专利名称：钢轨焊缝热处理系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及金属热处理领域，尤其涉及钢轨焊缝热处理领域。
技术背景钢轨焊接中一般分为厂焊(工厂焊接)和现场焊(现场焊)。厂焊工艺因为是在 工厂中进行焊接，可以动用的设备较多，所以焊接工艺也相对成熟。但是厂焊的焊缝热处理 设备加热温度不均勻，由于不是开合结构装置，往往很容易被钢轨撞坏加热器。现场焊则需要在钢轨铺设过程中进行焊接，可以动用的设备相对较少，而且铺设 下的钢轨无法伸入到已有的感应加热器中，无法通过感应加热的方式进行热处理，如正火 处理。现在的现场焊工艺中的正火工艺，往往不能保证焊接处的金属的金属晶相与周边 金属的金属晶相相近，同时正火过程中也会改变金属成分，比如造成钢材去碳化。再者这些 正火工艺无法深入到钢轨内部实现正火，进而影响钢轨质量
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供钢轨焊缝热处理系统，以解决上述技术问题。为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下钢轨焊缝热处理系统，包括一感应加热系统，所述感应加热系统包括一控制系统、 逆变电源系统，以及与逆变电源系统连接的磁场发生装置，所述磁场发生装置包括两个磁 极；还包括一导磁系统，所述导磁系统包括一第一软磁体模块和第二软磁体模块，所 述第一软磁体模块和第二软磁体模块分别连接所述磁场发生装置的两个磁极；所述第一软磁体模块右端设有第一模状结构，所述第二软磁体模块左端设有第二 模状结构，所述第一模状结构与所述第二模状结构形成一允许钢轨穿过的腔体。对于钢轨焊缝热处理系统，原有的设计中，一般设置一与钢轨剖面结构相近磁感 圈，该磁感圈连接逆变电源系统(中频电源、高频电源或超音频电源)，在逆变电源系统的 作用下，产生交变磁场，进而促使钢轨内产生涡流电流，进而产生热量，实现正火或者其他 热处理。本实用新型的上述设计与已有设计不同。具体使用中钢轨穿过第一模状结构与第 二模状结构形成的腔体，并使钢轨的焊缝位于所述腔体内。本实用新型是通过第一软磁体 模块、第二软磁体模块将磁场发生装置产生的磁场引导至钢轨，使钢轨内产生涡流电流，进 而实现对焊缝处的正火，或者其他处理。本实用新型中所采用的第一软磁体模块和第二软 磁体模块，相对于以往采用的磁感圈更加易于设计生产，并且使用寿命更长、产生的磁场更 均勻、效果更加优异。所述第一软磁体模块和所述第二软磁体模块之间可移动连接。该设计，允许所述 第一软磁体模块和所述第二软磁体模块进行相对移动，因此所述第一模状结构与所述第二
3模状结构所形成的腔体可以开合。对于已经焊接好，需要进行正火，或者进行其他处理的钢轨，可以通过合上第一软 磁体模块和第二软磁体模块将钢轨夹入所述腔体内。在对两段钢轨热处理结束后可只要打 开所述腔体，即可使钢轨焊缝热处理系统直接脱离开钢轨，而不需要使整根钢轨穿过所述 腔体。为现场焊带来了很大便利，可以实现将感应加热技术应用到现场焊中。保证现场焊 中的焊缝处的金属晶相与周边的金属晶相相近、避免钢材料去碳化、能够深入焊缝内部进 行热处理。采用本实用新型热处理出的焊缝处的参数，与钢轨其他部分参数基本一致，进而 保证了受力情况基本一致，保证了钢轨质量和使用寿命。所述逆变电源系统采用中频电源系统。通过中频电源系统驱动所述磁场发生装置 产生的磁场更加便于深入到焊缝深处。另外，中频电源系统可以输出相对较大的功率。所述第一软磁体模块和所述第二软磁体模块，均采用硅钢片叠加构成的第一软磁 体模块和第二软磁体模块。还可以采用由软磁铁氧体材料制成的第一软磁体模块和第二软 磁体模块。钢轨焊缝热处理系统还包括一驱动所述第一软磁体模块和所述第二软磁体模块 相对移动的软磁体模块驱动系统，所述软磁体模块驱动系统包括一驱动控制系统，所述驱 动控制系统连接一动作执行系统，所述动作执行系统连接所述第一软磁体模块和所述第二 软磁体模块中的至少一个。所述动作执行系统的动力系统采用伺服电机。通过所述伺服电机可以精确控制所 述第一软磁体模块和所述第二软磁体模块间的相对位置，进而精确控制所述腔体的大小。 所述动作执行系统的动力系统采用液压系统。所述导磁系统还包括第一底部导磁器、第二底部导磁器，所述第一底部导磁器、第 二底部导磁器分别连接在所述第一软磁体模块、第二软磁体模块下方，所述第一底部导磁 器、第二底部导磁器与所述第一软磁体模块、第二软磁体模块间分别可移动连接。这一设 计，有利于改善钢轨底部的热处理质量。所述第一底部导磁器、第二底部导磁器也可以连接 到软磁体模块驱动系统，做受控移动。所述钢轨焊缝热处理系统还包括一起牵引作用的牵引车，所述感应加热系统放置 在所述牵弓|车上。以便于整个钢轨焊缝热处理系统灵活移动。
以下结合附图和具体实施方式
来进一步说明本实用新型。图1为本实用新型的电路原理结构示意图；图2为本实用新型的磁场发生装置部分结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下 面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。参照图1，钢轨焊缝热处理系统，包括一感应加热系统，感应加热系统包括一控制 系统1、逆变电源系统2，以及与逆变电源系统2连接的磁场发生装置3。参照图2，磁场发生装置3包括磁极31、磁极32。钢轨焊缝热处理系统还包括一导
4磁系统4。导磁系统4包括第一软磁体模块41和第二软磁体模块42，第一软磁体模块41 和第二软磁体模块42分别连接磁场发生装置3的两个磁极31、32。第一软磁体模块41右 端设有第一模状结构411，第二软磁体模块42左端设有第二模状结构421。第一模状结构 411与第二模状结构421形成一允许钢轨穿过的腔体43。上述设计与已有设计不同。具体使用中，钢轨穿过第一模状结构411与第二模状 结构421形成的腔体43，并使钢轨的焊缝位于腔体43内。本实用新型是通过第一软磁体模 块41、第二软磁体模块42将磁场发生装置3产生的磁场引导至钢轨，使钢轨内产生涡流电 流，进而实现对焊缝处的正火，或者其他热处理。本实用新型中所采用的第一软磁体模块41 和第二软磁体模块42，相对于以往采用的磁感圈更加易于设计生产，并且使用寿命更长、产 生的磁场更均勻、效果更加优异。为了便于将钢轨装入腔体43内，第一软磁体模块41和第二软磁体模块42之间采 用可以相对移动的连接结构。因为第一软磁体模块41和第二软磁体模块42可以进行相对 移动，所以第一模状结构411与第二模状结构421所形成的腔体43可以开合。对于已经焊接好，需要进行正火，或者进行其他热处理的钢轨，可以通过合上第一 软磁体模块41和第二软磁体模块42，将钢轨夹入腔体43内。在热处理好两段钢轨后只要 打开腔体43，即可使钢轨焊缝热处理系统直接脱离开钢轨，而不需要使整根钢轨穿过腔体 43。为现场焊带来了很大便利，可以实现将感应加热技术应用到现场焊中。保证现场焊中 的焊缝处的金属晶相与周边的金属晶相相近、避免钢材料去碳化、能够深入焊缝内部进行 热处理。采用本实用新型热处理的焊缝处的参数，与钢轨其他部分参数基本一致，进而保证 了受力情况基本一致，保证了钢轨质量和使用寿命。另外，逆变电源系统2采用中频电源系统。通过中频电源系统驱动磁场发生装置3 产生的磁场更加便于深入到焊缝深处。另外，中频电源系统可以输出相对较大的功率。第 一软磁体模块41和第二软磁体模块42，均采用硅钢片叠加构成。还可以采用由软磁铁氧体 材料制成的第一软磁体模块41和第二软磁体模块42。钢轨焊缝热处理系统还包括一驱动第一软磁体模块41和第二软磁体模块42相对 移动的软磁体模块驱动系统，软磁体模块驱动系统包括一驱动控制系统，驱动控制系统连 接一动作执行系统，动作执行系统连接第一软磁体模块41和第二软磁体模块42中的至少 一个。动作执行系统的动力系统采用伺服电机。通过所述伺服电机可以精确控制第一软磁 体模块41和第二软磁体模块42间的相对位置，进而精确控制腔体43的大小。动作执行系 统的动力系统还可以采用液压系统。导磁系统4还包括第一底部导磁器44、第二底部导磁器45。第一底部导磁器44、 第二底部导磁器45分别连接在第一软磁体模块41、第二软磁体模块42下方，第一底部导 磁器44、第二底部导磁器45与第一软磁体模块41、第二软磁体模块42间分别可移动连接。 磁场发生装置3产生的磁场通过第一软磁体模块41、第二软磁体模块42到达第一底部导磁 器44、第二底部导磁器45，进而到达钢轨的底部。这一设计，有利于改善钢轨底部的热处理 质量。第一底部导磁器44、第二底部导磁器45也可以连接到软磁体模块驱动系统，做受控 移动。钢轨焊缝热处理系统还可以设置一辆起牵引作用的牵引车，感应加热系统放置在牵 引车上。以便于整个钢轨焊缝热处理系统灵活移动。以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行
5业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述 的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还 会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型 要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
权利要求钢轨焊缝热处理系统，包括一感应加热系统，所述感应加热系统包括一控制系统、逆变电源系统，以及与逆变电源系统连接的磁场发生装置，其特征在于，所述磁场发生装置包括两个磁极；还包括一导磁系统，所述导磁系统包括一第一软磁体模块和第二软磁体模块，所述第一软磁体模块和第二软磁体模块分别连接所述磁场发生装置的两个磁极；所述第一软磁体模块右端设有第一模状结构，所述第二软磁体模块左端设有第二模状结构，所述第一模状结构与所述第二模状结构形成一允许钢轨穿过的腔体。
2.根据权利要求1所述的钢轨焊缝热处理系统，其特征在于，所述第一软磁体模块和 所述第二软磁体模块之间可移动连接。
3.根据权利要求2所述的钢轨焊缝热处理系统，其特征在于，所述逆变电源系统采用 中频电源系统。
4.根据权利要求3所述的钢轨焊缝热处理系统，其特征在于，所述第一软磁体模块和 所述第二软磁体模块，采用硅钢片叠加构成的第一软磁体模块和第二软磁体模块。
5.根据权利要求3所述的钢轨焊缝热处理系统，其特征在于，所述第一软磁体模块和 所述第二软磁体模块，采用由软磁铁氧体材料制成的第一软磁体模块和第二软磁体模块。
6.根据权利要求2所述的钢轨焊缝热处理系统，其特征在于，钢轨焊缝热处理系统还 包括一驱动所述第一软磁体模块和所述第二软磁体模块相对移动的软磁体模块驱动系统， 所述软磁体模块驱动系统包括一驱动控制系统，所述驱动控制系统连接一动作执行系统， 所述动作执行系统连接所述第一软磁体模块和所述第二软磁体模块中的至少一个。
7.根据权利要求6所述的钢轨焊缝热处理系统，其特征在于，所述动作执行系统的动 力系统采用伺服电机。
8.根据权利要求6所述的钢轨焊缝热处理系统，其特征在于，所述动作执行系统的动 力系统采用液压系统。
9.根据权利要求6所述的钢轨焊缝热处理系统，其特征在于，所述导磁系统还包括第 一底部导磁器、第二底部导磁器，所述第一底部导磁器、第二底部导磁器分别位于所述第一 软磁体模块、第二软磁体模块下方。
10.根据权利要求1、2、3、4、5、6、7、8或9所述的钢轨焊缝热处理系统，其特征在于，所 述钢轨焊缝热处理系统还包括一起牵引作用的牵引车，所述感应加热系统放置在所述牵引 车上。专利摘要钢轨焊缝热处理系统涉及钢轨热处理领域，包括感应加热系统，感应加热系统包括磁场发生装置，磁场发生装置包括两个磁极。还包括导磁系统，导磁系统包括第一软磁体模块和第二软磁体模块。第一软磁体模块右端设有第一模状结构，第二软磁体模块左端设有第二模状结构，第一模状结构与所述第二模状结构形成一允许钢轨穿过的腔体。第一软磁体模块和第二软磁体模块之间可移动连接。为现场焊带来了很大便利，可将感应加热技术应用到现场焊中。保证现场焊中的焊缝处的金属晶相与周边的金属晶相相近、避免钢材料去碳化、能够深入焊缝内部进行热处理，进而保证了钢轨质量和使用寿命。
文档编号E01B31/18GK201722572SQ20102019109
公开日2011年1月26日 申请日期2010年5月11日 优先权日2010年5月11日
发明者李云 申请人:上海铁群铁路设备制造有限公司;李云