un5150钢轨交流闪光焊机研制

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1、西南交通大学硕士研究生学位论文第1页摘要我国主要依靠引进国外钢轨闪光焊机进行焊轨生产和无缝线路铺设施工，而具有全部自主知识产权的国产钢轨闪光焊机目前尚属空白。在消化吸收国外现代焊轨技术装备的基础上，综合利用我国现有研究成果，本课题研制了第一台具有完全自主知识产权的国产钢轨闪光焊机——uN5—150钢轨交流闪光焊机。这对于提高我国轨道装备现代化水平，实现钢轨焊接装备国产化，节约大量外汇具有重要意义。本课题研制的闪光焊机机头，采用央紧和对中方便，结构紧凑的悬挂式结构；其控制系统采用工控机为上位机、PLc为下位机的双cPu控制形式：系统采用电液比例伺服控制系统，实现闪

2、光速度和项锻速度控制；通过对焊接压力、位移、电流、电压等参数进行实时采集，软件系统可以生成焊接参数组合图，进而可分析焊接质量。焊机经过初步调试，结果表明：采用钳形夹紧机头利用杠杆增压的方式，央紧力大，能满足钢轨焊接生产要求：闪光过程中动夹具的送进与后退通过PLc控制比例伺服阀完成，响应速度快、控制精度高、调节范围宽；uN5一150钢轨交流闪光焊机抗干扰能力强，能可靠、方便地进行焊轨工作：UN5．150钢轨交流闪光焊机体积小、重量轻，与国外同类焊机相比，具有较高的性价比，同时配件全部国产化，大大降低了运行费用。关键词：闪光焊机；控制系统；钢轨西南交通大学硕士研究生

3、学位论文第3页型大口径管道闪光对焊机也采用了脉动闪光焊的技术“⋯。1．2钢轨闪光焊机国内外现状1．2．1钢轨闪光焊机的种类按馈电到焊机钳口的电压方式，可以分为直流和交流钢轨焊机。交流闪光焊机是将电源电压，经焊机内的焊接变压器降压后，直接将二次电压送到焊机导电钳口上。钳口电压较低，一般是5—7V。焊接变压器原边从电网的二相获取电压(AB相或Bc、AC相)，焊机功率一般在150—300kVA。交流焊机的焊接变压器靠近钢轨、二次回路所包围的面积小，具有很小的回路阻抗，从而增大了焊接时的有效输出功率。属于这类的典型焊机是乌克兰巴顿焊接研究所生产的K355A、K—190Ⅱ

4、K、K900和美国霍兰德(HoLLAND)公司制造的K355H型钢轨闪光焊机。直流焊机从电网取三相电源。经焊接变压器降压，二次电压经过整流器整流为直流电压，馈电到导电钳口。属于这类焊机的有英国AI公司制造的APHF／60、瑞典ESAB公司制造的zFR／GC5T、瑞士制造的G从S一80／580焊机。目前，国内外的钢轨闪光焊机主要有次级整流闪光焊机和交流闪光焊机两种，次级整流闪光焊机的焊接质量比交流闪光焊机的要高，而交流闪光焊机比次级整流闪光焊机更节能、更有效率“+2⋯。GAas80型焊机在焊机设计方面都有许多发展。首先，为提高焊机刚度，减少焊机变形，采用了龙门式或

5、框架式机体。其次，为了保证钢轨焊接接头的几何尺寸，将夹紧与导电钳口分开，并由单向单点夹钳发展到多向多点夹钳，夹紧以后仍可调整、自动对中等。近年来，焊机均带有自动去毛刺机构。为保证质量，一些焊机附有参数自动记录装置或质量监控装置等4’‘’“3。表卜l、卜2是几种典型焊机种类与性能。西南交通大学硕士研究生学位论文第5页表卜2K系列钢轨接触焊机型号及主要参数”1型号主要参数固定式移动式K190nk一1K1000丰K355A—lK900K9001斗功率(KvA)150300150250重量(Kg)80008500200025002600最大可焊截面(㈣2)1000020

6、000100001200020000焊65Kg／m轨生产率(头／lO一1220—3010—1210～1515—20时)最大顶锻力(T)6090455090最大夹紧力(T)170200125135270烧化速度(Ⅻ／s)0．2—1．00．2—2．0．22—1．00．2—3．00项锻速度(m／s)>20>30可动机架最大行程(棚)659070注：K1000和K900T于1996年推出。1．2．2各类钢轨闪光焊机的特点典型交流闪光焊机有乌克兰巴顿焊接研究所生产的K355A、K190ⅡK、K900和美国霍兰德(HOLLAND)公司制造的K355H型钢轨闪光焊机，主要参数

7、见表卜2，其特点如下。3：①电功率小，焊接断面积大，体积小，重量轻，机械结构紧凑灵活。②在设计上采用了并联的两台十分靠近且对称给钢轨两侧的变压器供电，从而极大地降低了焊机的总阻抗(电回路阻抗及短路阻抗)，约为～般接触焊机的l／5。设计的额定功率约为直流焊轨机的1／3。③采用程控降压法，焊轨过程是靠电气、液压随动系统和程序控制装置给西南交通大学硕士研究生学位论文第6页定的焊轨工艺自动进行，对钢轨进行无预热连续闪光焊接，使钢轨接头加热均匀，同时，还使加热区缩小1／3一l／2，提高了钢轨接头的质量。典型直流闪光焊机有瑞士制造的GAas80／700型和GAas80／58

8、0型焊机，其特点为“3：