阅读说明：本技术 一种有轨电车用交叉道岔及其焊接方法 (Cross turnout for tramcar and welding method thereof ) 是由 张立军 姜丽丽 尉小明 闫佳 乔红梅 李忙 智学元 李向前 于 2020-05-25 设计创作，主要内容包括：本发明涉及有轨电车辙叉焊接领域,尤其涉及一种有轨电车用交叉道岔及其焊接方法。包括长轨和至少一套短轨组,所述短轨组包括第一短轨和第二短轨,所述第一短轨与所述第二短轨分别设置在所述长轨的两侧,所述第一短轨、第二短轨朝向所述长轨的一端均开设有坡口,所述第一短轨、第二短轨通过对应的坡口与所述长轨焊接。本申请中交叉道岔采用了长轨和短轨焊接而成,替代传统的由整体叉心与四根短钢轨焊接形成的道岔,传统的道岔在焊接时每个交叉道岔需要重复焊接步骤四次,而本申请采用长轨和两根短轨焊接方式形成道岔,减少了焊接及热处理次数,降低了生产成本及工人劳动强度,有效保障了交叉道岔的高效保质生产。(The invention relates to the field of tramcar frog welding, in particular to a cross turnout for a tramcar and a welding method thereof. Including long rail and one set of short rail group at least, short rail group includes first short rail and second short rail, first short rail with the second short rail sets up respectively the both sides of long rail, first short rail, the orientation of second short rail the groove has all been seted up to the one end of long rail, first short rail, second short rail through the groove that corresponds with the long rail welding. The cross turnout in the application is formed by welding the long rail and the short rail, replaces the traditional turnout formed by welding the whole fork center and the four short steel rails, and each cross turnout needs to be welded repeatedly for four times when being welded.)

一种有轨电车用交叉道岔及其焊接方法

技术领域

本发明涉及有轨电车辙叉焊接领域，尤其涉及一种有轨电车用交叉道岔及其焊接方法。

背景技术

目前，道岔是一种轨道交叉的线路连接设备，由于道岔区的接头数量多、曲线复杂，往往是行车安全事故的高发地带。交叉道岔是道岔的一种，现有技术中交叉道岔是由整体叉心与四根短钢轨焊接形成(如图5所示)。

由于整体叉心和短钢轨属异种材质，焊接难度较大。短钢轨与叉心焊接时需要对叉心加工，打磨清理待焊断面，对叉心与短钢轨进行对接定位，预热、焊接、焊后加热及缓冷，打磨等工作。每个交叉道岔需要重复以上步骤四次，热处理次数多，质量风险高，焊接次数多，焊接成本高，工人劳动强度大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种有轨电车用交叉道岔及其焊接方法，解决传统交叉道岔热处理次数多，质量风险高，焊接次数多，焊接成本高，工人劳动强度大的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种有轨电车用交叉道岔，包括长轨和至少一套短轨组，所述短轨组包括第一短轨和第二短轨，所述第一短轨与所述第二短轨分别设置在所述长轨的两侧，所述第一短轨、第二短轨朝向所述长轨的一端均开设有坡口，所述第一短轨、第二短轨通过对应的坡口与所述长轨焊接。

进一步，所述坡口上部与所述长轨的轨头的水平距离大于所述坡口下部与所述长轨的轨头的水平距离。

进一步，所述坡口上部与所述长轨之间的水平距离为38-40mm，所述坡口下部与所述长轨之间的水平距离为22-25mm，所述坡口的深度为45-49mm。

进一步，所述坡口上部距离所述长轨的水平距离为40mm，所述坡口下部距离所述长轨的水平距离为23mm，所述坡口的深度为47.5mm

进一步，所述坡口下部拐角位置为圆滑过渡。

进一步，所述坡口下部拐角处设计为半径为10的倒圆角。

进一步，所述第一短轨、第二短轨的轨底与所述长轨之间留有焊接间隙。

进一步，所述焊接间隙为18-20mm。

一种有轨电车用交叉道岔的焊接方法，包括如下步骤，

S1：在第一短轨与第二短轨上成型坡口；

S2：将第一短轨与第二短轨的焊接位置对准长轨；

S3：对第一短轨与第二短轨进行预热；

S4：将第一短轨、第二短轨分别和长轨在所述坡口位置和其他连接位置进行焊接；

S5：焊接完成后，对焊接位置进行加热缓冷。

进一步，所述步骤S2之前对第一短轨与第二短轨焊接位置进行除锈处理。

进一步，所述除锈处理的打磨范围包括焊接面及距离焊接面30mm范围内。

进一步，所述步骤S3中，将第一短轨与第二短轨预热温度至450℃，预热范围在距离焊接面80mm范围内。

进一步，所述步骤S4中，焊接方式采用MAG焊，焊接材料为Φ1.2mmER83-1焊丝，保护气体为20％CO2+80％Ar，焊接电流为150-200A。

进一步，所述步骤S4中，焊接步骤包括如下：

S4-1：将第一短轨/第二短轨与长轨的轨底爬坡、轨腰及部分下颚连接位置进行打底处理；

S4-2：将坡口与长轨连接位置进行打底处理；

S4-3：将轨底进行填充焊；

S4-4：将轨底爬坡、轨腰、部分下颚位置进行填充焊及盖面焊；

S4-5：将坡口区域进行填充焊及盖面焊；

S4-6：将下颚及轨底三角区进行焊接，完成焊接。

进一步，所述步骤S5中，焊接完成后，对焊接位置的长轨及距离焊接位置80mm内的第一短轨和第二短轨进行加热，加热的温度为600-650℃，然后采用保温棉保温，缓冷至室温。

本发明提供一种有轨电车用交叉道岔，包括长轨和至少一套短轨组，所述短轨组包括第一短轨和第二短轨，所述第一短轨与所述第二短轨分别设置在所述长轨的两侧，所述第一短轨、第二短轨朝向所述长轨的一端均开设有坡口，所述第一短轨、第二短轨通过对应的坡口与所述长轨焊接。这样，本申请中交叉道岔采用了长轨和短轨焊接而成，替代传统的由整体叉心与四根短钢轨焊接形成的道岔，传统的道岔在焊接时每个交叉道岔需要重复焊接步骤四次，而本申请采用长轨和两根短轨焊接方式形成道岔，减少了焊接及热处理次数，降低了生产成本及工人劳动强度，有效保障了交叉道岔的高效保质生产。

本发明提供一种有轨电车用交叉道岔的焊接方法，包括如下步骤，

在第一短轨与第二短轨上成型坡口；将第一短轨与第二短轨的焊接位置对准长轨；对第一短轨与第二短轨进行预热；将第一短轨、第二短轨分别和长轨在所述坡口位置和其他连接位置进行焊接；焊接完成后，对焊接位置进行加热缓冷。这样，通过控制所述坡口加工阶段的轨腰及轨底爬坡采取仿形加工，可有效保障焊接接头熔透金属量及耐磨层深度；接头位置焊接更加牢固；而且焊接时仅需要将第一短轨、第二短轨分别与长轨进行焊接，并且由于焊接位置处于长轨两侧，同时可以实现两人双侧同时进行，保证焊接效率，有效减少焊接次数，节省焊接成本，工人劳动强度小。

附图说明

图1为本发明一种有轨电车用交叉道岔结构示意图；

图2为本发明一种有轨电车用交叉道岔坡口位置局部示意图；

图3为本发明一种有轨电车用交叉道岔的焊接方法流程示意图；

图4为本发明一种有轨电车用交叉道岔的焊接方法焊接步骤流程示意图；

图5为现有技术中交叉道岔结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、长轨，101、轨头，102、轨腰，103、轨底，2、第一短轨，3、第二短轨，4、坡口，401、拐角，5、整体叉心，6、短钢轨。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“中心”、“内”、“外”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1-图2所示，本发明提供一种有轨电车用交叉道岔，包括长轨1和至少一套短轨组，所述短轨组包括第一短轨2和第二短轨3，所述第一短轨2与所述第二短轨3分别设置在所述长轨1的两侧，所述第一短轨2、第二短轨3朝向所述长轨1的一端均开设有坡口4，所述第一短轨2、第二短轨3通过对应的坡口4与所述长轨1焊接。这样，本申请中交叉道岔采用了长轨1和短轨焊接而成，替代传统的由整体叉心5与四根短钢轨6焊接形成的道岔，传统的道岔在焊接时每个交叉道岔需要重复焊接步骤四次，而本申请采用长轨1和两根短轨焊接方式形成道岔，减少了焊接及热处理次数，降低了生产成本及工人劳动强度，有效保障了交叉道岔的高效保质生产。

本发明的有轨电车用交叉道岔，如图1-图2所示，在前面描述的技术方案的基础上还可以是：所述坡口4上部与所述长轨1的轨头101的水平距离大于所述坡口4下部与所述长轨1的轨头101的水平距离。这样，坡口4位置配合长轨1的侧边缘形成上宽下窄的槽型结构，在焊接过程中，由于坡口4位置整个呈广口结构，为焊接提供方便，并且在焊接过程中，是在坡口4与长轨1的轨头101所形成的槽型结构的底部连接位置先进行焊接，之后填充焊，因为广口结构的原因，由下至上每层填充的焊线条数逐层增加，例如最底层焊三条，那么它的上层可以填充四层，逐级增加，保证填充焊更加细致，焊接强度更高。

进一步优选的技术方案是：所述坡口4上部与所述长轨1之间的水平距离为38-40mm，所述坡口4下部与所述长轨1之间的水平距离为22-25mm，所述坡口4的深度为45-49mm。这样，在焊接时，基于焊接条数的选择及填充层数，以及整个短轨和长轨1的整体高度的考虑，本申请将坡口4数据参数设计为顶宽38-40mm，下宽22-25mm，深度为45-49mm。进一步优选的技术方案是：所述坡口4上部距离所述长轨1的水平距离为40mm，所述坡口4下部距离所述长轨1的水平距离为23mm，所述坡口4的深度为47.5mm。

本发明的有轨电车用交叉道岔，如图1-图2所示，在前面描述的技术方案的基础上还可以是：所述坡口4下部拐角401位置为圆滑过渡。进一步优选的技术方案是：所述坡口4下部拐角401处设计为半径为10的倒圆角。这样，将坡口4下部拐角401处设计为半径为10的倒圆角，若不设计倒圆角，那么在拐角401位置填充焊时，角部位置容易漏焊形成空隙，形成结构强度漏点，但设计成圆滑过渡的圆倒角可以有效避免漏点现象，并且圆倒角的半径选择是依据填充焊时的填充量而定，圆倒角过小，起不到防漏点的作用，圆倒角过大，那么坡口4与轨头101所形成的整个槽型空间下部较窄，无法保证焊接强度。

本发明的有轨电车用交叉道岔，如图1-图2所示，在前面描述的技术方案的基础上还可以是：所述第一短轨2、第二短轨3的轨底103与所述长轨1之间留有焊接间隙。进一步优选的技术方案是：所述焊接间隙为18-20mm。这样，为了保证焊接的可靠性，在第一短轨2、第二短轨3的轨底103与长轨1之间留有焊接间隙，焊接间隙可以有效增加焊接面积，进一步保证轨底103与长轨1的焊接强度。

如图3-图4所示，本发明提供一种有轨电车用交叉道岔的焊接方法，包括如下步骤，

S1：在第一短轨2与第二短轨3上成型坡口4；

S2：将第一短轨2与第二短轨3的焊接位置对准长轨1；

S3：对第一短轨2与第二短轨3进行预热；

S4：将第一短轨2、第二短轨3分别和长轨1在所述坡口4位置和其他连接位置进行焊接；

S5：焊接完成后，对焊接位置进行加热缓冷。

这样，通过控制所述坡口4加工阶段的轨腰102及轨底103爬坡采取仿形加工，可有效保障焊接接头熔透金属量及耐磨层深度；接头位置焊接更加牢固；而且焊接时仅需要将第一短轨2、第二短轨3分别与长轨1进行焊接，并且由于焊接位置处于长轨1两侧，同时可以实现两人双侧同时进行，保证焊接效率，有效减少焊接次数，节省焊接成本，工人劳动强度小。

本发明的有轨电车用交叉道岔的焊接方法，如图3-图4所示，在前面描述的技术方案的基础上还可以是：所述步骤S2之前对第一短轨2与第二短轨3焊接位置进行除锈处理。若不对第一短轨2与第二短轨3的焊接位置进行除锈处理，会在第一短轨2与第二短轨3的表面形成的油、污、锈、垢、漆、水分等杂物，这些杂物会在焊接时产生大量的气体，并占领了液态金属位置，阻碍了熔池液态金属的流动，从而导致焊缝出现气孔、夹渣、裂纹、未焊透、未熔合等缺陷。因此，进行除锈处理可以有效增强焊接效果。

进一步优选的技术方案是：所述除锈处理的打磨范围包括焊接面及距离焊接面30mm范围内。打磨范围的选择基于焊接效果的考虑，除了打磨焊接面以外，距离焊接面30mm内，超过30mm外没有必要进行打磨，因为在焊接时，焊接范围不会超出距离焊接面30mm，打磨范围超过30mm时浪费不必要的劳动力。

本发明的有轨电车用交叉道岔的焊接方法，如图3-图4所示，在前面描述的技术方案的基础上还可以是：所述步骤S3中，将第一短轨2与第二短轨3预热温度至450℃，预热范围在距离焊接面80mm范围内。预热温度在450℃的温度时，有效防止冷裂纹的产生。

本发明的有轨电车用交叉道岔的焊接方法，如图3-图4所示，在前面描述的技术方案的基础上还可以是：所述步骤S4中，焊接方式采用MAG焊，焊接材料为Φ1.2mm ER83-1焊丝，保护气体为20％CO2+80％Ar，焊接电流为150-200A。

本发明的有轨电车用交叉道岔的焊接方法，如图3-图4所示，在前面描述的技术方案的基础上还可以是：所述步骤S4中，焊接步骤包括如下：

S4-1：将第一短轨2/第二短轨3与长轨1的轨底103爬坡、轨腰102及部分下颚连接位置进行打底处理；

S4-2：将坡口4与长轨1连接位置进行打底处理；

S4-3：将轨底103进行填充焊；

S4-4：将轨底103爬坡、轨腰102、部分下颚位置进行填充焊及盖面焊；

S4-5：将坡口4区域进行填充焊及盖面焊；

S4-6：将下颚及轨底103三角区进行焊接，完成焊接。

本发明的有轨电车用交叉道岔的焊接方法，如图3-图4所示，在前面描述的技术方案的基础上还可以是：所述步骤S5中，焊接完成后，对焊接位置的长轨1及距离焊接位置80mm内的第一短轨2和第二短轨3进行加热，加热的温度为600-650℃，然后采用保温棉保温，缓冷至室温。

实施例

一种有轨电车用交叉道岔的焊接方法通过MAG焊接方法；将长轨1和短轨焊接在一起，通过控制待焊短轨坡口4尺寸，预热温度，焊接参数，焊后加热温度等参数，成功实现了新型交叉道岔的MAG焊接，减少了焊接及热处理次数，降低了生产成本及工人劳动强度，有效保障了交叉道岔的高效保质生产。

本发明提供有轨电车用交叉道岔的焊接方法，通过控制所述坡口4加工阶段的轨腰102及轨底103爬坡采取仿形加工，轨底103与中间长轨1间隙18-20mm，轨头101顶面40mm长，47.5mm深的坡口4尺寸，可有效保障焊接接头熔透金属量及耐磨层深度；焊接面及周边30mm范围进行打磨除锈，目的不影响焊接效果，使接头更加牢固；接头对正，可以保证焊接接头型式尺寸满足整个产品的要求；通过控制所述预热阶段的加热温度450℃，可以有效保证焊接断面形成足够的加热区，避免形成硬而脆的针状马氏体组织，进而避免冷裂纹的产生。两人双侧同时进行，目的是使两侧焊接接头变形尽量一致，避免给焊后造成麻烦；通过控制所述焊接阶段的焊接方法MAG，焊接材料(Φ1.2mm ER83-1焊丝)，保护气体(20％CO2+80％Ar)，焊接电流150-200A。焊接顺序：第一步，焊接轨底103爬坡、轨腰102、及部分下颚打底；第二步，轨头101打底；第三步轨底103填充；第四步，轨底103爬坡、轨腰102、部分下颚填充及盖面；第五步，轨头101填充及盖面；第六步，下颚及轨底103三角区焊接。充分保证了焊接质量更加稳定。

发明提供一种有轨电车用交叉道岔的焊接方法，焊接完成后，对中间长轨1与两侧短轨焊接接头进行加热，加热的温度为600-650℃，加热范围为中间长轨1与两侧短轨焊接接头处两侧各80mm，然后通过采用保温棉保温，缓冷至室温，可以有效减少焊接接头内部焊接应力。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。