焊头铁轨方正化过程制造技术

本发明专利技术公开了一种焊头铁轨方正化过程，具体地，公开了一种执行将第一和第二铁轨段接合起来的闪光对焊的改进方法，该方法包括在第一铁轨段和第二铁轨段上施加电压以建立第一和第二铁轨段之间的电压差。使铁轨末端面接触，导致第一铁轨末端面和第二铁轨末端面之间产生电流，并对接触面处的材料进行电阻加热。随着接触面处的材料烧除，对作为铁轨位移函数的铁轨末端接触面处消耗的功率进行周期性采样。如果比较结果显示功率每单位铁轨位移从一次采样到下一次采样没有增加，则终止烧除程序。另一方面，如果功率每单位铁轨位移超过预设阈值，终止烧除程序。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术整体涉及铁路轨道闪光对焊的系统和方法，特别是涉及一种用于执行非方正铁轨末端的闪光对焊的铁轨现场直流(DC)焊 接系统。
技术介绍
铁路轨道电阻焊通常用于在建设或维修铁路时将两个铁轨段接 合起来。这类焊接通常被称为闪光对焊。在执行闪光对焊的过 程中，首先对两个待接合的铁轨末端进行加热，然后将其锻压到一 起，从焊接接合处排出液态金属和氧化物。修剪锻压接合处去除闪 光对焊毛刺，所述闪光对焊毛刺即锻压时被压出接合处的固化材料。典型的闪光对焊需要通过闪光去除铁轨末端的氧化物和杂质来 清理铁轨末端，然后再将铁轨末端锻压到一起。闪光阶段包括使铁 轨末端接触，电阻加热以及去除接触的突起部分，这样在锻压前， 末端成为宏观上为平面且互相平行的一组铁轨末端面，且所述平面 在可接受的偏差范围内与轨道轴线基本垂直。这样，得到的锻压接 合处可以在整个铁轨截面上均一且坚固。但是，在实践中，当将铁轨末端切成合适的长度时，铁轨末端 面可能与铁轨轴线不垂直，更重要地，与相配合的铁轨末端面可能 不平行。因此，在闪光阶段之前还需要一个烧除(burn-off)阶 段来从一个或两个表面去除足够的材料，以使得相配合的表面互相 平行。在这种情况下，对于操作者来说保证去除足够量的材料而又 不引起过量烧除和轨道截断是很重要的。传统地，要精确地进行烧 除是困难的，因此，使轨道末端方正化不是需要操作者过多的监督， 伴随着人为错误的风险，就是被彻底地忽略了。当考虑该
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部分时，本文的公开内容以及权利要求书不 应该限制于现有技术的缺陷。换句话说，对那些缺陷的解决方案虽 然很理想，但除非在权利要求书中另有明确声明，所述解决方案对 任何权利要求都不构成决定性的限制。此外，虽然该
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部分 是为了方便可能非本领域技术人员的读者而进行描述，但应当理解 本部分过于简略不足以准确和全面地概括现有技术。因此上述背景 技术描述是精简的、示例性的描述，并不能取代本领域的出版文献。或遗漏的程度上，上述描述不意于改正这些不一致或遗漏。申请人 更愿意遵从经过i仑证的本领域出版文献。
技术实现思路
在一个方面，公开了一种为在第 一铁轨段和第二铁轨段之间进 行闪光对焊做准备的方法。在这个方面，施加闭合力使得第一铁轨 段的第 一铁轨末端面和第二铁轨段的第二铁轨末端面接触，然后铁 轨段之间的电压差导致第 一铁轨末端面和第二铁轨末端面之间形成 电流。该电流足以烧除第 一铁轨末端面和第二寺失轨末端面之间的一 个或多个接触点处的材料。随着铁轨段被压到一起，对第一铁轨段 和第二铁轨段之间的电流的特性进行周期性采样，并且在存在前一 次采样时与前一个采样值进行比较。如果比较结果指出该特性不是 单调变化，或是该特性已经到达或超过一个预设的阈值，则终止烧 除过程。在另 一 个方面，提供了 一种用于为锻焊铁轨段做准备的改良的 铁轨现场焊接系统，包括用于提供焊接电压和电流的铁轨现场焊接 供电系统，以及用于在焊接操作前执行烧除步骤的控制器。在烧除 步骤，控制器将两段铁轨在接触面处压到一起，同时在接触面两侧 施加电压差，以实现接触面处材料的烧除。控制器对作为铁轨段相 对位移函数的接触面处消耗的功率进行周期性采样，当接触面处消 耗的功率不增加或超过了 一个预设的阈值，则终止烧除过程。在又一个方面，提供了一种用于为将第一铁轨段与第二铁轨段 接合而进行的闪光对焊做准备的计算机可读媒介。该计算机可读媒 介包括将电流和电压源施加到铁轨段上以形成铁轨段之间电压差的 计算机可执行指令，以及施加闭合力使得第 一铁轨末端面和第二铁 轨末端面接触的指令。随着末端面接触，开始形成足以烧除铁轨末 端面之间材料的电流。计算机可读媒介还包括继续施加将铁轨段压 到一起的力，同时对每单位铁轨位移的消耗功率进行周期性采样， 且在存在前一次采样时将本次采样功率与前一次采样功率进行比较 的指令。如果比较结果指出功率到达或超过一个预设的阈值，则终止烧除过程。附图说明本专利技术原理的其他方面和优点可以通过下述结合附图的描述得 到理解。图1为用于根据本专利技术原理的闪光对焊的两个定位好的铁轨段的透视图2为铁轨现场焊接系统的系统简图，其中，在所述铁轨现场 焊接系统中可以实施本专利技术方法的闪光对焊；互相不平行的面的两个铁轨段的侧视图4为图3中两个铁轨段的侧视图，其中，两个铁轨末端已经 根据本专利技术的原理被部分烧除了 ；图5为图3中两个铁轨段的侧视图，其中，两个铁轨末端已根 据本专利技术原理被完全烧除，成为用于焊接的互相平行的平面；以及图6为描述根据本专利技术的原理执行铁轨现场闪光对焊的过程的 流程图。具体实施例方式在详细描述本专利技术的实施方式之前，为了便于理解先简要描述铁轨焊接的环境。铁路轨道通常由通过手动操作的设备切成合适长 度的铁轨段焊接到 一 起而成。切割出的铁轨末端通常在 一 个或多个 维度上相对于铁轨轴线稍不垂直(这里这种情况被称为不方正)。 更重要地，由于不方正错误实质上是任意的，因此在大部分这种情 况下，即使可能的相配合的末端已经被切割成完全方正了，不方正 的铁轨末端也可能与该相配合的铁轨末端面不平行。所以，要配合 的铁轨末端在锻压之前先要被方正化。这里描述的系统提供了不需要使用者交互即可检测与纠正非方 正情况的控制系统。通过这种方式，铁轨末端在焊接前为最理想的 方正，且至少互相平行。这一控制系统导致平均焊接质量和过程效 率的重大提高。特别地，避免了使用者交互的多变性，保证更高的 焊接质量，同时防止铁轨段过度截断，从而保证合适的预定的轨道 温度相关性。关于铁轨焊接的特点，图1为用于根据本专利技术的闪光对焊的两个定位好的铁轨段的透视图。具体地，示出了第一铁轨段100和第 二铁轨段101沿着垂直的铁轨轴线102互相对准，且在第一铁轨段 100和第二铁轨段101之间有微小的空隙。第 一铁轨段100和第二铁 轨段101都各包括铁轨基部103和铁轨头部104。铁轨基部103和铁 轨头部104通过铁轨连接部105互相连接。铁轨基部103和铁轨连 接部105通常提供铁轨的强度，也提供铁轨段之间，如第一铁轨段 100和第二铁轨段101之间接合处的表面区域。铁轨头部104提供铁 轨的额外的强度和提供接合处的额外表面区域，但也提供当铁轨完 成后火车车轮运行的支撑面。对铁轨段进行铁轨现场接合通常是必要的。例如工厂焊接制造 的大铁轨段可以被运送到铁路位置，并串联接合以形成完整的铁路。 此外，可以在铁路位置将单独的铁轨段与较长的预先焊接段接合， 或用单独的铁轨段代替较长的预先焊接段接合。最后铁轨现场焊接 也可以用于修理或修改已有的铁路。铁轨现场焊接即是在铁路位置 实行的焊接，通常通过骑在铁轨上的机器来进 。这种机器可以是铁轨专用的机器，但更典型地是可以通过两种不同的轮子的使用以 适用于公路和铁路的机器。根据本专利技术结构的铁轨现场焊接是通过电阻加热铁轨末端来使 得末端在力的作用下被锻压到一起来执行的。在图1的图示中，第一铁轨段100具有第一铁轨末端106，第二铁轨段101具有第二铁轨 末端107(在透视图中被第二铁轨段101遮住)。在铁轨现场焊接中， 每个相关的铁轨的末端处的区域被加热。在图示的例子中，由线A 描画出的邻近第一铁轨末端106的第一区域108被加热，同样由线B 描画本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种为将第一铁轨段与第二铁轨段接合所进行的闪光对焊做准备的方法，其中，第一铁轨段具有第一铁轨末端面，第二铁轨段具有第二铁轨末端面，第一铁轨末端面面对第二铁轨末端面且相对于第二铁轨末端面不平行，所述方法包括：　　　　在第一铁轨段与第二铁轨段中的至少一个上施加闭合力，使得第一铁轨末端面与第二铁轨末端面接触，并导致在第一铁轨末端面与第二铁轨末端面之间产生电流，所述电流足以烧除第一铁轨末端面与第二铁轨末端面之间一个或多个接触点处的材料；　　　　继续将铁轨段压在一起，同时对第一铁轨段与第二铁轨段之间的电流的特性进行周期性采样，并且在存在前一个采样特性时将采样特性与前一个采样特性进行比较；以及　　　　如果比较结果指出所述特性从一次采样到下一次采样不是单调变化，或者所述特性已经达到或者超过了预设的阈值，则终止烧除过程。

【技术特征摘要】
US 2008-8-28 12/200,5751.一种为将第一铁轨段与第二铁轨段接合所进行的闪光对焊做准备的方法，其中，第一铁轨段具有第一铁轨末端面，第二铁轨段具有第二铁轨末端面，第一铁轨末端面面对第二铁轨末端面且相对于第二铁轨末端面不平行，所述方法包括在第一铁轨段与第二铁轨段中的至少一个上施加闭合力，使得第一铁轨末端面与第二铁轨末端面接触，并导致在第一铁轨末端面与第二铁轨末端面之间产生电流，所述电流足以烧除第一铁轨末端面与第二铁轨末端面之间一个或多个接触点处的材料；继续将铁轨段压在一起，同时对第一铁轨段与第二铁轨段之间的电流的特性进行周期性采样，并且在存在前一个采样特性时将采样特性与前一个采样特性进行比较；以及如果比较结果指出所述特性从一次采样到下一次采样不是单调变化，或者所述特性已经达到或者超过了预设的阈值，则终止烧除过程。2. 根据权利要求1所述的为闪光对焊做准备的方法，其中，对 第 一铁轨段和第二铁轨段之间的电流的特性进行周期性采样的步骤 包括测量电压、电流和铁轨相对位移中的一个或多个，根据测量结 果能够计算出对应于功率每单位长度的值。3. 根据权利要求1或2所述的为闪光对焊做准备的方法，其中， 第 一铁轨段和第二铁轨段之间的电流的特性包括每单位铁轨位移长 度消耗的功率。4. 根据权利要求1至3中的任意一项所述的为闪...

【专利技术属性】
技术研发人员：CR巴蒂斯蒂，G巴尔恩哈特，
申请(专利权)人：切梅特朗铁路产品公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]