專利名稱：鋼軌數(shù)控氣壓焊接質(zhì)量控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及軌道交通無縫線路鋼軌氣壓焊的焊接質(zhì)量控制方法。
背景技術(shù)：
鋼軌氣壓焊是我國鐵路、輕軌、地鐵等無縫線路建設(shè)中用于現(xiàn)場鋼軌焊接的主要方法。焊接溫度場和擠壓頂鍛變形是決定氣壓焊接頭質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在控制好加熱器的氣流大小和配比、擺動頻率和幅度、加熱時間的同時，還需要焊接頂鍛壓力的配合，才能保證在加熱區(qū)獲得所需要的溫度場和良好的形變交互結(jié)晶與再結(jié)晶，達(dá)到優(yōu)質(zhì)焊接的效果。為防止現(xiàn)場焊時道床阻力與坡道重力對焊頭的損傷，焊后除瘤和正火熱處理必須采用保壓推凸、保壓正火的施工方式。
目前，移動式鋼軌小型氣壓焊設(shè)備的焊接過程全部采用人工操作控制，存在如下問題(1)焊接過程的協(xié)調(diào)配合由焊接工班長統(tǒng)一指揮，“三段焊接壓力”的恒值控制和切換由焊接工班長看火，命令油泵操作工操作手動控制，工班長與油泵操作工的協(xié)調(diào)配合較困難，切換時間不易同步準(zhǔn)確控制，壓力控制誤差大，精度低，并時有誤判發(fā)生，影響焊接接頭質(zhì)量。
(2)頂鍛量控制全靠焊接工班長肉眼進(jìn)行觀察，因而焊接接頭頂鍛量時大時小，一致性差，影響焊接接頭質(zhì)量。
(3)焊接過程的參數(shù)氧氣和乙炔流量、焊接過程頂鍛缸的壓力采用人工記錄，記錄參數(shù)少(每一個焊接接頭只有一組參數(shù))，而且受人為因素的影響，焊接接頭質(zhì)量無法追溯。
(4)焊頭焊后無法可靠實(shí)施保壓推凸操作，因而存在嚴(yán)重的拉裂安全隱患。
總之，采用鋼軌氣壓焊法現(xiàn)場施工作業(yè)時，人工操作控制焊接過程，根本無法實(shí)時檢測預(yù)壓階段時的位移量、低壓階段的位移量、頂鍛階段的頂鍛量，無法按焊接溫度與形變抗力和形變量的關(guān)系間接確定焊接溫度，實(shí)施擠壓頂鍛變形和頂鍛速度、保壓時間、保壓推凸和保壓正火的最優(yōu)控制，因此，焊接接頭質(zhì)量無法得到可靠保證。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的木的就是提供一種鋼軌數(shù)控氣壓焊接質(zhì)量控制方法，該方法克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，能對鋼軌氣壓焊溫度場和擠壓頂鍛變形進(jìn)行自動閉環(huán)控制，焊接過程不受人為因素影響，工藝一致性、重現(xiàn)性好，焊接一次成功率高，焊接質(zhì)量穩(wěn)定，可大大降低線路焊接接頭“斷軌”的安全隱患，并可縮短操作人員培訓(xùn)周期。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題，所采用的技術(shù)方案為一種鋼軌數(shù)控氣壓焊接質(zhì)量控制方法，其步驟是a步、設(shè)置參數(shù)采用焊接熱/力模擬試驗(yàn)技術(shù)，獲得待焊鋼軌的溫度--形變抗力--形變量的關(guān)系，再根據(jù)焊接要求得出相應(yīng)的預(yù)壓階段鋼軌的預(yù)壓壓力、低壓階段鋼軌的低壓壓力、頂鍛階段鋼軌的頂鍛壓力、頂鍛量氧氣流量及乙炔流量和預(yù)壓加熱時間、低壓加熱時間、頂鍛時間、保壓時間參數(shù)，并預(yù)置在數(shù)字控制器中。
b步、焊接加熱過程控制由數(shù)字控制器輸出加熱過程的控制信號控制具有自動控制功能的加熱器擺動裝置，使加熱器擺動幅值和頻率恒定，同時數(shù)字控制器根據(jù)a步預(yù)置的氧氣流量及乙炔流量信號，預(yù)壓壓力、低壓壓力，分別輸出相應(yīng)的控制信號控制數(shù)字控制器中的氣體質(zhì)量流量控制單元，實(shí)現(xiàn)加熱器中氣體的接通、調(diào)節(jié)、關(guān)斷、清洗動作；控制數(shù)控式泵站上的油壓調(diào)節(jié)裝置以調(diào)節(jié)并保持鋼軌的壓力；數(shù)字控制器在a步預(yù)置的預(yù)壓加熱時間和低壓加熱時間到達(dá)后，進(jìn)入焊接頂鍛過程；c步、焊接頂鍛過程控制數(shù)字控制器根據(jù)a步預(yù)置的頂鍛壓力、頂鍛量參數(shù)，輸出頂鍛控制信號控制數(shù)控式泵站上的油壓調(diào)節(jié)裝置以調(diào)節(jié)頂鍛時鋼軌的壓力和頂鍛油缸的位置，數(shù)字控制器在a步預(yù)置的頂鍛時間到達(dá)后進(jìn)入保壓推凸過程；d步、保壓推凸過程控制數(shù)字控制器輸出保壓推凸控制信號，控制數(shù)控式泵站上的油壓調(diào)節(jié)裝置實(shí)現(xiàn)保壓推凸動作，在a步預(yù)置的保壓時間到達(dá)后結(jié)束整個焊接過程。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是
它事先對待焊鋼軌采用焊接熱/力模擬試驗(yàn)技術(shù)獲得溫度--形變抗力--形變量的關(guān)系，得出最佳的三段焊接過程的各種參數(shù)，并預(yù)置在數(shù)字控制器中；由數(shù)字控制器根據(jù)預(yù)置參數(shù)，統(tǒng)一對具有自動控制功能的加熱器擺動裝置、氣體質(zhì)量流量控制單元、數(shù)控式泵站上的油壓調(diào)節(jié)裝置進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)對整個焊接過程的閉環(huán)控制，即對整個鋼軌氣壓焊過程的焊接溫度場和擠壓頂鍛變形進(jìn)行自動閉環(huán)控制。本發(fā)明由于焊接過程自動控制，無須人工觀察、憑經(jīng)驗(yàn)判斷，使焊接過程不受人為因素影響，工藝一致性、重現(xiàn)性好，焊接一次成功率高，焊接質(zhì)量好，穩(wěn)定性高，明顯減低線路焊接接頭“斷軌”的安全隱患，并且焊接過程操作簡單方便，對操作人員的技能要求低，培訓(xùn)時間短，勞動強(qiáng)度低。
上述的一種鋼軌數(shù)控氣壓焊接質(zhì)量控制方法中的a步和b步還可是a步、設(shè)置參數(shù)將預(yù)置的預(yù)壓加熱時間和低壓加熱時間分別改為表征預(yù)壓階段加熱、變形效果的預(yù)壓位移量和表征低壓階段焊接加熱、變形效果的低壓位移量；b步、焊接加熱過程控制預(yù)壓階段由數(shù)字控制器將a步預(yù)置的預(yù)壓位移量、預(yù)壓壓力、氧氣流量及乙炔流量作為閾值，相應(yīng)與數(shù)字控制器實(shí)時讀取的焊機(jī)上的位移傳感器的實(shí)時位移量信號、數(shù)控式泵站上的壓力傳感器的實(shí)時壓力信號，數(shù)字控制器上的質(zhì)量流量控制單元的實(shí)時氧氣流量及乙炔流量信號進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果，輸出相應(yīng)的閉環(huán)控制信號控制氣體質(zhì)量流量控制單元，實(shí)現(xiàn)加熱器中氣體流量的恒值控制；控制數(shù)控式數(shù)控式泵站上的油壓調(diào)節(jié)裝置以調(diào)節(jié)鋼軌壓力進(jìn)行恒值控制，當(dāng)焊機(jī)動端位移量信號等于、大于預(yù)壓位移量信號時，進(jìn)入低壓階段；低壓階段由數(shù)字控制器將a步預(yù)置的低壓位移量信號、低壓壓力、氧氣流量及乙炔流量作為閾值，相應(yīng)與數(shù)字控制器實(shí)時讀取的焊機(jī)上的位移傳感器的實(shí)時位移量信號、數(shù)控式泵站上的壓力傳感器的實(shí)時壓力信號，質(zhì)量流量控制單元的實(shí)時氧氣流量及乙炔流量信號進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果，輸出相應(yīng)的閉環(huán)控制信號控制氣體質(zhì)量流量控制單元，實(shí)現(xiàn)加熱器中氣體流量的恒值控制；控制數(shù)控式泵站上的油壓調(diào)節(jié)裝置以調(diào)節(jié)鋼軌壓力進(jìn)行恒值控制，當(dāng)實(shí)時位移量信號大于等于低壓位移量信號時，進(jìn)入頂鍛過程。
這樣可以最大限度地減少氣溫、軌溫、風(fēng)力等外界環(huán)境因素對焊接加熱效果的影響，進(jìn)一步保證了焊接加熱階段的焊接加熱效果最佳，焊接質(zhì)量更加穩(wěn)定、可靠。
上述的c步的焊接頂鍛過程控制還可是由數(shù)字控制器將a步預(yù)置的頂鍛壓力、頂鍛量與數(shù)字控制器實(shí)時讀取的焊機(jī)上的位移傳感器的實(shí)時位移量信號及數(shù)控式泵站上的壓力傳感器的實(shí)時壓力信號進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果，輸出相應(yīng)的閉環(huán)控制信號控制數(shù)控式泵站上的油壓調(diào)節(jié)裝置，增加頂鍛壓力；當(dāng)實(shí)時壓力信號與預(yù)置的頂鍛壓力相等或者實(shí)時位移量信號與頂鍛量相等時，頂鍛過程結(jié)束進(jìn)入保壓推凸過程。
這樣可以確保實(shí)時的頂鍛壓力、頂鍛量與預(yù)置的最佳頂鍛壓力、頂鍛量保持一致，確保焊口金屬能在頂鍛力的作用下，將過熱、過燒金屬充分排擠到焊瘤處，或促進(jìn)熱態(tài)焊縫金屬在強(qiáng)大的變形過程中進(jìn)行充分的形變動態(tài)再結(jié)晶，進(jìn)一步保證焊口金屬組織致密，晶粒細(xì)小，焊得牢固，不過燒，不過熱，不出光斑等缺陷。
上述的b步的焊接加熱過程控制中數(shù)字控制器還將其實(shí)時讀取的實(shí)時壓力、實(shí)時位移量、實(shí)時氣體流量信號通過一采集卡的USB接口送入計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)對實(shí)時信號進(jìn)行顯示，統(tǒng)計(jì)計(jì)算，給出日、月報(bào)表，自動進(jìn)行焊接接頭質(zhì)量的評判。
上述的c步的焊接頂鍛過程控制中數(shù)字控制器還將其實(shí)時讀取的實(shí)時壓力、實(shí)時位移量信號通過一采集卡的USB接口送入計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)對實(shí)時信號進(jìn)行顯示，統(tǒng)計(jì)計(jì)算，給出日、月報(bào)表，自動進(jìn)行焊接接頭質(zhì)量的評判。
這樣，方便現(xiàn)場焊接施工質(zhì)量監(jiān)測，能夠在線進(jìn)行質(zhì)量診斷，及時對異常接頭進(jìn)行處理分析，施工工況、工藝過程實(shí)況都可追溯，若發(fā)生“斷軌”事故，可提供重要的施工數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、評判，可靠保證現(xiàn)場的鋼軌焊接優(yōu)質(zhì)、高效。
本發(fā)明的方法經(jīng)現(xiàn)場試用證明，其焊接質(zhì)量送檢合格率達(dá)到100％，一次焊接成功率達(dá)到98％以上。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
圖1是本發(fā)明實(shí)施例所使用硬件的組成示意圖。
圖2是本發(fā)明實(shí)施例鋼軌的溫度--形變抗力--形變量的關(guān)系圖。
圖3是本發(fā)明實(shí)施例的焊接過程工藝參數(shù)曲線圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例一本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式
是一種鋼軌數(shù)控氣壓焊接質(zhì)量控制方法，其步驟是a步、設(shè)置參數(shù)采用焊接熱/力模擬試驗(yàn)技術(shù)，獲得待焊鋼軌的溫度--形變抗力--形變量的關(guān)系，再根據(jù)焊接溫度要求，得出相應(yīng)的預(yù)壓階段鋼軌的預(yù)壓壓力P1、低壓階段鋼軌的低壓壓力P2、頂鍛階段鋼軌的頂鍛壓力P3、頂鍛量S3，并將氧氣流量L1及乙炔流量L2、預(yù)壓加熱時間τ1、預(yù)壓壓力P1、低壓加熱時間τ2、低壓壓力P2、頂鍛時間τ3、頂鍛壓力P3、頂鍛量S3、保壓時間τ4參數(shù)，預(yù)置在數(shù)字控制器9中；本實(shí)施例具體的待焊鋼軌是PD3鋼軌，根據(jù)PD3鋼軌的焊接熱--力模擬試驗(yàn)，可獲得圖2的不同溫度下該種鋼軌的溫度--形變抗力--形變量的關(guān)系圖，圖2中左邊的縱坐標(biāo)為形變抗力στ，單位為MPa；橫坐標(biāo)為形變量S，單位為mm；溫度通過不同標(biāo)記的曲線表示。然后再采用有限元模擬仿真方法得出優(yōu)化的加熱器火孔分布及其焊接溫度場，即可得到控制現(xiàn)場加熱溫度場與擠壓頂鍛變形的以上各種工藝參數(shù)曲線圖3，圖3中左邊的縱坐標(biāo)為壓力P和流量L，單位分變?yōu)镸Pa和SLM；右邊的縱坐標(biāo)為位移量S，單位為mm；橫坐標(biāo)為時間τ，單位為s。將這些參數(shù)預(yù)置在數(shù)字控制器9中。
本發(fā)明除可用于本例的PD3鋼軌的氣壓焊接，當(dāng)然還可用于其他型號鋼軌的氣壓焊接，只需根據(jù)相應(yīng)鋼軌的焊接熱一力模擬試驗(yàn)，獲得不同溫度下相應(yīng)鋼軌的溫度--形變抗力--形變量的關(guān)系圖，再采用有限元模擬仿真方法得出優(yōu)化的加熱器火孔分布及其焊接溫度場，得到各種工藝參數(shù)即可。
圖1示出b步、焊接加熱過程控制由數(shù)字控制器9輸出加熱過程的控制信號控制具有自動控制功能的加熱器擺動裝置7，使加熱器6擺動幅值和頻率恒定，同時數(shù)字控制器9根據(jù)a步預(yù)置的氧氣流量L1及乙炔流量L2信號，預(yù)壓壓力P1、低壓壓力P2，分別輸出相應(yīng)的控制信號控制數(shù)字控制器9中的氣體質(zhì)量流量控制單元，實(shí)現(xiàn)加熱器6中氣體的接通、調(diào)節(jié)、關(guān)斷、清洗動作；控制數(shù)控式泵站8上的油壓調(diào)節(jié)裝置以調(diào)節(jié)并保持鋼軌的壓力；數(shù)字控制器9在a步預(yù)置的預(yù)壓加熱時間τ1和低壓加熱時間τ2到達(dá)后，進(jìn)入焊接頂鍛過程。
c步、焊接頂鍛過程控制數(shù)字控制器9根據(jù)a步預(yù)置的頂鍛壓力P3、頂鍛量S3參數(shù)，輸出頂鍛控制信號控制數(shù)控式泵站8上的油壓調(diào)節(jié)裝置以調(diào)節(jié)頂鍛時鋼軌的壓力和頂鍛油缸5的位置，數(shù)字控制器9在a步預(yù)置的頂鍛時間τ3到達(dá)后進(jìn)入保壓推凸過程；d步、保壓推凸過程控制數(shù)字控制器9輸出保壓推凸控制信號，控制數(shù)控式泵站8上的油壓調(diào)節(jié)裝置實(shí)現(xiàn)保壓推凸動作，在a步預(yù)置的保壓時間τ4到達(dá)后結(jié)束整個焊接過程。
實(shí)施例二本實(shí)施例與實(shí)施例一的方法基本相同，不同的僅僅是a步、設(shè)置參數(shù)時將預(yù)置的預(yù)壓加熱時間τ1和低壓加熱時間τ2分別改為表征預(yù)壓階段加熱、變形效果的預(yù)壓位移量S1和表征低壓階段焊接加熱、變形效果的低壓位移量S2；b步、焊接加熱過程控制預(yù)壓階段由數(shù)字控制器9將a步預(yù)置的預(yù)壓位移量S1、預(yù)壓壓力P1、氧氣流量L1及乙炔流量L2作為閾值，相應(yīng)與數(shù)字控制器9實(shí)時讀取的焊機(jī)上的位移傳感器4的實(shí)時位移量信號、數(shù)控式泵站8上的壓力傳感器的實(shí)時壓力信號，數(shù)字控制器9上的質(zhì)量流量控制單元的實(shí)時氧氣流量及乙炔流量信號進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果，輸出相應(yīng)的閉環(huán)控制信號控制氣體質(zhì)量流量控制單元，實(shí)現(xiàn)加熱器中氣體流量的恒值控制；控制數(shù)控式數(shù)控式泵站8上的油壓調(diào)節(jié)裝置以調(diào)節(jié)鋼軌壓力進(jìn)行恒值控制，當(dāng)實(shí)時位移量信號等于、大于預(yù)壓位移量L1信號時，進(jìn)入低壓階段；低壓階段由數(shù)字控制器9將a步預(yù)置的低壓位移量S2信號、低壓壓力P2、氧氣流量L1及乙炔流量L2作為閾值，相應(yīng)與數(shù)字控制器9實(shí)時讀取的焊機(jī)上的位移傳感器4的實(shí)時位移量信號、數(shù)控式泵站8上的壓力傳感器的實(shí)時壓力信號，質(zhì)量流量控制單元的實(shí)時氧氣流量及乙炔流量信號進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果，輸出相應(yīng)的閉環(huán)控制信號控制氣體質(zhì)量流量控制單元，實(shí)現(xiàn)加熱器中氣體流量的恒值控制；控制數(shù)控式泵站上的油壓調(diào)節(jié)裝置以調(diào)節(jié)鋼軌壓力進(jìn)行恒值控制，當(dāng)實(shí)時位移量信號大于等于低壓位移量S2信號時，進(jìn)入頂鍛過程。
c步的焊接頂鍛過程控制是由數(shù)字控制器9將a步預(yù)置的頂鍛壓力P3、頂鍛量S3與數(shù)字控制器9實(shí)時讀取的焊機(jī)上的位移傳感器4的實(shí)時位移量信號及數(shù)控式泵站8上的壓力傳感器的實(shí)時壓力信號進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果，輸出相應(yīng)的閉環(huán)控制信號控制數(shù)控式泵站8上的油壓調(diào)節(jié)裝置，增加頂鍛壓力；當(dāng)實(shí)時壓力信號與預(yù)置的頂鍛壓力P3相等或者實(shí)時位移量信號與頂鍛量S3相等時，頂鍛過程結(jié)束進(jìn)入保壓推凸過程。
b步的焊接加熱過程控制中數(shù)字控制器9還將其實(shí)時讀取的實(shí)時壓力、實(shí)時位移量、實(shí)時氣體流量信號通過一采集卡的USB接口送入計(jì)算機(jī)10，由計(jì)算機(jī)10對實(shí)時信號進(jìn)行顯示，統(tǒng)計(jì)計(jì)算，給出日、月報(bào)表，自動進(jìn)行焊接接頭質(zhì)量的評判。
c步的焊接頂鍛過程控制中數(shù)字控制器9還將其實(shí)時讀取的實(shí)時壓力、實(shí)時位移量信號通過一采集卡的USB接口送入計(jì)算機(jī)10，由計(jì)算機(jī)10對實(shí)時信號進(jìn)行顯示，統(tǒng)計(jì)計(jì)算，給出日、月報(bào)表，自動進(jìn)行焊接接頭質(zhì)量的評判。
本發(fā)明使用的具有自動控制功能的加熱器擺動裝置7可以采用本申請人的200520035465.7號專利申請的“鋼軌氣壓焊和火焰正火加熱器的數(shù)控式擺動裝置”；本發(fā)明使用的數(shù)字控制器9上的質(zhì)量流量控制單元可以采用本申請人的200520035680.7號專利申請的“氣焊或火焰正火用的氣體質(zhì)量流量配比只能控制器”；本發(fā)明使用的數(shù)控式泵站上的油壓調(diào)節(jié)裝置可以采用本申請人的200520035681.1號專利申請的“一種數(shù)控式鋼軌氣壓焊數(shù)控液壓裝置”。當(dāng)然也可采用其它的具有自動控制功能的加熱器擺動裝置，能檢測氣體流量信號并與數(shù)字控制器9匹配的質(zhì)量流量控制單元件，以及可安裝于泵站上的數(shù)控油壓調(diào)節(jié)裝置。
本發(fā)明在實(shí)施時，如使用的數(shù)字控制器9上的氣體質(zhì)量流量控制單元本身自帶數(shù)字處理組件，則可將預(yù)置的氧氣流量L1及乙炔流量L2作為閾值，與其自身測出的實(shí)時氧氣流量及乙炔流量信號進(jìn)行比較；根據(jù)比較結(jié)果，由氣體質(zhì)量流量控制單元直接控制氣路閥件，實(shí)現(xiàn)加熱器中氣體流量的恒值控制。而不用由數(shù)值控制器9進(jìn)行流量比較后，再輸出控制信號給氣體質(zhì)量流量控制單元。
權(quán)利要求
1.一種鋼軌數(shù)控氣壓焊接質(zhì)量控制方法；其步驟是a步、設(shè)置參數(shù)對待焊鋼軌采用焊接熱/力模擬試驗(yàn)技術(shù)獲得溫度--形變抗力--形變量的關(guān)系，再根據(jù)焊接要求得出相應(yīng)的預(yù)壓階段鋼軌的預(yù)壓壓力(P1)、低壓階段鋼軌的低壓壓力(P2)、頂鍛階段鋼軌的頂鍛壓力(P3)、頂鍛量(S3)、氧氣流量(L1)及乙炔流量(L2)和預(yù)壓加熱時間(τ1)、低壓加熱時間(τ2)、頂鍛時間(τ3)、保壓時間(τ4)參數(shù)，并預(yù)置在數(shù)字控制器(9)中；b步、焊接加熱過程控制由數(shù)字控制器(9)輸出加熱過程的控制信號控制具有自動控制功能的加熱器擺動裝置(7)，使加熱器(6)擺動幅值和頻率恒定，同時數(shù)字控制器(9)根據(jù)a步預(yù)置的氧氣流量(L1)及乙炔流量(L2)信號，預(yù)壓壓力(P1)、低壓壓力(P2)，分別輸出相應(yīng)的控制信號控制數(shù)字控制器(9)中的氣體質(zhì)量流量控制單元，實(shí)現(xiàn)加熱器(6)中氣體的接通、調(diào)節(jié)、關(guān)斷、清洗動作；控制數(shù)控式泵站(8)上的油壓調(diào)節(jié)裝置，以調(diào)節(jié)并保持鋼軌的壓力；數(shù)字控制器(9)在a步預(yù)置的預(yù)壓加熱時間(τ1)和低壓加熱時間(τ2)到達(dá)后，進(jìn)入焊接頂鍛過程；c步、焊接頂鍛過程控制數(shù)字控制器(9)根據(jù)a步預(yù)置的頂鍛壓力(P3)、頂鍛量(S3)參數(shù)，輸出頂鍛控制信號控制數(shù)控式泵站(8)上的油壓調(diào)節(jié)裝置，以調(diào)節(jié)頂鍛時鋼軌的壓力和頂鍛油缸(5)的位置，數(shù)字控制器(9)在a步預(yù)置的頂鍛時間(τ3)到達(dá)后進(jìn)入保壓推凸過程；d步、保壓推凸過程控制數(shù)字控制器(9)輸出保壓推凸控制信號，控制數(shù)控式泵站(8)上的油壓調(diào)節(jié)裝置，實(shí)現(xiàn)保壓推凸動作，在a步預(yù)置的保壓時間(τ4)到達(dá)后結(jié)束整個焊接過程。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋼軌數(shù)控氣壓焊接質(zhì)量控制方法，其特征在于，所述的a步、設(shè)置參數(shù)將預(yù)置的預(yù)壓加熱時間(τ1)和低壓加熱時間(τ2)分別改為表征預(yù)壓階段加熱、變形效果的預(yù)壓位移量(S1)和表征低壓階段焊接加熱、變形效果的低壓位移量(S2)；b步、焊接加熱過程控制預(yù)壓階段由數(shù)字控制器(9)將a步預(yù)置的預(yù)壓位移量(S1)、預(yù)壓壓力(P1)、氧氣流量(L1)及乙炔流量(L2)作為閾值，相應(yīng)與數(shù)字控制器(9)實(shí)時讀取的焊機(jī)上的位移傳感器(4)的實(shí)時位移量信號、數(shù)控式泵站(8)上的壓力傳感器的實(shí)時壓力信號，數(shù)字控制器(9)上的質(zhì)量流量控制單元的實(shí)時氧氣流量及乙炔流量信號進(jìn)行比較；根據(jù)比較結(jié)果，輸出相應(yīng)的閉環(huán)控制信號，實(shí)現(xiàn)加熱器中氣體流量的恒值控制，控制數(shù)控式泵站(8)上的油壓調(diào)節(jié)裝置，實(shí)現(xiàn)鋼軌預(yù)壓壓力的恒值控制；當(dāng)實(shí)時位移量信號等于、大于預(yù)壓位移量(L1)信號時，進(jìn)入低壓階段；低壓階段由數(shù)字控制器(9)將a步預(yù)置的低壓位移量(S2)信號、低壓壓力(P2)、氧氣流量(L1)及乙炔流量(L2)作為閾值，相應(yīng)與數(shù)字控制器(9)實(shí)時讀取的焊機(jī)上的位移傳感器(4)的實(shí)時位移量信號、數(shù)控式泵站(8)上的壓力傳感器的實(shí)時壓力信號、質(zhì)量流量控制單元的實(shí)時氧氣流量及乙炔流量信號進(jìn)行比較；根據(jù)比較結(jié)果，輸出相應(yīng)的閉環(huán)控制信號，控制氣體質(zhì)量流量控制單元，實(shí)現(xiàn)加熱器中氣體流量的恒值控制，控制數(shù)控式泵站上的油壓調(diào)節(jié)裝置，實(shí)現(xiàn)鋼軌低壓壓力的恒值控制，當(dāng)實(shí)時位移量信號大于等于低壓位移量(S2)信號時，進(jìn)入頂鍛過程。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋼軌數(shù)控氣壓焊接質(zhì)量控制方法；其特征在于，所述的c步的焊接頂鍛過程控制是由數(shù)字控制器(9)將a步預(yù)置的頂鍛壓力(P3)、頂鍛量(S3)與數(shù)字控制器(9)實(shí)時讀取的焊機(jī)上的位移傳感器(4)的實(shí)時位移量信號及數(shù)控式泵站(8)上的壓力傳感器的實(shí)時壓力信號進(jìn)行比較；根據(jù)比較結(jié)果，輸出相應(yīng)的閉環(huán)控制信號控制數(shù)控式泵站(8)上的油壓調(diào)節(jié)裝置，增加頂鍛壓力；當(dāng)實(shí)時壓力信號與預(yù)置的頂鍛壓力(P3)相等或者實(shí)時位移量信號與頂鍛量(S3)相等時，頂鍛過程結(jié)束進(jìn)入保壓推凸過程。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種鋼軌數(shù)控氣壓焊接質(zhì)量控制方法；其特征在于，所述的b步的焊接加熱過程控制中數(shù)字控制器(9)將其實(shí)時讀取的實(shí)時壓力、實(shí)時位移量、實(shí)時氣體流量信號通過一采集卡的USB接口送入計(jì)算機(jī)(10)，由計(jì)算機(jī)(10)對實(shí)時信號進(jìn)行顯示，統(tǒng)計(jì)計(jì)算，給出日、月報(bào)表，自動進(jìn)行焊接接頭質(zhì)量的評判。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種鋼軌數(shù)控氣壓焊接質(zhì)量控制方法；其特征在于，所述的c步的焊接頂鍛過程控制中數(shù)字控制器(9)將其實(shí)時讀取的實(shí)時壓力、實(shí)時位移量信號通過一采集卡的USB接口送入計(jì)算機(jī)(10)，由計(jì)算機(jī)(10)對實(shí)時信號進(jìn)行顯示，統(tǒng)計(jì)計(jì)算，給出日、月報(bào)表，自動進(jìn)行焊接接頭質(zhì)量的評判。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鋼軌數(shù)控氣壓焊接質(zhì)量控制方法，它對待焊鋼軌用焊接熱/力模擬試驗(yàn)技術(shù)獲得溫度－形變抗力－形變量的關(guān)系，得出最佳的三段焊接過程的各種參數(shù)，并預(yù)置在數(shù)字控制器中；由數(shù)字控制器根據(jù)預(yù)置參數(shù)，對具有自動控制功能的加熱器擺動裝置、氣體質(zhì)量流量控制單元、數(shù)控式泵站上的油壓調(diào)節(jié)裝置進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)對整個焊接過程的閉環(huán)控制，即對整個鋼軌氣壓焊過程的焊接溫度場和擠壓頂鍛變形進(jìn)行自動閉環(huán)控制。焊接過程無須人工觀察、憑經(jīng)驗(yàn)判斷，不受人為因素影響，工藝一致性、重現(xiàn)性好，焊接一次成功率高，焊接質(zhì)量好，穩(wěn)定性高，明顯減低線路焊接接頭“斷軌”的安全隱患；且其操作簡單方便，操作技能要求低，培訓(xùn)時間短，勞動強(qiáng)度低。
文檔編號G05B11/14GK1808313SQ20061002023
公開日2006年7月26日 申請日期2006年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月26日
發(fā)明者戴虹, 呂其兵, 譚克利, 駱德陽 申請人:西南交通大學(xué)