专利名称：焊接式钢铝复合导电轨的制备方法
技术领域：
本发明涉及导电轨制备方法技术领域，尤其是一种焊接式钢铝复合导电轨的制备方法。
背景技术：
传统的导电轨是采用低碳钢材料制造的。如北京地铁和天津地铁的第三轨采用的就是低碳钢导电轨。国外发达国家在上世纪初第三轨方式使用初期也采用的是低碳钢导电轨。为了加大导电轨的一次输电距离、改善受流条件、减小机械磨损和电腐蚀、提高经济和社会效益，上世纪70年代末出现了一种新型导电轨——钢铝复合导电轨，因其导电性好，电流容量大，易安装，耐磨耐腐蚀，寿命长而被国外发达国家广泛采用。在使用相同材料情况下，钢和铝的复合形式决定了导电轨的使用性能，现有的复合形式有铆接式和共挤压式，如中国专利CN200320109736.X公开了《一种钢铝复合导电轨》，如附图3所示，中国专利CN03262580.4公开了《钢铝复合导电轨》，这两种钢铝复合导电轨都属于铆接式钢铝复合导电轨，这种铆接式钢铝复合导电轨是把钢带截面弯成C型嵌入铝轨上平面上的两个槽，在侧面加压而形成“铆钉”结构，采用这种铆接复合的方式有使钢带上翘的趋势，钢带和铝轨间易形成间隙，导致接触电阻增大。中国2003年第4期《城市轨导交通研究》杂志介绍的共挤压式钢铝复合导电轨，如图4所示，这种导电轨钢铝的复合是在挤压模内把清洗后的钢带和铝本体在规定的工艺参数下挤压成牢固的冶金结合，这种冶金结合方式是靠挤压过程中热和压力的作用而形成的，钢和铝接触面无间隙，但在共挤压过程中高温对钢带性能有影响，会使钢带机械性能降低，铝也只能是空冷状态，挤压模易磨损而形成轨体尺寸偏差，共挤压式钢铝复合导电轨材料的机械、电气性能差，寿命短。
发明内容
为了克服现有的钢铝复合导电轨的制备方法对导电轨质量的影响，本发明提供一种焊接式钢铝复合导电轨的制备方法，经该方法制造的焊接式钢铝复合导电轨钢铝结合紧密，而且保证了钢铝的机械、电气性能。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种焊接式钢铝复合导电轨的制备方法，具有如下工艺步骤a.制备“J”型不锈钢带和铝轨；将不锈钢卷剪成长条不锈钢带，再将不锈钢带冷弯成截面呈“J”型的不锈钢带，然后根据导电轨规格将弯制好的长条“J”型不锈钢带截段；在挤压机上将铝坯热挤压成型，制成“工”字型铝轨，“工”字型铝轨上端两侧面有凹槽；b.“J”型不锈钢带与铝轨复合；①清洗；清洗“J”型不锈钢带和铝轨的结合面以及“J”型不锈钢带的焊接面，②包覆；用两条“J”型不锈钢带包覆“工”字型铝轨上平面和两上侧面，“J”型不锈钢带的弯曲端嵌入铝轨上侧面的凹槽中，③夹紧；将“J”型不锈钢带夹紧在铝轨上，④焊接制平；两“J”型不锈钢带在铝轨上平面上结合处焊接，焊缝制平，⑤机加工；机加工“J”型不锈钢带上平面。
为保证冷弯后的不锈钢带材料的微观状态、力学性能、耐磨性好，前述a.制备“J”型不锈钢带和铝轨步骤中，不锈钢带冷弯采用在冷弯设备上，经多道滚压模具滚压成“J”型。
为提高生产效率和保证导电轨质量，前述的“J”型不锈钢带与铝轨复合中②包覆、③夹紧和④焊接制平步骤均在焊铣专机上进行。
为保证“J”型不锈钢带紧密包覆铝轨和能稳定焊接，前述的③夹紧步骤为用液压力从上部和左右方向将两“J”型不锈钢带夹紧在铝轨上，液压压强约为5Mpa。
为保证钢带焊接牢固不变形，④焊接制平步骤中，两“J”型不锈钢带的焊接采用钨极氩气保护、预应力非穿透性焊接，两“J”型不锈钢带的焊接坡口间隙为0.5～1.1毫米，焊接电压8～10V，焊接速度为8～12cm/min。
本发明的有益效果是利用本发明制造的焊接式钢铝复合导电轨由于不锈钢带和铝轨的结合面长，采用钨极氩气保护、预应力非穿透性焊接，焊接热冷却的时候有使不锈钢带抱得更紧的趋势，不锈钢带和铝轨结合紧密，过渡电阻小，非穿透性焊接不会对铝轨的机械性能造成影响，不锈钢带轧制后材料微观状态、力学性能、耐磨性好，导电轨寿命长。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1是焊接式钢铝复合导电轨的结构示意图。
图2是“J”型不锈钢带与铝轨复合中的夹紧位置示意图。
图3是铆接式钢铝复合导电轨的结构示意图。
图4是共挤压式钢铝复合导电轨的结构示意图。
图中1、“J”型不锈钢带，2、铝轨。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明作进一步说明一种焊接式钢铝复合导电轨的制备方法，具有如下工艺步骤
a.制备“J”型不锈钢带和铝轨；将市场上直接购买的不锈钢卷剪成长条不锈钢带，上冷弯设备进行冷弯滚压，由于不锈钢带厚度较厚而弯曲半径较小，为保证机械性能和弯曲精度须经多道滚压模具滚压，本发明选用24道模具滚压，滚压成如图1所示的截面呈“J”型的不锈钢带，下线后根据导电轨规格将弯制好的长条“J”型不锈钢带截段；铝轨由市场上购买的铝坯经挤压机用模具热挤压成型，制成如图1所示“工”字型铝轨，铝轨上端两侧面有凹槽；挤压后的铝轨外表面光滑。
b.“J”型不锈钢带与铝轨复合；①清洗；将“J”型不锈钢带和铝轨的结合面以及“J”型不锈钢带的焊接面用丙酮清洗干净；②包覆；将铝轨和“J”型不锈钢带吊到焊铣专机上。吊装时要注意避免从中心或两端起吊，以免由于自身重量产生塑性变形，可以通过一个吊臂和定位在至少是料长三分之一处的两个挂板起吊或移动，起吊过程中避免晃动，不要使用钢丝绳或钢护环，一般推荐采用尼龙绳，6米以上的钢带或铝轨移动和起吊时避免使用起重机或叉车。用两条“J”型不锈钢带包覆“工”字型铝轨上平面和两上侧面，“J”型不锈钢带的弯曲端嵌入铝轨上侧面的凹槽中；③夹紧；启动焊铣专机的夹紧机构的液压马达，如图2所示，液压力从上部和左右方向将两“J”型不锈钢带夹紧在铝轨上，液压压强约为5Mpa；④焊接制平；在焊铣专机上，采用钨极氩气保护、预应力非穿透性焊接方式将两“J”型不锈钢带在铝轨上平面上结合处焊接，两“J”型不锈钢带的焊接坡口间隙为0.5～1.1毫米，焊接电压8～10V，焊接速度为8～12cm/min，焊后将焊缝铣平；⑤机加工；铣或磨加工“J”型不锈钢带上平面。
权利要求
1.一种焊接式钢铝复合导电轨的制备方法，其特征是具有如下工艺步骤a.制备“J”型不锈钢带和铝轨；将不锈钢卷剪成长条不锈钢带，再将不锈钢带冷弯成截面呈“J”型的不锈钢带，然后根据导电轨规格将弯制好的长条“J”型不锈钢带截段；在挤压机上将铝坯热挤压成型，制成“工”字型铝轨，“工”字型铝轨上端两侧面有凹槽；b.“J”型不锈钢带与铝轨复合；①清洗；清洗“J”型不锈钢带和铝轨的结合面以及“J”型不锈钢带的焊接面，②包覆；用两条“J”型不锈钢带包覆工字型铝轨上平面和两上侧面，“J”型不锈钢带的弯曲端嵌入铝轨上侧面的凹槽中，③夹紧；将“J”型不锈钢带夹紧在铝轨上，④焊接制平；两“J”型不锈钢带在铝轨上平面上结合处焊接，焊缝制平，⑤机加工；机加工“J”型不锈钢带上平面。
2.根据权利要求1所述的焊接式钢铝复合导电轨的制备方法，其特征是a.制备“J”型不锈钢带和铝轨步骤中，不锈钢带冷弯采用在冷弯设备上，经多道滚压模具滚压成“J”型。
3.根据权利要求1所述的焊接式钢铝复合导电轨的制备方法，其特征是b.“J”型不锈钢带与铝轨复合中②包覆、③夹紧和④焊接制平步骤均在焊铣专机上进行。
4.根据权利要求3所述的焊接式钢铝复合导电轨的制备方法，其特征是③夹紧步骤为用液压力从上部和左右方向将两“J”型不锈钢带夹紧在铝轨上，液压压强约为5Mpa。
5.根据权利要求3所述的焊接式钢铝复合导电轨的制备方法，其特征是④焊接制平步骤中，两“J”型不锈钢带的焊接采用钨极氩气保护、预应力非穿透性焊接。
6.根据权利要求5所述的焊接式钢铝复合导电轨的制备方法，其特征是两“J”型不锈钢带的焊接坡口间隙为0.5～1.1毫米，焊接电压8～10V，焊接速度为8～12cm/min。
全文摘要
本发明涉及导电轨制备方法技术领域，尤其是一种焊接式钢铝复合导电轨的制备方法，具有如下工艺步骤a.制备“J”型不锈钢带和铝轨；b.“J”型不锈钢带与铝轨复合；①清洗；②包覆；③夹紧；④焊接制平；⑤机加工。利用本发明制造的焊接式钢铝复合导电轨由于不锈钢带和铝轨的结合面长，采用钨极氩气保护、预应力非穿透性焊接，焊接热冷却的时候有使不锈钢带抱得更紧的趋势，不锈钢带和铝轨结合紧密，过渡电阻小，非穿透性焊接不会对铝轨的机械性能造成影响，不锈钢带轧制后材料微观状态、力学性能、耐磨性好，导电轨寿命长。
文档编号B23K9/16GK1814403SQ200610038650
公开日2006年8月9日 申请日期2006年3月3日 优先权日2006年3月3日
发明者阳克荣, 魏传根, 汪强华, 殷聂生 申请人:常州轨道车辆牵引传动工程技术研究中心