【技术实现步骤摘要】
一种钢轨焊缝热处理控制系统及热处理方法
[0001]本专利技术涉及钢轨焊缝热处理领域，特别涉及一种钢轨焊缝热处理控制系统及热处理方法。
技术介绍
[0002]钢轨焊缝热处理工艺采用电磁感应加热方式，其原理为高速变化的交流电流通过加热线圈时，线圈会产生高速变化的交变磁场，当置于磁场中的钢轨不动，而磁场随时间变化时，钢轨中的载流子将在涡旋电场作用下运动而形成电流，因为钢轨的电阻很小，所以磁场在钢轨中产生较强的涡流，涡流产生大量的热量，钢轨温度迅速升高，达到加热的目的。
[0003]如图1所示是钢轨断面图，因钢轨断面属于异形特殊形状，以及电流集肤效应，钢轨焊缝在整个钢轨截面不同位置温度分布不均匀，特别是轨头（a）轨底三角区（b）、轨两侧底角（c1、c2）温度偏差较大，进而导致各部位晶粒度不一致，形成不同的晶界，导致超声波探伤产生异常反射波或杂波；所以，钢轨多位置精准温度控制系统就显得尤为重要。为此我单位在现有一套钢轨焊缝热处理装置的基础上改进设计，自主研发一种新型的钢轨焊缝热处理控制系统及热处理方法。
技术实现思路
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种钢轨焊缝热处理控制系统,具有控制钢轨焊缝热处理装置按工艺指令对钢轨焊缝执行热处理动作的控制器，其特征在于，还包括，正火处理子系统，包括三个测温元件和第一模/数转换模块，以及被控对象双频正火机；第一模/数转换模块连接三个测温元件和控制器，将三个测温元件检测到的模拟量信号转换为数字量信号并发送至控制器处理；控制器连接双频正火机，控制双频正火机执行低频正火工艺和高频正火工艺；三个测温元件中，第一测温元件用于检测焊缝处轨头a的温度，第二测温元件用于检测焊缝处左下底角c1的温度，第三测温元件用于检测焊缝处右下底角c2的温度；喷风冷却子系统，包括第四测温元件、风压传感器、第二模/数转换模块，以及被控对象喷风装置；第二模/数转换模块连接第四测温元件、风压传感器和控制器，将第四测温元件和风压传感器检测到的模拟量信号转换为数字量信号并发送至控制器处理；控制器连接喷风装置执行喷风冷却工艺，并通过控制喷风装置中喷风管道上的电磁阀控制风压大小；走行子系统，包括变频器和走行装置，变频器连接控制器和走行装置的行走电机，控制走行装置走形或停止。2.根据权利要求1所述的钢轨焊缝热处理控制系统,其特征在于，三个测温元件的安装位置如下：走行装置上设置第一支架，第一支架上设有安装座，第一、二、三测温元件通过转动座安装在安装座上，并通过转动座调节角度以对准钢轨的轨头a、以及底角c1、c2。3.根据权利要求1所述的钢轨焊缝热处理控制系统,其特征在于，第四测温元件的安装位置如下：走行装置上设置第二支架，第二支架通过转动座连接第四测温元件，喷风装置外侧为壳体结构，内部设置有喷风口，壳体上开孔，第四测温元件能够穿过开孔检测到焊缝处轨头a的温度。4.根据权利要求1所述的钢轨焊缝热处理控制系统,其特征在于，还包括工业PC，显示屏,远程PC；工业PC连接控制器和显示屏，并与远程PC通过DDE协议通信；在远程PC上存储各个钢种热处理工艺参数；在工业PC上选择生产的钢种，系统通过DDE协议读取远程PC上的各个参数，并保存到工业PC的内部变量中，工业PC发送工艺控制指令至控制器控制相应执行机构动作；工业PC和显示屏用于提供合适的人机界面，将可编程控制器反馈的数据进行可视化处理，供操作人员对设备进行监视和控制。5.根据权利要求1
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4任一所述的钢轨焊缝热处理控制系统,其特征在于，控制器选用规格型号为西门子S7
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200、224XPCN的PLC；四个测温元件选用规格型号为GSHL1N、300
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1400℃、4
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20mA的红外测温探头；第一模/数转换模块和第二模/数转换模块选用西门子、EM231CN模拟量转换成数字量模块。6.一种钢轨焊缝热处理方法，用于控制钢轨焊缝热处理装置按工艺指令对钢轨焊缝执行热处理动作，包括如权利要求1
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4任一项所述的钢轨焊缝热处理控制系统；其特征在于，在远程PC上存储各个钢种热处理工艺参数；热处理工艺参数包括，双频正火机执行低频正火工艺和高频正火工艺的主要参数标准：正火起始温度Ta，低频正火标准时长ta，正火变频温度Tb，高频正火标准时长tb，轨头正火完成温度Tc，底角c1正火完成温度Td，底角c1奥氏体化持续时间tc，底角c2正火完成温度Te，底角c2奥氏体化持续时间td；其中底角c1奥氏体化持续时间tc为底角c1温度达到Td开始到完成高频正火的时间；底角c2奥氏体化持续时间td为底角c2温度达到Te开始到完成高频正火的时间；
还包括，喷风装置执行喷风冷却工艺的...
【专利技术属性】
技术研发人员：田利明，戴聃，
申请(专利权)人：包钢中铁轨道有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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