，用于遠(yuǎn)離可用電源對(duì)軌道線路進(jìn)行遠(yuǎn)程測(cè)試，并且允許振動(dòng)設(shè)備被 使用于便攜應(yīng)用。理想地，可充電電源裝置可以與振動(dòng)裝置的部件一起構(gòu)造和布置。振動(dòng)設(shè)備理想地包括振動(dòng)裝置5，所述振動(dòng)裝置可以通過(guò)任何已知和適當(dāng)?shù)墓潭?裝置(例如，可釋放地連接的夾具)安裝到軌道線路的適當(dāng)位置，例如，在非限制的應(yīng)用中， 安裝到距離焊接點(diǎn)50厘米至1. 2米之間，并且更理想地安裝到距離焊接點(diǎn)大約50厘米。振 動(dòng)裝置5的理想形式是具有振動(dòng)誘導(dǎo)裝置的電動(dòng)機(jī)，所述振動(dòng)誘導(dǎo)裝置的任選形式為安裝 到電動(dòng)機(jī)軸并且被構(gòu)造成將振動(dòng)施加到線路的偏心重物。考慮的是可調(diào)節(jié)所施加的力，使 得振動(dòng)振幅和振動(dòng)頻率可以如期望地增加或減少。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的，振動(dòng)裝置 5可以包括激勵(lì)單元或振動(dòng)單元，理想地，通過(guò)使用者控制和調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的速度來(lái)控制所述 激勵(lì)單元或振動(dòng)單元。電動(dòng)機(jī)可以通過(guò)與控制裝置3相關(guān)聯(lián)而被控制。振動(dòng)裝置的電動(dòng)機(jī)速度可以使用任何已知形式的電動(dòng)機(jī)速度測(cè)量裝置被感測(cè)，并 且在此實(shí)施方式中，所述電動(dòng)機(jī)速度測(cè)量裝置的形式是可以安裝到電動(dòng)機(jī)5的軸的轉(zhuǎn)速計(jì) 6。轉(zhuǎn)速計(jì)6測(cè)量軸速度，并且被測(cè)量的信號(hào)輸出被供給控制裝置3。雖然可以采用或多或少的振幅測(cè)量值，但是軌道線路1、2段上產(chǎn)生的振動(dòng)振幅典 型地大約為1mm/秒。使用傳感器裝置形式的信號(hào)測(cè)量裝置(理想地為加速計(jì)7)可以感測(cè) 和測(cè)量振動(dòng)的振幅。應(yīng)理解的是可以應(yīng)用任何適當(dāng)?shù)暮鸵阎恼駝?dòng)測(cè)量裝置。響應(yīng)于由振動(dòng)裝置5產(chǎn)生的軌道線路的振動(dòng)加速度，加速計(jì)7產(chǎn)生電信號(hào)，并且提 供供給控制裝置3的信號(hào)?？刂蒲b置3理想地被構(gòu)造和布置成將信號(hào)轉(zhuǎn)變成用于顯示在顯 示裝置4上的振動(dòng)頻率的測(cè)量值。溫度測(cè)量裝置9任選地和理想地用于測(cè)量在操作期間線路1、2段的溫度。溫度測(cè) 量裝置9的形式理想地為高溫計(jì)，并且將測(cè)量信號(hào)提供給控制裝置3，所述控制裝置允許在 振動(dòng)裝置的操作時(shí)間上相對(duì)于其它已記錄數(shù)據(jù)有利地標(biāo)記線路的溫度。顯示裝置4可以被提供以顯示速度振幅(例如，以mm/秒表示)相對(duì)于振動(dòng)頻率 和在焊接操作期間和/或在所述焊接操作之后在振動(dòng)設(shè)備的操作期間獲得的數(shù)據(jù)的任意 其它期望的特征所畫出的測(cè)量值。控制裝置3可以期望地包括具有用于存儲(chǔ)記錄數(shù)據(jù)的存 儲(chǔ)裝置的適當(dāng)?shù)奈⑻幚砥餮b置。本領(lǐng)域技術(shù)人員可見(jiàn)并且將理解的是振動(dòng)設(shè)備的主要部件理想地由電纜12相互 連接。然而，一些電纜可以由無(wú)線通信裝置或用于適于適當(dāng)?shù)陌l(fā)射器和/或接收器裝置的 部件的裝置代替，并且這種無(wú)線通信裝置對(duì)于被構(gòu)造和布置成如所需要地提供用于通過(guò)控 制裝置3處理的測(cè)量數(shù)據(jù)的諸如加速計(jì)7和/或高溫計(jì)9和/或轉(zhuǎn)速計(jì)6的測(cè)量和感測(cè)裝 置尤其有用。振動(dòng)裝備或設(shè)備被構(gòu)造和布置成允許使用者以任意適當(dāng)?shù)恼駝?dòng)頻率施加恒定振 動(dòng)到軌道線路1和/或2段，所述振動(dòng)頻率可以大致在約50赫茲(Hz)至800赫茲(Hz)之間。更優(yōu)選地，將頻率適當(dāng)?shù)卦O(shè)置在約70Hz至80Hz之間。在此方面中，考慮到將較低頻率 應(yīng)該理想地設(shè)置在至少約55Hz。受控制的振動(dòng)的應(yīng)用基于部件在軌道線路上的布置，在所述軌道線路上將發(fā)生使 用鋼鑄技術(shù)的鋁熱焊接方法。因此，本說(shuō)明書結(jié)合與鋁熱焊接相關(guān)的所有已知和公開的技 術(shù)和方法以及說(shuō)明以定日期，并且其中在鋁熱焊接領(lǐng)域的技術(shù)人員接受的是在鋁熱焊接過(guò) 程期間被應(yīng)用的諸如以下所述的因素將被連接的線路之間的預(yù)先確定的間隙；包括氣體 體積和預(yù)定時(shí)間的預(yù)定預(yù)熱溫度；和鑄件中的預(yù)定焊接部，包括焊接材料的預(yù)定類型和量。本領(lǐng)域技術(shù)人員還將理解，用于實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量鋁熱焊接的標(biāo)準(zhǔn)可以根據(jù)鐵軌條件而 變化，并且該方面中，預(yù)加熱處理可以如需要而變化。此外，通過(guò)在模具中鑄造具有與鐵軌鋼相似特性(尤其是具有相同強(qiáng)度和硬度特 性)的金屬，焊接的質(zhì)量可以被提高。然后在本發(fā)明方法在發(fā)明內(nèi)容中可見(jiàn)，用于連接軌道線路的對(duì)齊和鄰接段的鋁熱 劑焊接方法包括以下預(yù)備步驟繞對(duì)齊和準(zhǔn)備的將被焊接在一起的軌道線路1、2段安裝適 當(dāng)?shù)匿X熱劑焊接模具10，并且密封模具10以防止流出，所述方法的步驟包括步驟a)在 軌道線路上構(gòu)造振動(dòng)設(shè)備并將所述振動(dòng)設(shè)備連接在所述軌道線路，使得振動(dòng)裝置5形式的 振動(dòng)裝置在距離焊接區(qū)適當(dāng)?shù)木嚯x處安裝在軌道線路段上，并且以適當(dāng)?shù)恼駝?dòng)頻率和振動(dòng) 振幅振動(dòng)軌道線路，使得可在焊接過(guò)程期間由被構(gòu)造成并適于測(cè)量施加到軌道線路的振動(dòng) 頻率和振動(dòng)振幅的振動(dòng)控制裝置3預(yù)設(shè)和/或調(diào)節(jié)軌道線路上產(chǎn)生的振動(dòng)，控制裝置3適 于允許調(diào)節(jié)振動(dòng)頻率和振動(dòng)振幅；和在步驟b)中然后使用鋁熱劑焊接方法將軌道線路段 焊接在一起，該方法包括將焊接區(qū)預(yù)先加熱到適當(dāng)?shù)臏囟龋c(diǎn)燃點(diǎn)火裝置以在模具內(nèi)產(chǎn)生 反應(yīng)，并允許鋼水在模具內(nèi)填充軌道線路段周圍和在所述軌道線路段之間的焊接區(qū)；并且 然后在步驟c)中繼續(xù)將受控振動(dòng)施加到軌道線路段和焊接區(qū)持續(xù)一段時(shí)間，并且直到焊 接區(qū)的應(yīng)力消除已經(jīng)發(fā)生，所述一段時(shí)間足以允許焊接區(qū)凝固和穩(wěn)定。示例 A利用本發(fā)明的振動(dòng)設(shè)備20和方法的鋁熱或鋁熱劑型焊接方法的一個(gè)非限制示例 如下首先，采取預(yù)備步驟，將適當(dāng)?shù)暮附託夂负妇婊蚯懈顧C(jī)或研磨機(jī)施加到焊接區(qū)以 在將被連接的軌道線路1、2段的端面處實(shí)現(xiàn)或形成方形切口或諸如淺V形或平行角度切口 的其它適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)。然后，軌道線路1、2被適當(dāng)和合適地端與端對(duì)齊，并且在線路1、2段之 間留有大約通常25mm至40mm的間隙，根據(jù)期望和需要，間隙或多或少。然后，圍繞將被焊接在一起的軌道線路1、2段的對(duì)齊端安裝適當(dāng)?shù)匿X熱劑焊接模 具10，并且模具被密封以防止熔化金屬在焊接過(guò)程期間逸出模具10。根據(jù)所述方法的步驟a)，如上參照?qǐng)D1所述的振動(dòng)設(shè)備被構(gòu)造和布置在軌道線路 1、2段上準(zhǔn)備使用。振動(dòng)裝置5在距離模具10適當(dāng)?shù)木嚯x(在此非限制性示例中，所述距 離為大約1米到1. 2米)處安裝在軌道線路上，并且被設(shè)置以在50Hz和500Hz之間的適當(dāng) 的頻率下操作，并且更優(yōu)選地被設(shè)置以在70Hz至80Hz之間的頻率下振動(dòng)。適當(dāng)?shù)氖窃诖?致大約1mm/秒的振動(dòng)振幅下操作。振動(dòng)設(shè)備以預(yù)定頻率操作并且在線路1、2上產(chǎn)生被控 制的振動(dòng)。然后根據(jù)步驟b)，模具10裝配有適用于于此目的公知的預(yù)先加熱裝備，并且預(yù)先加熱到期望的溫度，然后點(diǎn)火裝置被點(diǎn)燃，從而允許所述點(diǎn)火裝置落入模具內(nèi)以與放置在 模具中的預(yù)定量的鋼水起反應(yīng)。當(dāng)發(fā)生反應(yīng)時(shí)，鋼水將灌注并填充目標(biāo)焊接區(qū)。這通常需 要大約30秒。然后，鋼水凝固，并且根據(jù)步驟c)，軌道線路連續(xù)振動(dòng)持續(xù)又一段時(shí)間，直到焊接 區(qū)應(yīng)力消除已經(jīng)發(fā)生。此時(shí)間可以持續(xù)約25分鐘至30分鐘，或者如所期望的持續(xù)更長(zhǎng)時(shí) 間，以允許焊接凝固和穩(wěn)定。在所述方法完成之后，模具可以被移除，并且清理焊接并使所述焊接接地以在焊 接區(qū)周圍形成最終期望的外廓。還考慮的是在施加最終打磨以在軌道線路的頭部軌道部?jī)?nèi) 或繞所述頭部軌道部形成最終輪廓的同時(shí)，期望在軌道線路上產(chǎn)生適當(dāng)?shù)恼駝?dòng)。預(yù)期的是通過(guò)由于本發(fā)明的方法而被增強(qiáng)來(lái)提高鑄造熱焊接，并且進(jìn)一步，可以 看到的是可以有利地降低焊接的多孔性，從而減少了焊接和接頭的斷裂或者失效的可能 性?？紤]的是振動(dòng)可以很好地改變焊接區(qū)和線路1、2段的熱動(dòng)力特性。振動(dòng)的施加還 可以增加線路1、2段的傳導(dǎo)性并且提高在焊接過(guò)程期間的有效熱損耗。要認(rèn)識(shí)的是在正在被連接的線路1、2段是不同等級(jí)鋼的情況下，使用的焊接程序 和耗材是指定用于正在被焊接的軌道線路的更硬級(jí)別的焊接程序和耗材。還要認(rèn)識(shí)的是本發(fā)明的方法可以應(yīng)用到現(xiàn)場(chǎng)的軌道線路1、2段或在工程車間或 任何位置處的鐵軌線路段，并且根據(jù)本發(fā)明的振動(dòng)設(shè)備和裝備的優(yōu)勢(shì)在于所述振動(dòng)設(shè)備和 裝備可以被構(gòu)造為便攜式工具，并且這種振動(dòng)裝備可以被容易地運(yùn)輸?shù)叫枰l(fā)生鋁熱焊接 的軌道線路的地方。其中上述參考已經(jīng)作為具有公知等效形式的整體或部分，則這種等效形式在這里 如單獨(dú)所述的在這里并入。因此，將理解的是在不背離這里所教導(dǎo)的原理的情況下可以修 改所述方法的上述實(shí)施方式、變形例和可選例以及本發(fā)明的其它方面。應(yīng)該理解的是上述說(shuō)明旨在圖示，而不是限制性的。在考慮到在所討論和說(shuō)明的 形式中的原理之后，本發(fā)明另外的優(yōu)勢(shì)對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員將變得明顯。因此，要理解的是 本發(fā)明不限于所討論和說(shuō)明的具體實(shí)施方式
，而是旨在涵蓋在所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi) 的所有替換或修改。
權(quán)利要求
一種用于連接軌道線路的對(duì)齊并鄰接的段的鋁熱劑焊接方法，所述方法包括預(yù)備步驟，所述預(yù)備步驟包括繞將被焊接在一起軌道線路的制備好的并適當(dāng)對(duì)齊的段安裝適當(dāng)?shù)匿X熱劑焊接模具；和充分密封所述模具以防止流出，所述方法包括以下步驟a)構(gòu)造振動(dòng)設(shè)備以及將所述振動(dòng)設(shè)備連接在所述軌道線路上，使得在距離焊接區(qū)的適當(dāng)距離處將振動(dòng)裝置安裝在軌道線路段上，并且以適當(dāng)?shù)恼駝?dòng)頻率和振動(dòng)振幅振動(dòng)所述軌道線路，在焊接過(guò)程期間通過(guò)振動(dòng)控制裝置預(yù)設(shè)和/或能夠調(diào)節(jié)所述軌道線路上產(chǎn)生的這種振動(dòng)，所述振動(dòng)控制裝置被構(gòu)造成和適于測(cè)量正在施加到所述鐵路線路的所述振動(dòng)頻率和所述振動(dòng)振幅，所述振動(dòng)控制裝置適于允許調(diào)節(jié)所述振動(dòng)頻率和所述振動(dòng)振幅；b)使用鋁熱劑焊接方法將所述軌道線路段焊接在一起，所述鋁熱劑焊接方法包括以下步驟將所述焊接區(qū)預(yù)先加熱到適當(dāng)?shù)臏囟龋稽c(diǎn)燃點(diǎn)火裝置以在所述模具中產(chǎn)生反應(yīng)；以及允許鋼水在模具中填充所述軌道線路段周圍和所述軌道線路段之間的焊接區(qū)；以及c)繼續(xù)將振動(dòng)施加到所述軌道線路段和所述焊接區(qū)持續(xù)一段時(shí)間，并且直到所述焊接區(qū)已經(jīng)發(fā)生應(yīng)力消除，所述一段時(shí)間足以允許所述焊接區(qū)凝固和穩(wěn)定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁熱劑焊接方法，其中，在所述步驟a)中，所述振動(dòng)頻率設(shè)定 在大約50赫茲到800赫茲之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁熱劑焊接方法，其中，在所述步驟a)中，所述振動(dòng)頻率設(shè)定 在大約70赫茲與80赫茲之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁熱劑焊接方法，其中，在所述步驟a)中，所述振動(dòng)設(shè)備包括 為電動(dòng)機(jī)的振動(dòng)裝置，所述電動(dòng)機(jī)具有施加到所述電動(dòng)機(jī)的軸的偏心重件，所述電動(dòng)機(jī)能 夠夾緊到鄰接所述焊接區(qū)的所述軌道線路段，并且所述電動(dòng)機(jī)布置成在使用中允許在所述 軌道線路上產(chǎn)生振動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋁熱劑焊接方法，其中，通過(guò)轉(zhuǎn)速計(jì)裝置測(cè)量所述振動(dòng)頻率， 所述轉(zhuǎn)速計(jì)裝置能夠釋放地連接到所述軌道線路。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋁熱劑焊接方法，其中，通過(guò)加速計(jì)裝置測(cè)量所述振動(dòng)振幅， 所述加速計(jì)裝置能夠釋放地連接到所述軌道線路，所述轉(zhuǎn)速計(jì)裝置和所述加速計(jì)裝置適于 將反饋信號(hào)提供給所述振動(dòng)控制裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鋁熱劑焊接方法，其中，所述振動(dòng)設(shè)備包括用于測(cè)量所述軌 道線路的溫度的溫度測(cè)量裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋁熱劑焊接方法，其中，在大致為大約1毫米每秒的振動(dòng) 振幅下設(shè)定所述振動(dòng)頻率。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的鋁熱劑焊接方法，其中，在所述步驟c)中，在所述焊接材 料凝固在所述焊接區(qū)之后，施加到所述焊接區(qū)的振動(dòng)的時(shí)間達(dá)到大約25分鐘至30分鐘。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁熱劑焊接方法，其中，所述振動(dòng)裝置在距離所述焊接區(qū)大 約1米與大約1. 2米之間的距離處安裝到所述軌道線路。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁熱劑焊接方法，其中，在所述預(yù)備步驟中，通過(guò)使用氣焊 焊炬切出大致方形切口制備所述軌道線路段的端部，并且適當(dāng)?shù)貙?duì)齊所述軌道線路段的端 部以在所述軌道線路段的端面之間形成在25毫米與40毫米之間的間隙。
12.一種用于連接軌道線路的對(duì)齊并鄰接的段的鋁熱劑焊接方法，所述方法包括 預(yù)備步驟，所述預(yù)備步驟包括繞將被焊接在一起的軌道線路的對(duì)齊段安裝適當(dāng)?shù)匿X熱劑焊接模具；以及 密封所述模具以防止流出，但是允許啟動(dòng)所述鋁熱劑焊接方法； 在距離所述模具的適當(dāng)位置處將振動(dòng)裝置安裝在所述軌道線路上，并且在適當(dāng)?shù)念l率 下操作所述振動(dòng)裝置；將所述軌道線路段的所述焊接區(qū)預(yù)先加熱到適當(dāng)?shù)臏囟?；點(diǎn)燃點(diǎn)火裝置，并且允許所述點(diǎn)火裝置落入所述模具內(nèi)以與所述模具內(nèi)的鋼水反應(yīng)， 并且在模具中填充所述軌道線路段周圍和所述軌道線路段之間的焊接區(qū)；以及 當(dāng)凝固時(shí)，振動(dòng)所述軌道線路持續(xù)一段時(shí)間，直到鑄焊區(qū)已經(jīng)發(fā)生應(yīng)力消除。
13.—種通過(guò)權(quán)利要求1或12所述的鋁熱劑焊接方法制備和制造的鋁熱劑焊接接頭。
14.一種用于根據(jù)示例A的連接軌道線路段的鋁熱劑焊接方法。
15.一種根據(jù)大致如這里所述的權(quán)利要求1所述的用于連接軌道線路段的鋁熱劑焊接 方法。
全文摘要
本發(fā)明公開一種用于在現(xiàn)場(chǎng)連接軌道線路段的鋁熱劑焊接方法。所述方法包括以下步驟預(yù)備步驟，所述預(yù)備步驟包括繞將被焊接在一起的軌道線路的對(duì)齊段安裝適當(dāng)?shù)匿X熱劑焊接模具；以及密封模具以防止流出；在距離模具的適當(dāng)位置處將振動(dòng)裝置安裝在軌道線路上，并且在適當(dāng)?shù)念l率下操作所述振動(dòng)裝置；將軌道線路加熱到適當(dāng)?shù)臏囟?；點(diǎn)燃點(diǎn)火裝置，并且允許所述點(diǎn)火裝置落入模具內(nèi)以與所述模具內(nèi)的鋼水反應(yīng)，并且在模具中填充軌道線路段周圍和所述軌道線路段之間的焊接區(qū)；以及當(dāng)凝固時(shí)，振動(dòng)軌道線路持續(xù)一段時(shí)間，直到鑄焊區(qū)已經(jīng)發(fā)生應(yīng)力消除。
文檔編號(hào)B23K23/00GK101861226SQ200880116529
公開日2010年10月13日 申請(qǐng)日期2008年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月22日
發(fā)明者勃蘭特·費(fèi)利克斯·朱里 申請(qǐng)人:勃蘭特·費(fèi)利克斯·朱里