專利名稱：合成磁場式在線鋼軌焊縫正火處理方法及正火中頻感應器的制作方法
技術領域：
本發明涉及中頻感應加熱領域，具體地指一種合成磁場式在線鋼軌焊縫正火處理
方法及正火中頻感應器。
背景技術：
現代鐵路的鋪設過程是，先將100米長的短軌，在焊軌車間利用閃光焊機焊接成 500米的長軌，再將長軌運至線路，利用移動式焊軌車上的閃光焊機將長軌焊接連成線路。
無論在焊軌車間，還是在鋪設線路上，閃光焊機每焊接一次，都會產生一個焊縫， 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械性能，有必要對每個焊縫進行正火處理。在焊軌車間，利用中 頻感應加熱原理，將一個環形空心感應圈套在長軌上(鋼軌3置于線圈內)，利用線圈內的 主磁通，依次對每個焊縫進行電磁感應加熱，在車間完成長軌焊縫正火處理(其使用狀態 及原理如說明書附圖中的圖l和圖2所示)；而在線路上，長軌已焊接連成線路，并固定在 (水泥)枕木上，能在焊軌車間使用的環形正火感應線圈，無法套在連成線路的鋼軌上，所 以當前鐵路鋪設工地，仍舊采用烈焰正火工藝(車間焊縫正火早已淘汰該工藝)，烈焰正火 (乙炔火燒)過程是對鋼軌焊縫表面進行明火加熱，因而存在如下缺點
(1)明火加熱，表面升溫快，內部升溫慢，加熱效率低；
(2)火焰加熱，芯表溫差大，受熱不均勻，正火質量差； (3)烈焰正火過程使用氧氣助燃，導致鋼軌表面被氧化，產生較厚的氧化皮，影響 鋼軌表面質量； (4)明火加熱難以實現自動控制和溫度檢測，所以很難保證焊縫正火質量的一致 性。
發明內容
本發明的目的就是提供一種合成磁場式在線鋼軌焊縫正火處理方法及正火中頻 感應器，以克服上述烈焰正火處理存在的缺陷。 為實現上述目的，本發明提供的合成磁場式在線鋼軌焊縫正火處理方法是一種利
用感應加熱對鋼軌進行正火處理的方法。其特別之處在于它是將兩個獨立的，并且相同的
子感應器包覆于在線鋼軌的焊縫外表面，兩個子感應器扣合后的內側形狀與鋼軌的截面外
形相吻合；對在線鋼軌包覆后兩個子感應器的接觸面相互絕緣，對子感應器通入中頻交流
電，使在線鋼軌焊縫處產生渦流而進行升溫加熱，從而完成正火處理過程。 上述方法中使用的子感應器由繞制于導磁體上的空心銅管構成，所述導磁體靠近
鋼軌的內側設有凹槽，所述空心銅管的一側嵌于所述凹槽內，所述空心銅管的另一側繞制
于所述導磁體的外表面。 在上述方法中，通入中頻交流電后，使兩個感應器各自形成的磁場在在線鋼軌中 的磁力線方向相同。
本發明提供的可用于實現上述方法的合成磁場式在線鋼軌焊縫正火中頻感應器， 包括一對相同且對稱的子感應器，一對子感應器的內側形狀分別與鋼軌的一半截面外形相 對應，用于兩個子感應器扣合后將在線鋼軌包覆，包覆后一對子感應器間的接觸面相互絕 緣。 上述正火中頻感應器中使用的子感應器由繞制于導磁體上的空心銅管構成，所述 導磁體靠近鋼軌的內側設有凹槽，所述空心銅管的一側嵌于所述凹槽內，所述空心銅管的 另一側繞制于所述導磁體的外表面。 —對子感應器上分別設有導電板對，每一導電板對中間分別設有絕緣板。 一個子 感應器上的導電板對的一塊導電板與另一子感應器上的導電板對的一塊導電板相互貼合。 導電板對的另外兩塊導電板分別與通電引出端相互貼合。 所述正火中頻感應器還包括一套夾緊裝置，一對子感應器扣合后，能夠夾緊接線 端和導電板對，以便通電并固定一對子感應器。 本發明的正火中頻感應器可方便地扣合并包覆在焊接成線路的鋼軌上，實現鋼軌 焊縫在線中頻正火處理。與當前鋼軌鋪設線路上采用的焊縫烈焰正火工藝相比，具有以下 優點 (1)中頻感應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)中頻感應加熱屬于電加熱，加熱過程容易實現自動化，保證正火處理質量的一 致性； (3)感應加熱對鋼軌表面氧化作用極小，提高了加熱后的鋼軌表面質量； (4)感應加熱鋼軌焊縫，有利于遠紅外測溫儀的應用，加熱過程可實現溫度閉環控
制，提高鋼軌焊縫正火質量。
圖1為在現有焊軌車間中使用的空心線圈感應器套在鋼軌上時的結構示意圖；
圖2為圖1的A-A剖面圖； 圖3為本發明的中頻感應器中兩子感應器張開并脫離鋼軌時的結構示意圖；
圖4為圖3的俯視圖；
圖5為圖3的B-B剖面圖； 圖6為本發明的中頻感應器中兩子感應器扣合在鋼軌上時的結構示意圖；
圖7為圖6的俯視圖；
圖8為圖6的C-C剖面圖； 圖中，子感應器1、2，鋼軌3，導電板對4、5(其中導電板對4的兩塊導電板4. 1、 4.2 ;導電板對5的兩塊導電板5. 1、5. 2)，絕緣板6. 1、6. 2，夾緊裝置7，通電引出端8、9，導 磁體IO，空心銅管的一側11. 1、空心銅管的另一側11. 2。
具體實施例方式以下結合附圖和具體實施例對本發明作進一步的詳細描述 圖1和圖2為現有焊軌車間中，用環形空心線圈感應器套在鋼軌3的焊縫處進行 電磁感應加熱的結構示意圖，其工作原理因在背景技術部分已作了詳細介紹，于此不再贅述。 由于環形感應器無法套在已鋪設的鋼軌3上，所以本發明提出了利用可分開和合 攏的兩個子感應器實現對在線鋼軌進行正火處理的方法。其加熱過程是將兩個獨立的，并 且相同的子感應器包覆于在線鋼軌的焊縫外表面，兩個子感應器扣合后的內側形狀與鋼軌 的截面外形相吻合；對在線鋼軌包覆后兩個子感應器的接觸面相互絕緣，對子感應器通入 中頻交流電，且以兩個子感應器各自形成的磁場在在線鋼軌中的磁力線方向相同為優，進 而在在線鋼軌焊縫處產生渦流而進行升溫加熱，從而完成正火處理過程。子感應器主要由 繞制于導磁體上的空心銅管構成，其導磁體靠近鋼軌的內側設有凹槽，空心銅管的一側嵌 于該凹槽內，空心銅管的另一側繞制于導磁體的外表面。由于導磁體的磁阻很小，鋼軌本身 也是良好的導磁體，所以子感應器的主磁通將切入鋼軌形成磁回路，兩個子感應器產生的 兩組交變磁場的合成在鋼軌中產生電磁感應加熱的效果，與焊軌車間用的單個空心環形感 應器效果相同。 如圖3至圖8所示，可用于實現上述方法的一種合成磁場式在線鋼軌焊縫正火中 頻感應器，包括一對相同且對稱的子感應器1、2以及能夠將一對子感應器1、2固定的夾緊 裝置7。 一對子感應器1、2上分別設有導電板對4、5及其所夾的絕緣板6. 1、6. 2。子感應 器1、2由繞制于導磁體10上的空心銅管構成。導磁體10靠近鋼軌的內側設有凹槽，空心 銅管的一側11. 1即嵌于上述凹槽內，空心銅管的另一側11. 2繞制于導磁體10的外表面。 一個子感應器1上的導電板對4的一塊導電板4. 2與另一子感應器2上的導電板對5的一 塊導電板5.2相互貼合。導電板對4、5的另外兩塊導電板4. 1、5. l分別與通電引出端8、9 相互貼合。 一對子感應器1、2的內側形狀分別與鋼軌3的一半截面外形相對應，用于兩個 子感應器1、2扣合后將在線鋼軌3包覆。 使用該中頻感應器進行加熱時，先使一對子感應器1、2張開，如圖3和圖4所示； 接下來，將張開的一對子感應器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，中頻電流可通過通電引出端8、9和導電板4. 1 、 5. 1進行送電，如圖6和圖7所 示；兩個子感應器1、2通電后產生交變磁場，并在鋼軌3內產生渦流，實現對在線鋼軌3焊 縫處的加熱，圖3左側的單個子感應器1、以及兩個子感應器1、2產生的主磁場的流向圖分 別如圖5和圖8所示。利用本發明的能夠分開與合攏的中頻感應器，即可方便地對在線鋼 軌3進行中頻感應加熱，實現焊縫的正火處理。
權利要求
一種合成磁場式在線鋼軌焊縫正火處理方法，是一種利用感應加熱對在線鋼軌進行正火處理的方法，其特征在于它是將兩個獨立的，并且相同的子感應器包覆于在線鋼軌的焊縫外表面，兩個子感應器扣合后的內側形狀與鋼軌的截面外形相吻合；對在線鋼軌包覆后兩個子感應器的接觸面相互絕緣，對子感應器通入中頻交流電，使在線鋼軌焊縫處產生渦流而進行升溫加熱，從而完成正火處理過程。
2. 根據權利要求1所述的合成磁場式在線鋼軌焊縫正火處理方法，其特征在于所述 子感應器由繞制于導磁體上的空心銅管構成，所述導磁體靠近鋼軌的內側設有凹槽，所述 空心銅管的一側嵌于所述凹槽內，所述空心銅管的另一側繞制于所述導磁體的外表面。
3. 根據權利要求1或2所述的合成磁場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，兩個子感應器各自形成的磁場在在線鋼軌中的磁力線方向相同。
4. 一種合成磁場式在線鋼軌焊縫正火中頻感應器，其特征在于它包括一對相同且對 稱的子感應器(1、2)，一對子感應器(1、2)的內側形狀分別與鋼軌(3)的一半截面外形相對 應，用于兩個子感應器扣合后將在線鋼軌(3)包覆；包覆后一對子感應器(1、2)間的接觸面 相互絕緣。
5. 根據權利要求4所述的合成磁場式在線鋼軌焊縫正火中頻感應器，其特征在于所述子感應器(1、2)由繞制于導磁體(10)上的空心銅管構成，所述導磁體(10)靠近鋼軌 的內側設有凹槽，所述空心銅管的一側(11.1)嵌于所述凹槽內，所述空心銅管的另一側 (11.2)繞制于所述導磁體(10)的外表面。
6. 根據權利要求4或5所述的合成磁場式在線鋼軌焊縫正火中頻感應器，其特征在于 一對子感應器(1、2)上分別設有導電板對(4、5)，每一導電板對(4、5)中間分別設有絕緣板 (6. 1、6.2)，一個子感應器(1)上的導電板對(4)的一塊導電板(4.2)與另一子感應器(2) 上的導電板對(5)的一塊導電板(5. 2)相互貼合，導電板對(4、5)的另外兩塊導電板(4. 1、 5. 1)分別與通電引出端(8、9)相互貼合。
7. 根據權利要求6所述的合成磁場式在線鋼軌焊縫正火中頻感應器，其特征在于它 還包括能夠將一對子感應器(1、2)固定的夾緊裝置(7)。
全文摘要
本發明指一種合成磁場式在線鋼軌焊縫正火處理方法及正火中頻感應器，涉及中頻感應加熱領域，用于克服烈焰正火處理存在的缺陷。本方法是將兩個獨立的，并且相同的子感應器包覆于在線鋼軌的焊縫外表面，兩個子感應器扣合后的內側形狀與鋼軌的截面外形相吻合；對兩個子感應器的接觸面相互絕緣，對子感應器通入中頻交流電，使在線鋼軌焊縫處產生渦流而進行升溫加熱，從而完成正火處理過程；本正火中頻感應器包括一對相同且對稱的子感應器，其內側形狀分別與鋼軌的一半截面外形相對應，用于兩個子感應器扣合后將在線鋼軌包覆；包覆后一對子感應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，實現鋼軌焊縫在線中頻正火處理。
文檔編號E01B31/18GK101792991SQ201010124040
公開日2010年8月4日 申請日期2010年3月9日 優先權日2010年3月9日
發明者葉新民, 張保軍, 方開慧, 江惠生, 陳斌 申請人:武漢利德測控技術股份有限公司