專(zhuān)利名稱(chēng)：合成磁場(chǎng)式在線鋼軌焊縫正火處理方法及正火中頻感應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及中頻感應(yīng)加熱領(lǐng)域，具體地指一種合成磁場(chǎng)式在線鋼軌焊縫正火處理
方法及正火中頻感應(yīng)器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代鐵路的鋪設(shè)過(guò)程是，先將100米長(zhǎng)的短軌，在焊軌車(chē)間利用閃光焊機(jī)焊接成 500米的長(zhǎng)軌，再將長(zhǎng)軌運(yùn)至線路，利用移動(dòng)式焊軌車(chē)上的閃光焊機(jī)將長(zhǎng)軌焊接連成線路。
無(wú)論在焊軌車(chē)間，還是在鋪設(shè)線路上，閃光焊機(jī)每焊接一次，都會(huì)產(chǎn)生一個(gè)焊縫， 由于焊縫部位受高溫影響，焊縫部位的金屬組織脆性增大，韌性下降。為了改善焊縫的塑 性、韌性和提高焊縫綜合機(jī)械性能，有必要對(duì)每個(gè)焊縫進(jìn)行正火處理。在焊軌車(chē)間，利用中 頻感應(yīng)加熱原理，將一個(gè)環(huán)形空心感應(yīng)圈套在長(zhǎng)軌上(鋼軌3置于線圈內(nèi))，利用線圈內(nèi)的 主磁通，依次對(duì)每個(gè)焊縫進(jìn)行電磁感應(yīng)加熱，在車(chē)間完成長(zhǎng)軌焊縫正火處理(其使用狀態(tài) 及原理如說(shuō)明書(shū)附圖中的圖l和圖2所示)；而在線路上，長(zhǎng)軌已焊接連成線路，并固定在 (水泥)枕木上，能在焊軌車(chē)間使用的環(huán)形正火感應(yīng)線圈，無(wú)法套在連成線路的鋼軌上，所 以當(dāng)前鐵路鋪設(shè)工地，仍舊采用烈焰正火工藝(車(chē)間焊縫正火早已淘汰該工藝)，烈焰正火 (乙炔火燒)過(guò)程是對(duì)鋼軌焊縫表面進(jìn)行明火加熱，因而存在如下缺點(diǎn)
(1)明火加熱，表面升溫快，內(nèi)部升溫慢，加熱效率低；
(2)火焰加熱，芯表溫差大，受熱不均勻，正火質(zhì)量差； (3)烈焰正火過(guò)程使用氧氣助燃，導(dǎo)致鋼軌表面被氧化，產(chǎn)生較厚的氧化皮，影響 鋼軌表面質(zhì)量； (4)明火加熱難以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和溫度檢測(cè)，所以很難保證焊縫正火質(zhì)量的一致 性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是提供一種合成磁場(chǎng)式在線鋼軌焊縫正火處理方法及正火中頻 感應(yīng)器，以克服上述烈焰正火處理存在的缺陷。 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的合成磁場(chǎng)式在線鋼軌焊縫正火處理方法是一種利
用感應(yīng)加熱對(duì)鋼軌進(jìn)行正火處理的方法。其特別之處在于它是將兩個(gè)獨(dú)立的，并且相同的
子感應(yīng)器包覆于在線鋼軌的焊縫外表面，兩個(gè)子感應(yīng)器扣合后的內(nèi)側(cè)形狀與鋼軌的截面外
形相吻合；對(duì)在線鋼軌包覆后兩個(gè)子感應(yīng)器的接觸面相互絕緣，對(duì)子感應(yīng)器通入中頻交流
電，使在線鋼軌焊縫處產(chǎn)生渦流而進(jìn)行升溫加熱，從而完成正火處理過(guò)程。 上述方法中使用的子感應(yīng)器由繞制于導(dǎo)磁體上的空心銅管構(gòu)成，所述導(dǎo)磁體靠近
鋼軌的內(nèi)側(cè)設(shè)有凹槽，所述空心銅管的一側(cè)嵌于所述凹槽內(nèi)，所述空心銅管的另一側(cè)繞制
于所述導(dǎo)磁體的外表面。 在上述方法中，通入中頻交流電后，使兩個(gè)感應(yīng)器各自形成的磁場(chǎng)在在線鋼軌中 的磁力線方向相同。
本發(fā)明提供的可用于實(shí)現(xiàn)上述方法的合成磁場(chǎng)式在線鋼軌焊縫正火中頻感應(yīng)器， 包括一對(duì)相同且對(duì)稱(chēng)的子感應(yīng)器，一對(duì)子感應(yīng)器的內(nèi)側(cè)形狀分別與鋼軌的一半截面外形相 對(duì)應(yīng)，用于兩個(gè)子感應(yīng)器扣合后將在線鋼軌包覆，包覆后一對(duì)子感應(yīng)器間的接觸面相互絕 緣。 上述正火中頻感應(yīng)器中使用的子感應(yīng)器由繞制于導(dǎo)磁體上的空心銅管構(gòu)成，所述 導(dǎo)磁體靠近鋼軌的內(nèi)側(cè)設(shè)有凹槽，所述空心銅管的一側(cè)嵌于所述凹槽內(nèi)，所述空心銅管的 另一側(cè)繞制于所述導(dǎo)磁體的外表面。 —對(duì)子感應(yīng)器上分別設(shè)有導(dǎo)電板對(duì)，每一導(dǎo)電板對(duì)中間分別設(shè)有絕緣板。 一個(gè)子 感應(yīng)器上的導(dǎo)電板對(duì)的一塊導(dǎo)電板與另一子感應(yīng)器上的導(dǎo)電板對(duì)的一塊導(dǎo)電板相互貼合。 導(dǎo)電板對(duì)的另外兩塊導(dǎo)電板分別與通電引出端相互貼合。 所述正火中頻感應(yīng)器還包括一套夾緊裝置，一對(duì)子感應(yīng)器扣合后，能夠夾緊接線 端和導(dǎo)電板對(duì)，以便通電并固定一對(duì)子感應(yīng)器。 本發(fā)明的正火中頻感應(yīng)器可方便地扣合并包覆在焊接成線路的鋼軌上，實(shí)現(xiàn)鋼軌 焊縫在線中頻正火處理。與當(dāng)前鋼軌鋪設(shè)線路上采用的焊縫烈焰正火工藝相比，具有以下 優(yōu)點(diǎn) (1)中頻感應(yīng)加熱比火焰加熱透熱性好、溫升快、芯表溫差小、加熱效率高；
(2)中頻感應(yīng)加熱屬于電加熱，加熱過(guò)程容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，保證正火處理質(zhì)量的一 致性； (3)感應(yīng)加熱對(duì)鋼軌表面氧化作用極小，提高了加熱后的鋼軌表面質(zhì)量； (4)感應(yīng)加熱鋼軌焊縫，有利于遠(yuǎn)紅外測(cè)溫儀的應(yīng)用，加熱過(guò)程可實(shí)現(xiàn)溫度閉環(huán)控
制，提高鋼軌焊縫正火質(zhì)量。


圖1為在現(xiàn)有焊軌車(chē)間中使用的空心線圈感應(yīng)器套在鋼軌上時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為圖1的A-A剖面圖； 圖3為本發(fā)明的中頻感應(yīng)器中兩子感應(yīng)器張開(kāi)并脫離鋼軌時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為圖3的俯視圖；
圖5為圖3的B-B剖面圖； 圖6為本發(fā)明的中頻感應(yīng)器中兩子感應(yīng)器扣合在鋼軌上時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖7為圖6的俯視圖；
圖8為圖6的C-C剖面圖； 圖中，子感應(yīng)器1、2，鋼軌3，導(dǎo)電板對(duì)4、5(其中導(dǎo)電板對(duì)4的兩塊導(dǎo)電板4. 1、 4.2 ;導(dǎo)電板對(duì)5的兩塊導(dǎo)電板5. 1、5. 2)，絕緣板6. 1、6. 2，夾緊裝置7，通電引出端8、9，導(dǎo) 磁體IO，空心銅管的一側(cè)11. 1、空心銅管的另一側(cè)11. 2。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述 圖1和圖2為現(xiàn)有焊軌車(chē)間中，用環(huán)形空心線圈感應(yīng)器套在鋼軌3的焊縫處進(jìn)行 電磁感應(yīng)加熱的結(jié)構(gòu)示意圖，其工作原理因在背景技術(shù)部分已作了詳細(xì)介紹，于此不再贅述。 由于環(huán)形感應(yīng)器無(wú)法套在已鋪設(shè)的鋼軌3上，所以本發(fā)明提出了利用可分開(kāi)和合 攏的兩個(gè)子感應(yīng)器實(shí)現(xiàn)對(duì)在線鋼軌進(jìn)行正火處理的方法。其加熱過(guò)程是將兩個(gè)獨(dú)立的，并 且相同的子感應(yīng)器包覆于在線鋼軌的焊縫外表面，兩個(gè)子感應(yīng)器扣合后的內(nèi)側(cè)形狀與鋼軌 的截面外形相吻合；對(duì)在線鋼軌包覆后兩個(gè)子感應(yīng)器的接觸面相互絕緣，對(duì)子感應(yīng)器通入 中頻交流電，且以?xún)蓚€(gè)子感應(yīng)器各自形成的磁場(chǎng)在在線鋼軌中的磁力線方向相同為優(yōu)，進(jìn) 而在在線鋼軌焊縫處產(chǎn)生渦流而進(jìn)行升溫加熱，從而完成正火處理過(guò)程。子感應(yīng)器主要由 繞制于導(dǎo)磁體上的空心銅管構(gòu)成，其導(dǎo)磁體靠近鋼軌的內(nèi)側(cè)設(shè)有凹槽，空心銅管的一側(cè)嵌 于該凹槽內(nèi)，空心銅管的另一側(cè)繞制于導(dǎo)磁體的外表面。由于導(dǎo)磁體的磁阻很小，鋼軌本身 也是良好的導(dǎo)磁體，所以子感應(yīng)器的主磁通將切入鋼軌形成磁回路，兩個(gè)子感應(yīng)器產(chǎn)生的 兩組交變磁場(chǎng)的合成在鋼軌中產(chǎn)生電磁感應(yīng)加熱的效果，與焊軌車(chē)間用的單個(gè)空心環(huán)形感 應(yīng)器效果相同。 如圖3至圖8所示，可用于實(shí)現(xiàn)上述方法的一種合成磁場(chǎng)式在線鋼軌焊縫正火中 頻感應(yīng)器，包括一對(duì)相同且對(duì)稱(chēng)的子感應(yīng)器1、2以及能夠?qū)⒁粚?duì)子感應(yīng)器1、2固定的夾緊 裝置7。 一對(duì)子感應(yīng)器1、2上分別設(shè)有導(dǎo)電板對(duì)4、5及其所夾的絕緣板6. 1、6. 2。子感應(yīng) 器1、2由繞制于導(dǎo)磁體10上的空心銅管構(gòu)成。導(dǎo)磁體10靠近鋼軌的內(nèi)側(cè)設(shè)有凹槽，空心 銅管的一側(cè)11. 1即嵌于上述凹槽內(nèi)，空心銅管的另一側(cè)11. 2繞制于導(dǎo)磁體10的外表面。 一個(gè)子感應(yīng)器1上的導(dǎo)電板對(duì)4的一塊導(dǎo)電板4. 2與另一子感應(yīng)器2上的導(dǎo)電板對(duì)5的一 塊導(dǎo)電板5.2相互貼合。導(dǎo)電板對(duì)4、5的另外兩塊導(dǎo)電板4. 1、5. l分別與通電引出端8、9 相互貼合。 一對(duì)子感應(yīng)器1、2的內(nèi)側(cè)形狀分別與鋼軌3的一半截面外形相對(duì)應(yīng)，用于兩個(gè) 子感應(yīng)器1、2扣合后將在線鋼軌3包覆。 使用該中頻感應(yīng)器進(jìn)行加熱時(shí)，先使一對(duì)子感應(yīng)器1、2張開(kāi)，如圖3和圖4所示； 接下來(lái)，將張開(kāi)的一對(duì)子感應(yīng)器1、2扣合并包覆住焊縫處的在線鋼軌3，并由夾緊裝置7固 定，夾緊后，中頻電流可通過(guò)通電引出端8、9和導(dǎo)電板4. 1 、 5. 1進(jìn)行送電，如圖6和圖7所 示；兩個(gè)子感應(yīng)器1、2通電后產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，并在鋼軌3內(nèi)產(chǎn)生渦流，實(shí)現(xiàn)對(duì)在線鋼軌3焊 縫處的加熱，圖3左側(cè)的單個(gè)子感應(yīng)器1、以及兩個(gè)子感應(yīng)器1、2產(chǎn)生的主磁場(chǎng)的流向圖分 別如圖5和圖8所示。利用本發(fā)明的能夠分開(kāi)與合攏的中頻感應(yīng)器，即可方便地對(duì)在線鋼 軌3進(jìn)行中頻感應(yīng)加熱，實(shí)現(xiàn)焊縫的正火處理。
權(quán)利要求
一種合成磁場(chǎng)式在線鋼軌焊縫正火處理方法，是一種利用感應(yīng)加熱對(duì)在線鋼軌進(jìn)行正火處理的方法，其特征在于它是將兩個(gè)獨(dú)立的，并且相同的子感應(yīng)器包覆于在線鋼軌的焊縫外表面，兩個(gè)子感應(yīng)器扣合后的內(nèi)側(cè)形狀與鋼軌的截面外形相吻合；對(duì)在線鋼軌包覆后兩個(gè)子感應(yīng)器的接觸面相互絕緣，對(duì)子感應(yīng)器通入中頻交流電，使在線鋼軌焊縫處產(chǎn)生渦流而進(jìn)行升溫加熱，從而完成正火處理過(guò)程。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成磁場(chǎng)式在線鋼軌焊縫正火處理方法，其特征在于所述 子感應(yīng)器由繞制于導(dǎo)磁體上的空心銅管構(gòu)成，所述導(dǎo)磁體靠近鋼軌的內(nèi)側(cè)設(shè)有凹槽，所述 空心銅管的一側(cè)嵌于所述凹槽內(nèi)，所述空心銅管的另一側(cè)繞制于所述導(dǎo)磁體的外表面。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的合成磁場(chǎng)式在線鋼軌焊縫正火處理方法，其特征在于 通入中頻交流電后，兩個(gè)子感應(yīng)器各自形成的磁場(chǎng)在在線鋼軌中的磁力線方向相同。
4. 一種合成磁場(chǎng)式在線鋼軌焊縫正火中頻感應(yīng)器，其特征在于它包括一對(duì)相同且對(duì) 稱(chēng)的子感應(yīng)器(1、2)，一對(duì)子感應(yīng)器(1、2)的內(nèi)側(cè)形狀分別與鋼軌(3)的一半截面外形相對(duì) 應(yīng)，用于兩個(gè)子感應(yīng)器扣合后將在線鋼軌(3)包覆；包覆后一對(duì)子感應(yīng)器(1、2)間的接觸面 相互絕緣。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的合成磁場(chǎng)式在線鋼軌焊縫正火中頻感應(yīng)器，其特征在于所述子感應(yīng)器(1、2)由繞制于導(dǎo)磁體(10)上的空心銅管構(gòu)成，所述導(dǎo)磁體(10)靠近鋼軌 的內(nèi)側(cè)設(shè)有凹槽，所述空心銅管的一側(cè)(11.1)嵌于所述凹槽內(nèi)，所述空心銅管的另一側(cè) (11.2)繞制于所述導(dǎo)磁體(10)的外表面。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的合成磁場(chǎng)式在線鋼軌焊縫正火中頻感應(yīng)器，其特征在于 一對(duì)子感應(yīng)器(1、2)上分別設(shè)有導(dǎo)電板對(duì)(4、5)，每一導(dǎo)電板對(duì)(4、5)中間分別設(shè)有絕緣板 (6. 1、6.2)，一個(gè)子感應(yīng)器(1)上的導(dǎo)電板對(duì)(4)的一塊導(dǎo)電板(4.2)與另一子感應(yīng)器(2) 上的導(dǎo)電板對(duì)(5)的一塊導(dǎo)電板(5. 2)相互貼合，導(dǎo)電板對(duì)(4、5)的另外兩塊導(dǎo)電板(4. 1、 5. 1)分別與通電引出端(8、9)相互貼合。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的合成磁場(chǎng)式在線鋼軌焊縫正火中頻感應(yīng)器，其特征在于它 還包括能夠?qū)⒁粚?duì)子感應(yīng)器(1、2)固定的夾緊裝置(7)。
全文摘要
本發(fā)明指一種合成磁場(chǎng)式在線鋼軌焊縫正火處理方法及正火中頻感應(yīng)器，涉及中頻感應(yīng)加熱領(lǐng)域，用于克服烈焰正火處理存在的缺陷。本方法是將兩個(gè)獨(dú)立的，并且相同的子感應(yīng)器包覆于在線鋼軌的焊縫外表面，兩個(gè)子感應(yīng)器扣合后的內(nèi)側(cè)形狀與鋼軌的截面外形相吻合；對(duì)兩個(gè)子感應(yīng)器的接觸面相互絕緣，對(duì)子感應(yīng)器通入中頻交流電，使在線鋼軌焊縫處產(chǎn)生渦流而進(jìn)行升溫加熱，從而完成正火處理過(guò)程；本正火中頻感應(yīng)器包括一對(duì)相同且對(duì)稱(chēng)的子感應(yīng)器，其內(nèi)側(cè)形狀分別與鋼軌的一半截面外形相對(duì)應(yīng)，用于兩個(gè)子感應(yīng)器扣合后將在線鋼軌包覆；包覆后一對(duì)子感應(yīng)器間的接觸面相互絕緣。該裝置可方便地扣合并包覆在焊接成線路的鋼軌上，實(shí)現(xiàn)鋼軌焊縫在線中頻正火處理。
文檔編號(hào)E01B31/18GK101792991SQ201010124040
公開(kāi)日2010年8月4日 申請(qǐng)日期2010年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月9日
發(fā)明者葉新民, 張保軍, 方開(kāi)慧, 江惠生, 陳斌 申請(qǐng)人:武漢利德測(cè)控技術(shù)股份有限公司