一种金属磁记忆钢轨焊缝检测装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于无缝钢轨探伤车技术领域，尤其涉及一种利用金属磁记忆来对钢轨焊缝的探伤的装置。
【背景技术】
[0002]自改革开放以来，随着中国经济的高速增长，全国各地的经济联系越来越紧密，各地间的经济来往也越来越频繁，这对我国的交通运输业提出了越来越高的要求。在交通运输行业中，从单位运量的能源消耗、对环境资源的占有、对环境质量的保护、对自然环境的适应及运营安全等方面考虑，轨道交通运输具有明显的优势。为了适应我国经济发展的要求，目前，我国轨道交通正处于一个欣欣向荣、突飞猛进的时期。而我国铁路无缝线路铺设的长钢轨，主要是采用接触焊、气压焊和铝热焊等三种不同的形式焊接而成。然而近年来，在铁路发生的断轨事故中，有近2/3的断轨事故是发生在焊缝及热影响区部位，钢轨焊缝探伤已经引起探伤人员足够的重视。由于钢轨的化学成分不同以及焊接规范等原因，钢轨焊缝探伤远比普通钢轨探伤困难，一是所用设备和方法都有实质上的差别，而且焊缝探伤分布在整个断面上；二是焊缝的缺陷情况十分复杂，有光斑、灰斑、过烧、夹渣、气孔、疏松等，他们有的是体积状的，有的是面积状的，有些是在焊接过程中形成的，有些则是在使用中产生的，缺陷形状各异，极难分辨检测。在铁路的长期运行过程中，这些缺陷逐渐扩大，其结果必然会导致钢轨使用寿命缩短，降低安全可靠性，最后导致断裂事故发生。因此，如何及早发现钢轨焊缝伤损并采取适合的探伤方法，已成为维修养护单位的重要任务和研宄课题。
[0003]现有的焊缝探伤方法主要是超声波探伤。超声波探伤法具体有分单探头反射法、串列式探伤法、阵列式探伤法、K式探伤法等。但实际上超声波探伤在焊缝探伤的应用中也存在着不利的一面，如由于焊缝表面有咬边、较大的隆起、凹陷以及结构形式特别而产生的一些伪缺陷波(假讯号)，不仅影响超声波探伤的实施，而且对超声波探伤结果的判断有直接的影响，很可能造成误判和错判。并且超声波探伤时，由于焊缝表面反射波的干扰及超声波探伤局限性的限制，表面和近表面缺陷往往容易漏检。比如焊缝表面有余高，它的形状、高度和宽度，焊接接头错边及焊缝表面外接结构等等，都可能使超声波探伤的应用受到限制或直接导致探伤结果判断错误。
[0004]因此本实用新型采用一种新的金属无损检测技术一一金属磁记忆检测，该方法无需对被测对象表面进行专门处理，无需专门的磁化装置。
[0005]20世纪90年代，俄罗斯Doubov教授率先提出金属磁记忆理论。金属磁记忆检测技术利用处于地球磁场中的铁磁性金属的磁性能在应力和变形集中区内产生不可逆变化，在金属与空气边界出现磁导率跃变，其表面产生漏磁场便可无损、快速、便捷、准确地确定铁磁性金属结构上的应力集中和变形区，从而进行强度和寿命的诊断。因此，与传统的无损检测方法相比，金属磁记忆检测技术不仅能够检测出铁磁材料的塑形变形及宏观裂纹，更能有效检测铁磁材料早期应力集中的危险区域，并提供较其它无损检测方法更为全面的诊断信息，具有能够揭示材料内部应力集中区及其应力集中程度，继而能够确定焊接裂纹的存在或者裂纹可能失稳的危险区域。这种新的检测技术能够对焊接结构中的微观缺陷进行早期诊断，防止突发性破坏事故的发生，克服了传统的无损检测方法的不足。这无疑是对金属构件进行早期诊断的一种新的无损检测方法。
[0006]根据金属磁记忆检测钢轨的时间段不同，可分为早期诊断和中后期诊断。早期诊断主要由于钢轨焊缝焊接技术与方法导致各种各样的焊缝缺陷。焊缝缺陷有些是体积状或点状的，如气孔、疏松、过烧和夹渣等；有些则是平面状的，如光斑、灰斑、疲劳裂纹和未焊合等。平面状缺陷十分危险，它不仅减小了钢轨的有效截面，而且还可造成应力集中，甚至导致焊缝拉开或钢轨断裂。而且在钢轨内部，各种不均匀性(如含有夹杂或缺陷等)往往是应力集中的部位。而应力集中将使钢轨该部位在地磁环境中表现为局部的磁场异常，形成所谓的“漏磁场”。因此，可通过磁场测量检测出应力集中部位。通过对漏磁场的测定，可准确的推断钢轨的应力集中区，且我们可通过检测出的应力集中区的分析，有效的判断出该缺陷对钢轨的破坏程度并采取有效措施。这非常有利于钢轨焊缝缺陷的早期检测与预防。
[0007]在中后期诊断时，一方面由于钢轨长时间的受车轮的碾压，早期存在的不显著的初始缺陷不断的扩大，趋于严重，如焊缝不断拉开，钢轨趋于断裂。同时，在车轮的不断碾压下，焊接接头顶面容易被磨损而形成低塌接头，从而导致接头凹凸不平顺。焊接接头的不平顺破坏了轨道的平顺性，当列车高速通过的时候，接头不平顺会导致巨大的轮轨动力冲击，造成钢轨接头应力急剧增大，轨腰和轨底的连接处是应力集中的区域，这个地方最容易形成材料疲劳从而造成裂缝。而金属磁记忆检测，可对每一阶段的钢轨进行全方位的缺陷检查，对钢轨的焊缝缺陷的发展有一个全程监测，并同时能得到较为全面的缺陷反馈的数据，这在当下及以后分析并判断钢轨缺陷时有很大的参考比对价值。通过对钢轨检测的全方位检测，我们能够实时把握掌控钢轨的服役健康状况，能够在钢轨出现非正常工作状况前及时采取预防和补救措施，从而保证行车安全。
[0008]金属磁记忆检测技术在检测钢轨焊缝中体现了如下4个优点:1.钢轨应力集中区是未知的，可以在检测中准确的测出。2.金属磁记忆检测过程中不需要做人工磁化，因为它利用的是共建制造和使用过程中形成的天然磁化强度。3.金属磁记忆检测时不需要对被测金属表面作专门的清理。4.与传统的射线、超声、压力应变片检测相比，金属磁记忆检测能够灵敏地检测出钢轨濒临损伤的状态，在应力-应变状态与钢轨焊缝强度及钢轨寿命预测方面有更为全面和独到的能力。
[0009]所以，金属磁记忆检测技术在检测钢轨焊缝方面具有广阔的应用前景。
【发明内容】
[0010]为了提高国内铁路钢轨的安全检测技术水平，及时有效防止因铁轨焊缝伤损引发的安全事故。本实用新型提供一种金属磁记忆钢轨焊缝探伤装置，本实用新型能够人工控制长距离自动在钢轨上进行焊缝伤损检测并记录分析数据。无论是无缝铁路还是有缝铁路，钢轨伤损主要发生在轨头，均占伤损总数一半以上。在钢轨焊接轨头存在不平顺的情况下，受到的轮轨动力冲击造成钢轨轨头应力急剧增大，轨腰和轨底连接处是应力集中的区域，这个地方最容易形成材料疲劳，造成裂缝最终引起断裂。所以本实用新型主要用于检测钢轨的轨头及轨腰和轨底连接处。
[0011]为了可以达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案:一种金属磁记忆钢轨焊缝检测装置，它包括探伤小车和手持终端；其中，所述探伤小车由车身、两个主动行程车轮、两个从动行程车轮、探头固定杆、两个探测车轮、若干测磁传感器、第一探头轨道、第二探头轨道、第一电机、第二电机以及四个辅助车轮组成。
[0012]所述第一探头轨道和第二探头轨道结构相同、反向放置且紧贴钢轨，它们的横截面均为L型；车身搭设在第一探头轨道和第二探头轨道上，并与第一探头轨道和第二探头轨道可拆卸连接。
[0013]在第一探头轨道对应轨头的下方设有两个主动行程车轮，所述主动行程车轮上装有行程传感器和测速仪，记录小车的即时路程和即时速度；所述两个主动行程车