專利名稱：一種用于鋼軌表面強(qiáng)韌化處理的在線激光加工設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于表面強(qiáng)化與修復(fù)技術(shù)，涉及一種實(shí)現(xiàn)鋼軌表面強(qiáng)韌化和修復(fù)處理的在 線激光加工設(shè)備，尤其適用于鐵路、地鐵和輕軌的鋼軌表面強(qiáng)韌化處理。
背景技術(shù)：
隨著列車速度、運(yùn)量和軸重的提高，鋼軌因?yàn)槟p失效的速率越來(lái)越快，因鋼軌損 傷而導(dǎo)致的列車脫軌事故時(shí)而發(fā)生。我國(guó)每年用于更換和維修損傷鋼軌的直接費(fèi)用達(dá)數(shù) 十億元人民幣。高速、重載列車對(duì)列車的運(yùn)行平穩(wěn)性和安全性有更高的要求，鋼軌的耐磨性更好、 使用壽命更長(zhǎng)是其中的關(guān)鍵因素之一。對(duì)普通鐵路運(yùn)行線路來(lái)說(shuō)，鋼軌的損傷主要表現(xiàn) 為孔裂、軌頭垂直和水平裂紋、擦傷、淬火裂紋、軌腰圓弧縱裂、核傷、剝離掉塊及魚 鱗紋等。對(duì)無(wú)縫線路來(lái)說(shuō)，鋼軌的損傷主要表現(xiàn)為焊接接頭損傷、軌頭垂直和水平裂紋、 孔裂、擦傷、剝離掉塊及魚鱗紋、軌腰圓弧縱裂和核傷等，主要是由于列車運(yùn)輸過(guò)程中 軌、輪的摩擦磨損、疲勞磨損等原因所致。迄今為止，如何有效緩解和消除這些軌道傷 損還沒(méi)有行之有效的解決辦法，只有采用直接更換鋼軌的方式，使得鐵路運(yùn)營(yíng)成本居高 不下。隨著我國(guó)鐵路第六次大提速的實(shí)現(xiàn)和四縱四橫鐵路主干線建設(shè)項(xiàng)目的啟動(dòng)，鐵路運(yùn) 營(yíng)高速化、重載化已成為加快我國(guó)鐵路運(yùn)輸業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。然而，在現(xiàn)有軌道條件 下，機(jī)車軸重、運(yùn)行速度和強(qiáng)度的提高將進(jìn)一步縮短鐵路基礎(chǔ)部件的使用壽命和維修周 期，鋼軌檢修和列車運(yùn)行安全也將面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，并成為制約我國(guó)進(jìn)一步提高軌道運(yùn)輸 能力的瓶頸。僅僅是鐵路工務(wù)部門每年用于更換道岔部分主要部件(如尖軌、護(hù)輪軌、 基本軌、岔心)所涉及到的鋼軌材料費(fèi)、人工費(fèi)就數(shù)量驚人，加上更換正線、彎道及其 它部分所造成的直接經(jīng)濟(jì)損失，和因?yàn)殍F道維修影響列車運(yùn)輸導(dǎo)致運(yùn)能不足所帶來(lái)的間 接經(jīng)濟(jì)損失，其值更是難以估量。因此，進(jìn)一步提高鐵路軌道的使用壽命成為我國(guó)發(fā)展 高速、重載列車的必要保障。為了提高鐵道鋼軌的使用壽命，國(guó)內(nèi)外一般采取三種方法第一，采用感應(yīng)全長(zhǎng)淬 火工藝，獲得細(xì)片狀珠光體組織；第二，采用低合金高碳鋼取代普通碳素鋼；第三，采 用貝氏體鋼或者低碳馬氏體鋼取代高碳鋼，進(jìn)一步提高鋼軌的表面硬度等。在過(guò)去幾年 中，鋼軌全長(zhǎng)淬火技術(shù)取得了顯著的效果，它使鋼軌的耐磨性分別提高了 50% (直道) 和100% (彎道)。然而，全長(zhǎng)淬火技術(shù)的主要不足之處在于鋼軌的表面不能夠出現(xiàn)馬氏 體甚至貝氏體組織，否則將大幅度降低鋼軌的斷裂韌性，導(dǎo)致鋼軌在服役過(guò)程中出現(xiàn)斷 軌等事故，嚴(yán)重影響到鐵道的安全運(yùn)行。因此，全長(zhǎng)淬火后鋼軌硬度一般控制在Hv320 390之間，其耐磨性潛力的挖掘己經(jīng)接近極限。低合金高碳鋼鋼軌與全長(zhǎng)淬火技術(shù)相結(jié) 合，可以進(jìn)一步提高鋼軌耐磨性，但效果不顯著。低碳馬氏體鋼軌和貝氏體鋼軌尚處于 研發(fā)階段，主要的困難在于如何保證鋼軌的焊接接頭強(qiáng)度問(wèn)題。激光表面強(qiáng)化技術(shù)是近二十年發(fā)展十分迅速的金屬材料表面強(qiáng)化技術(shù)之一，它包括 激光相變淬火、熔凝淬火、表面合金化和表面熔覆技術(shù)等工藝，其共同特點(diǎn)是加熱速度 快、熱影響區(qū)小、工件變形小，因此有望取代感應(yīng)全長(zhǎng)淬火工藝，成為新一代的鋼軌表 面強(qiáng)化工藝。我們前期的研究成果表明，由于激光表面強(qiáng)化技術(shù)的高加熱速度、高冷卻 速度、硬化層深度有限和硬化層呈現(xiàn)壓應(yīng)力狀態(tài)等特點(diǎn)，鋼軌表面即使出現(xiàn)馬氏體組織， 也不會(huì)導(dǎo)致鋼軌的強(qiáng)韌性顯著下降。特別是由于馬氏體組織的硬度顯著高于細(xì)片狀珠光 體，因此可以突破感應(yīng)全長(zhǎng)淬火工藝時(shí)鋼軌表面硬度不能高于Hv390的上限，使得鋼軌 的表面耐磨性躍上新臺(tái)階。此外，激光表面淬火技術(shù)具有硬化層深度方便調(diào)控、不需要 淬火介質(zhì)、不需要回火、工件變形小等特點(diǎn)，因此除了可以在生產(chǎn)車間內(nèi)實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)加工， 還可望研發(fā)出專用裝備，完成軌道的在線淬火。顯然，考慮到鐵路干線繁忙的現(xiàn)狀，在線激光加工設(shè)備應(yīng)具有高機(jī)動(dòng)性，能夠在盡 量不影響列車正常運(yùn)行的前提下，實(shí)現(xiàn)軌道表面強(qiáng)韌化和修復(fù)加工處理。中國(guó)實(shí)用新型專利文獻(xiàn)"一種鐵路軌道激光維修車"(公告號(hào)為CN2622241，
公開日
為2004年06月30日)報(bào)道中，提出了一種鐵路軌道激光維修車，它可以在不拆卸鋼 軌的前提下，實(shí)現(xiàn)鋼軌的在線強(qiáng)化與修復(fù)。該文獻(xiàn)提出的鐵路軌道激光維修車包括牽引 及控制車和軌道作業(yè)車兩部分。牽引控制車是在鐵路軌道車的基礎(chǔ)上改制的，主要區(qū)別 在于在鐵路軌道車的司機(jī)位置處設(shè)有激光作業(yè)總控制臺(tái)；軌道作業(yè)車是在鐵路客車的基 礎(chǔ)上改制完成的，其上設(shè)置有一臺(tái)或兩臺(tái)大功率C02激光器。當(dāng)設(shè)置一臺(tái)激光器時(shí)，激 光器位于作業(yè)車中央，用一面分光鏡將激光束平分為兩束水平光束，并分別通過(guò)兩面垂直鏡將激光束導(dǎo)向鋼軌面。當(dāng)設(shè)置兩臺(tái)激光器時(shí)，兩臺(tái)激光器相對(duì)，并與車輛幾何中心 對(duì)稱或斜對(duì)稱，激光光路設(shè)計(jì)上分別用兩面水平鏡將激光束就近垂直于激光器光軸線傳 出，再分別用兩面垂直鏡將激光束導(dǎo)向鋼軌面。激光光路和數(shù)控系統(tǒng)的設(shè)置可精確地將 激光束傳輸?shù)戒撥壖庸c(diǎn)上，具體由光路轉(zhuǎn)鏡、支架、滑軌、移動(dòng)裝置、光路保護(hù)裝置、 電纜、數(shù)控軟件、光頭組成。為了保證軌道激光加工作業(yè)的順利完成，軌道激光修復(fù)車 除了激光器系統(tǒng)、激光光路及移動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)之外，還有車輛減震系統(tǒng)、激光器減震系統(tǒng)、 鋼軌面清洗系統(tǒng)、鋼軌面吸光材料噴涂系統(tǒng)、涂料烘干系統(tǒng)、激光器供氣系統(tǒng)、激光器 供粉系統(tǒng)、激光器冷卻系統(tǒng)、激光器供風(fēng)系統(tǒng)、激光車車體、監(jiān)視及照明系統(tǒng)、車廂密 封除塵系統(tǒng)等。根據(jù)上述描述，可以看出，該文獻(xiàn)所提出的激光修復(fù)專用車具有如下幾 個(gè)不足第一，激光器、制冷機(jī)、加工裝置等設(shè)備的運(yùn)載工具是用軌道車和車廂改制而成的， 重量大，體積大，只能夠沿著鐵路線運(yùn)動(dòng)，占用了軌道。因此，該設(shè)備在鋼軌表面激光 強(qiáng)韌化處理時(shí)，難以有效避讓過(guò)往車輛，不能滿足在鐵路干線正常運(yùn)營(yíng)條件下實(shí)現(xiàn)鋼軌 表面激光強(qiáng)韌化的處理要求。第二，該設(shè)備采用高功率C02激光器作為光源，無(wú)論是橫流C02激光器還是快軸流 激光器，其光電轉(zhuǎn)換效率相對(duì)較低，體積龐大，重量大，耗能也大。加上C02激光器對(duì) 光腔的穩(wěn)定性要求高，因此牽引車和修復(fù)車必須具有良好的抗震性，必須添加防震裝置， 這也進(jìn)一步增加了設(shè)備的重量。第三，C02激光器的波長(zhǎng)為10.6微米，金屬基體對(duì)其吸收率很低，必須噴涂吸光涂料才能獲得較好的效果。不僅增加了激光加工的工序，所需要的涂料噴涂、烘干和清洗 設(shè)備也使得整個(gè)激光維修設(shè)備的重量和體積更加龐大。第四，所采用的C02激光器導(dǎo)光系統(tǒng)復(fù)雜，只能采用飛行光路并通過(guò)機(jī)械緊固，激光修復(fù)車運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的震動(dòng)會(huì)不可避免地對(duì)光路的精密性造成影響，降低激光加工過(guò)程的長(zhǎng)期穩(wěn)定性；第五，整個(gè)激光加工設(shè)備需要采用大馬力柴油機(jī)牽引，耗能大，體積大，設(shè)備的造 價(jià)也相當(dāng)昂貴。即使采用電氣化線路沿線的電力線，也存在著連線、斷線操作工序復(fù)雜 等種種弊端，適用性差。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種用于鋼軌表面強(qiáng)韌化處理的在線激光加工設(shè)備，該設(shè)備 操控方便，裝卸運(yùn)輸簡(jiǎn)便，可以在不影響列車正常運(yùn)行的前提下，在線實(shí)現(xiàn)軌道不同部 位的激光表面強(qiáng)化及修復(fù)處理。本發(fā)明提供的用于鐵路鋼軌表面強(qiáng)韌化處理的在線激光加工設(shè)備，其特征在于它包括激光加工車和動(dòng)力系統(tǒng)集裝箱；激光加工車包括安裝在移動(dòng)小車上的運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)；運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)為數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人時(shí)，激光加工頭活動(dòng)安裝在運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)上，運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)為伺服電機(jī)時(shí)，激光加工頭活動(dòng)安裝在移動(dòng)小車上；動(dòng)力系統(tǒng)集裝箱包括安裝在集裝箱體內(nèi)的制冷機(jī)、空壓機(jī)、冷干機(jī)和激光器高壓電 源；激光器為光纖激光器、二極管泵浦固體激光器或燈泵浦固體激光器時(shí)，激光器安裝 在所述集裝箱體內(nèi)；激光器為半導(dǎo)體激光器時(shí)，激光器安裝在移動(dòng)小車上或所述集裝箱 體內(nèi)；激光器的出光口通過(guò)導(dǎo)光系統(tǒng)與激光加工頭的入光口光路連接；激光器高壓電源 與激光器電連接，為其提供產(chǎn)生激光所需要的直流高壓電能；制冷機(jī)為激光器及導(dǎo)光系 統(tǒng)和激光加工頭上的光學(xué)鏡片提供冷卻；空壓機(jī)的一個(gè)出風(fēng)口通過(guò)管道與冷干機(jī)的入風(fēng) 口相連通，冷干機(jī)的一個(gè)出風(fēng)口通過(guò)管道與激光加工頭相連；控制系統(tǒng)安裝在移動(dòng)小車 上或集裝箱體內(nèi)；控制系統(tǒng)分別與制冷機(jī)、空壓機(jī)、冷干機(jī)、激光器高壓電源、激光器 和運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)電連接；控制系統(tǒng)控制制冷機(jī)、空壓機(jī)、冷干機(jī)、激光器高壓電源和激 光器的開、關(guān)，控制系統(tǒng)控制運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和激光加工車按照設(shè)定的軌跡運(yùn)動(dòng)。利用本發(fā)明提出的在線激光加工設(shè)備，可以在不拆卸鋼軌、不影響列車的正常運(yùn) 行前提下，完成各種鋼軌，包括正軌、彎道、護(hù)輪軌、道岔等的激光相變淬火、熔凝淬 火、合金化和熔覆處理，使加工后的鋼軌耐磨性大幅度提高。特別是在鋼軌表面的激光 硬化層磨耗完畢之后，還可以在不拆卸鐵路軌道的前提下進(jìn)行鋼軌的二次、三次和多次 表面強(qiáng)韌化處理，使得鋼軌的全壽命周期大幅度延長(zhǎng)，軌道更換次數(shù)大幅度降低，克服 目前鐵路軌道使用中存在的諸多弊端，滿足鐵路高速、重載列車對(duì)鋼軌的耐磨性要求。 具體而言，本發(fā)明具有如下特點(diǎn)或者功能(1)本發(fā)明將激光加工設(shè)備分為激光加工車和動(dòng)力系統(tǒng)集裝箱兩部分。其中，激光加工車體積小，重量輕，機(jī)動(dòng)靈活，裝卸方便，能夠有效地避讓列車，在鋼軌表面實(shí) 現(xiàn)各種在線強(qiáng)韌化處理。將發(fā)電機(jī)、制冷機(jī)、空壓機(jī)、冷干機(jī)及激光器的高壓電源等體 積、重量相對(duì)較大的設(shè)備集成在一起組成動(dòng)力系統(tǒng)。將動(dòng)力系統(tǒng)安裝在集裝箱體中，就 構(gòu)成動(dòng)力系統(tǒng)集裝箱，該集裝箱可以根據(jù)軌道的情況裝載在載重汽車或鐵路機(jī)車上，或 放置在加工現(xiàn)場(chǎng)。激光在線加工野外鐵路軌道時(shí)，動(dòng)力系統(tǒng)集裝箱裝載在載重汽車上， 組成動(dòng)力工程車。該車可以遠(yuǎn)離鐵路軌道(最大距離可達(dá)100米)，只需激光加工車在軌道上工作。當(dāng)有列車通過(guò)時(shí)，只需要將體積小、重量輕的激光加工車搬離軌道以避讓 列車，從而可克服對(duì)比文獻(xiàn)中激光維修車的重量大、體積大、操作不便、在鐵路正常運(yùn) 輸條件下無(wú)法避開過(guò)往列車的弊端，利用列車通行的時(shí)間間隙就可以進(jìn)行激光表面強(qiáng)韌 化處理。在線加工地鐵或輕軌軌道時(shí)，動(dòng)力系統(tǒng)集裝箱安放在鐵路機(jī)車上，利用地鐵或 輕軌晚上停運(yùn)的時(shí)間對(duì)軌道進(jìn)行表面強(qiáng)韌化處理。當(dāng)要完成車間內(nèi)鋼軌的離線加工時(shí)， 動(dòng)力系統(tǒng)集裝箱就直接安放在加工現(xiàn)場(chǎng)。(2)本發(fā)明中的激光加工車體積小，輕便，最輕的小車不超過(guò)100公斤，最重的 也只在1000公斤左右，用人力或者小型叉車可隨時(shí)隨地實(shí)現(xiàn)在軌道上的安裝、拆卸及 搬運(yùn)，機(jī)動(dòng)性強(qiáng)，能夠在列車到來(lái)前及時(shí)避讓，并在列車離開后快速進(jìn)入加工狀態(tài)，從 而完成線路上指定區(qū)域的鋼軌加工。在加工完軌道一邊后，直接將加工車換向，就可以 對(duì)軌道另一邊進(jìn)行加工。還可以針對(duì)鋼軌焊接接頭病害實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)修復(fù)或者強(qiáng)化。而對(duì)比 文獻(xiàn)中的激光加工車為一個(gè)火車車廂，長(zhǎng)度大于十米，重達(dá)數(shù)十噸；動(dòng)力車為機(jī)車頭， 重量也達(dá)到數(shù)十噸。當(dāng)它們用于處理鋼軌時(shí)，必須中斷列車的正常運(yùn)行，無(wú)法有效避讓 車輛。(3) 本發(fā)明采用可光纖傳輸?shù)墓腆w激光器，省卻了復(fù)雜的飛行光路，降低了激光能 量的光路傳輸損耗。激光器既可以安裝在激光加工車上(當(dāng)采用高功率半導(dǎo)體激光器 時(shí))，又可以安裝在動(dòng)力系統(tǒng)集裝箱中(當(dāng)采用光纖激光器及其它固體激光器時(shí))，從而 能夠保證激光加工車的高機(jī)動(dòng)性。(4) 所采用激光器的波長(zhǎng)短，鋼軌對(duì)其吸收率高，因此不需要預(yù)先噴涂涂料及后續(xù) 的清洗涂料等工序，簡(jiǎn)化了工藝，降低了設(shè)備的體積、重量、能耗及造價(jià)。(5) 本發(fā)明中的運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)部分可以采用多種結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，可以是數(shù)控機(jī)床、機(jī)器 人或伺服電機(jī)等。無(wú)論哪種結(jié)構(gòu)都可以保證鋼軌踏面、內(nèi)側(cè)和外側(cè)的激光表面強(qiáng)韌化處 理的加工精度。(6) 激光加工車上的激光加工頭可進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，能實(shí)現(xiàn)軌道不同部位的激光相變淬 火、熔凝淬火、合金化處理。通過(guò)和送粉器結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)鋼軌的激光熔覆修復(fù)加工。(7) 當(dāng)鋼軌需要在不影響鐵路正常運(yùn)輸?shù)那疤嵯驴焖賹?shí)現(xiàn)激光表面強(qiáng)化加工，加 工周期短，任務(wù)急時(shí)，可采用多臺(tái)激光加工車，同時(shí)集中在同一個(gè)地段施工，以加快施 工速度，使激光加工過(guò)程對(duì)鐵路運(yùn)輸?shù)挠绊懡档偷阶钚〕潭取?8)本發(fā)明除了能夠?qū)︿撥夁M(jìn)行在線激光表面強(qiáng)化外，同樣可以在生產(chǎn)車間內(nèi)實(shí)現(xiàn) 鐵路軌道的離線生產(chǎn)。本發(fā)明適用于各種鐵道鋼軌，包括高速、重載列車軌道和城市地 鐵、輕軌軌道的表面強(qiáng)韌化處理和修復(fù)，應(yīng)用非常廣泛。


圖1為本發(fā)明在線式激光加工設(shè)備的一種具體實(shí)現(xiàn)方式的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的移動(dòng)小車的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖2的俯視圖；圖4是圖2的側(cè)視圖；圖5是圖2中A-A剖面，驅(qū)動(dòng)輪及鋼軌結(jié)合剖視圖；圖6是透射聚焦式激光加工頭的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是光纖耦合導(dǎo)光系統(tǒng)的原理示意圖；圖8是激光加工車的第一種具體實(shí)現(xiàn)方式的結(jié)構(gòu)示意圖；圖9是圖8俯視圖；圖10是圖8的側(cè)視圖；圖11是激光加工車的第二種具體實(shí)現(xiàn)方式的結(jié)構(gòu)示意圖；圖12是激光加工車的第三種具體實(shí)現(xiàn)方式的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖13是圖12的側(cè)視圖；圖14是激光加工車的第四種具體實(shí)現(xiàn)方式的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖15是動(dòng)力工程車的一種結(jié)構(gòu)示意圖；圖16是激光加工車的第五種具體實(shí)現(xiàn)方式的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖17是激光加工車的第六種具體實(shí)現(xiàn)方式的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖18是激光加工車的第七種具體實(shí)現(xiàn)方式的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖19是反射聚焦式激光加工頭的一種結(jié)構(gòu)示意圖；圖20是激光加工車的第八種具體實(shí)現(xiàn)方式的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖21是圖20的側(cè)視圖；圖22是圖20的俯視圖；圖23是激光加工車的第九種具體實(shí)現(xiàn)方式的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖24是激光加工車的第十種具體實(shí)現(xiàn)方式的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖25是激光加工車的第十一種具體實(shí)現(xiàn)方式的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖26是激光加工車的第十二種具體實(shí)現(xiàn)方式的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖27是激光加工車的第十三種具體實(shí)現(xiàn)方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明涉及的激光加工設(shè)備由激光加工車和動(dòng)力系統(tǒng)集裝箱兩部分組成。激光加工 車體積小、重量輕，有多種方式具體實(shí)現(xiàn)，能在不拆卸鋼軌的前提下，在線完成鋼軌表 面各種強(qiáng)韌化處理任務(wù)。而發(fā)電機(jī)、制冷機(jī)、空壓機(jī)、冷干機(jī)及激光器的高壓電源等體 積、重量相對(duì)較大的設(shè)備集成在一起組成動(dòng)力系統(tǒng)。為保證激光加工車的高機(jī)動(dòng)性和滿 足不同環(huán)境鋼軌的加工需要，將動(dòng)力系統(tǒng)安裝在集裝箱體中，構(gòu)成動(dòng)力系統(tǒng)集裝箱。該 集裝箱安裝在載重汽車上，就構(gòu)成了動(dòng)力工程車，可滿足野外鐵路鋼軌的在線激光加工要求；也可以將該集裝箱安裝在鐵路機(jī)車上，滿足輕軌和地鐵鋼軌的在線激光加工需要； 當(dāng)要完成車間內(nèi)鋼軌的離線加工時(shí)，動(dòng)力系統(tǒng)集裝箱就直接安放在車間加工現(xiàn)場(chǎng)。本發(fā)明所使用的激光器可以是高功率半導(dǎo)體激光器、光纖激光器、二極管泵浦固體 激光器或者燈泵浦固體激光器。上述激光器可以采用連續(xù)或脈沖輸出方式。當(dāng)激光器采 用高功率半導(dǎo)體激光器時(shí)，激光器最好安裝在激光加工車上，這是因?yàn)榘雽?dǎo)體激光器的 體積小，重量輕，直接安裝在激光加工車上，不會(huì)明顯增加加工車的重量，而可以減小 激光器到激光加工頭之間的距離，減少光纖的長(zhǎng)度或?qū)Ч庀到y(tǒng)的復(fù)雜程度，降低激光束 在傳輸過(guò)程中的能量損耗，提高設(shè)備的性能/價(jià)格比。當(dāng)使用其它固體激光器時(shí)，由于激 光器的體積和重量相對(duì)較大，安裝在激光加工車上將會(huì)顯著增加小車的體積和重量。因 此，宜將這類激光器安裝在動(dòng)力系統(tǒng)集裝箱中，以保證激光加工車的高機(jī)動(dòng)性。本發(fā)明設(shè)備可以用于實(shí)現(xiàn)軌道不同部位的激光表面強(qiáng)韌化處理，包括激光相變淬 火、熔凝淬火、激光熔覆和合金化處理等。下面以采用高功率半導(dǎo)體激光器進(jìn)行野外激光熔覆修復(fù)加工為例，結(jié)合各圖說(shuō)明本 發(fā)明設(shè)備的結(jié)構(gòu)。如圖1所示，整個(gè)在線激光加工設(shè)備包括激光加工車1和動(dòng)力系統(tǒng)集 裝箱2兩部分。激光加工車1包括移動(dòng)小車3、激光加工頭4及其運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)5、導(dǎo)光系統(tǒng)6、激 光器7、送粉器8和控制系統(tǒng)9。運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)5可以是數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人或伺服電機(jī)。 當(dāng)本發(fā)明設(shè)備用于激光相變淬火或熔凝淬火時(shí)，激光加工車1上可不設(shè)置送粉器8。為 減輕激光加工車1的重量，也可以將激光器7和控制系統(tǒng)9安裝在動(dòng)力系統(tǒng)集裝箱中。動(dòng)力系統(tǒng)集裝箱2包括安裝在集裝箱體內(nèi)的發(fā)電機(jī)10、制冷機(jī)ll、空壓機(jī)12、冷 干機(jī)13和激光器高壓電源14，還可能包括激光器7和控制系統(tǒng)9。動(dòng)力系統(tǒng)集裝箱2 安裝在載重汽車上時(shí)，稱之為動(dòng)力工程車。為減緩在運(yùn)輸過(guò)程中，發(fā)電機(jī)、空壓機(jī)、冷 干機(jī)、制冷機(jī)、激光器電源等設(shè)備因?yàn)榈缆凡黄疆a(chǎn)生振動(dòng)，發(fā)生與車廂之間的碰撞，導(dǎo) 致設(shè)備損傷的程度，上述各裝置可以通過(guò)減震器安裝在集裝箱體內(nèi)。發(fā)電機(jī)10為動(dòng)力系統(tǒng)集裝箱2上的制冷機(jī)11、空壓機(jī)12、冷干機(jī)13、激光器高壓 電源14和激光加工車1上的運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)5、送粉器8和控制系統(tǒng)9提供工作所需要的 電能。激光器高壓電源14給激光器7提供產(chǎn)生激光所需要的直流高壓電。 運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)5、激光器7、送粉器8和控制系統(tǒng)9均安裝在移動(dòng)小車3上。激光 加工頭4安裝在激光加工車1上的運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)5上。激光加工頭4的角度旋轉(zhuǎn)范圍為 -90° 180°，能實(shí)現(xiàn)軌道踏面、內(nèi)側(cè)和外側(cè)等不同部位的激光表面強(qiáng)韌化處理。激光加 工頭4可以采用現(xiàn)有的可旋轉(zhuǎn)式激光加工頭，也可以通過(guò)加裝旋轉(zhuǎn)軸將普通的激光加工 頭安裝在運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)上，通過(guò)激光加工頭的旋轉(zhuǎn)掃描實(shí)現(xiàn)表面處理。激光加工頭4也 可以由激光振鏡系統(tǒng)和聚焦鏡構(gòu)成，聚焦鏡位于激光振鏡系統(tǒng)的出光光路上，通過(guò)電機(jī) 驅(qū)動(dòng)振鏡運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)不同軌跡的激光掃描處理?？刂葡到y(tǒng)9與制冷機(jī)11、空壓機(jī)12、冷干機(jī)13、激光器高壓電源14、激光器7、 送粉器8電連接，控制各器件的開與關(guān)，并控制運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)5按照設(shè)定的軌跡運(yùn)動(dòng)。 激光加工頭4在運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)5的帶動(dòng)下按照控制系統(tǒng)9所設(shè)定的軌跡運(yùn)動(dòng)，完成鋼軌 表面的強(qiáng)韌化處理。激光器7通過(guò)導(dǎo)光系統(tǒng)6將激光束傳輸?shù)郊す饧庸ゎ^4，聚焦并作 用于工件表面。導(dǎo)光系統(tǒng)6可以采用現(xiàn)有的光纖傳輸系統(tǒng)或由多塊反射鏡組成的硬光路 系統(tǒng)，當(dāng)使用半導(dǎo)體激光器作為光源時(shí)，可以將激光器通過(guò)導(dǎo)光系統(tǒng)(在這里是擴(kuò)束準(zhǔn)直系統(tǒng))和激光加工頭相連。送粉器8通過(guò)導(dǎo)管與激光加工頭4的噴嘴相連。制冷機(jī)11通過(guò)管道給激光器7及導(dǎo)光系統(tǒng)6、激光加工頭4上的光學(xué)鏡片提供冷卻 水。空壓機(jī)12的出風(fēng)口通過(guò)管道與冷干機(jī)13的入風(fēng)口相連通，冷干機(jī)13的出風(fēng)口通 過(guò)管道與激光加工頭4的噴嘴相連?？諌簷C(jī)12產(chǎn)生的壓縮空氣在經(jīng)過(guò)冷干機(jī)13過(guò)濾后， 消除掉其中的水、油滴等液態(tài)物質(zhì)，再通過(guò)管道輸送給激光加工頭4作為保護(hù)氣體，防 止激光表面處理過(guò)程中產(chǎn)生的灰塵、煙霧污染激光加工頭4上的聚焦鏡。冷干機(jī)13的 另一個(gè)出風(fēng)口通過(guò)管道與送粉器8相連，在送粉器8開啟時(shí)，該氣體將合金粉末通過(guò)導(dǎo) 管輸送到激光加工頭4，并從噴嘴噴出。不工作時(shí)，激光加工小車1與動(dòng)力系統(tǒng)集裝箱2的連接全部脫開，單獨(dú)安放。工作 時(shí)，激光加工小車1隨動(dòng)力系統(tǒng)集裝箱2—起運(yùn)到工作現(xiàn)場(chǎng)，并將各個(gè)主要部件通過(guò)光 纖、電源線、控制線、氣體管道和水管連接好，然后展開激光表面強(qiáng)韌化處理工作。下面舉例說(shuō)明各部件的幾種具體實(shí)現(xiàn)方式。移動(dòng)小車3是在由鋁合金或者鋼架構(gòu)成的愕架結(jié)構(gòu)(車身)15上安裝2 4個(gè)車輪 構(gòu)成，車身15采用鋁合金型材或者型鋼制造，其厚度和尺寸根據(jù)小車上所需要安裝的 裝置如送粉器、激光器、運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的重量等要求而確定。根據(jù)小車上設(shè)備的布置方 式，和小車質(zhì)量最小化的原則，小車上的車輪可以是兩個(gè)、三個(gè)或者四個(gè)。以三輪結(jié)構(gòu) 的小車為例，如圖2、圖3、圖4、圖5所示，在框架結(jié)構(gòu)上安裝了驅(qū)動(dòng)輪17、前輪18 和邊輪19。在驅(qū)動(dòng)輪17上，安裝了伺服電機(jī)21和齒輪系統(tǒng)22，可以在控制系統(tǒng)的驅(qū) 動(dòng)下沿著鋼軌前后運(yùn)動(dòng)。在移動(dòng)小車3的車身15上，還安裝了提手20，用于將激光加 工車1安置或者搬離鋼軌57。如圖5所示，驅(qū)動(dòng)輪17通過(guò)齒輪組22、車輪軸承23和車輪軸24配合傳動(dòng)。整車 能夠通過(guò)提手20安裝或搬離軌道57。移動(dòng)小車3通過(guò)其上的前輪18、驅(qū)動(dòng)輪17、邊輪 19和軌道57配合，并通過(guò)驅(qū)動(dòng)輪伺服電機(jī)21來(lái)驅(qū)動(dòng)小車沿鋼軌的長(zhǎng)度方向前后移動(dòng)。移動(dòng)小車3也可以采用二輪結(jié)構(gòu)，并安裝支撐架定位。通過(guò)人工移動(dòng)將移動(dòng)小車安 裝到軌道單根鋼軌上，通過(guò)支撐架定位，可以進(jìn)一步降低設(shè)備制造成本和重量。移動(dòng)小 車3采用四輪結(jié)構(gòu)可以增加激光加工車的穩(wěn)定性，但小車的重量進(jìn)一步增加，不利于手 工搬運(yùn)激光加工車。激光加工頭4是本發(fā)明中移動(dòng)式激光加工設(shè)備的重要部件，可以采用各種形式的可旋轉(zhuǎn)式激光加工頭， 一般有二種結(jié)構(gòu)形式透射聚焦式激光加工頭和反射聚焦式激光加 工頭。下面列舉一種具體的結(jié)構(gòu)形式，但本發(fā)明所使用的激光加工頭并不局限于此。如圖6所示，激光加工頭4包括擴(kuò)束鏡33、導(dǎo)光筒34、透射聚焦鏡35、激光頭支 架37、噴嘴39。擴(kuò)束鏡33的入光口和導(dǎo)光系統(tǒng)6 (光纖或者硬光路系統(tǒng))的出光口相 連，激光擴(kuò)束鏡33的出光口插入導(dǎo)光筒34的上部，所插入深度可在導(dǎo)光筒34中上、 下調(diào)整。導(dǎo)光筒34通過(guò)鎖緊螺母36固定在激光頭支架37上，透射聚焦鏡35安裝在導(dǎo) 光筒34下部，噴嘴39與導(dǎo)光筒34的底部螺紋連接。在導(dǎo)光筒34上還安裝有多個(gè)氣嘴 40 (最好對(duì)稱分布)。它們的作用有兩個(gè)當(dāng)采用激光熔覆工藝時(shí)，它們和送粉器8的 送粉導(dǎo)管相連，合金粉末通過(guò)導(dǎo)管沿噴嘴同軸噴出；當(dāng)采用激光相變淬火或者熔凝淬火 工藝時(shí)，上述4個(gè)氣嘴分別與冷干機(jī)的出氣口相連，使清潔、干凈的壓縮空氣從噴嘴噴 出，防止鏡片被煙塵污染。激光頭支架37通過(guò)旋轉(zhuǎn)軸38與運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)5相連，使激光頭4與運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu) 5同步運(yùn)動(dòng)。旋轉(zhuǎn)軸38上的螺絲帽擰松時(shí)，可以輕松地將激光加工頭4旋轉(zhuǎn)一定的角度， 從而完成鋼軌內(nèi)側(cè)邊的激光表面強(qiáng)韌化處理。當(dāng)激光加工頭4與送粉器8相連時(shí)，噴嘴39采用同軸送粉噴嘴。激光加工頭的另一種形式可以采用工業(yè)上常用的反射聚焦方式激光加工頭，通過(guò)旋 轉(zhuǎn)軸或其它旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)將其安裝在運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)或移動(dòng)小車3上。下面列舉一種具體的結(jié) 構(gòu)形式，但本發(fā)明所使用的反射激光加工頭并不局限于此。如圖19所示，反射聚焦式激 光加工頭由導(dǎo)光筒34、非球面聚焦鏡62和噴嘴39組成。非球面聚焦鏡62安裝在導(dǎo)光筒34 中，噴嘴39從側(cè)面與導(dǎo)光筒34連接。導(dǎo)光筒34的軸心與噴嘴39的軸心垂直。導(dǎo)光筒34的 軸心與非球面聚焦鏡62的中心沿水平方向保持一致，噴嘴39的軸心與非球面聚焦鏡62的 中心沿垂直方向保持一致。工作時(shí)，激光束經(jīng)過(guò)擴(kuò)束鏡射入導(dǎo)光筒34中，由非球面聚焦 鏡62聚焦后作用于到待處理的軌道上。通過(guò)選擇不同焦距的非球面聚焦鏡62可以實(shí)現(xiàn)對(duì) 聚焦光斑尺寸的控制。上述兩種激光加工頭都可用于鋼軌表面的激光強(qiáng)韌化處理。其中，透射聚焦式激光 加工頭結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，重量也略微輕便，但是聚焦鏡為晶體，容易因?yàn)槲廴径鴵p傷。反 射聚焦式激光加工頭鏡片都為銅鏡，耐久性強(qiáng)，比較適合長(zhǎng)時(shí)間野外工作狀態(tài)。激光加工車1可采用的導(dǎo)光系統(tǒng)6有兩類 一種是光導(dǎo)纖維，另一種是由多塊反射鏡組成的硬光路系統(tǒng)。如圖7所示，當(dāng)采用光導(dǎo)纖維作為導(dǎo)光系統(tǒng)時(shí)，激光器7發(fā)出的激光束55經(jīng)過(guò)光 纖耦合頭46耦合進(jìn)入光導(dǎo)纖維47，傳輸?shù)郊す饧庸ゎ^4上的激光擴(kuò)束鏡33，再通過(guò)聚 焦鏡聚焦之后出射到待處理的軌道上，實(shí)現(xiàn)激光表面強(qiáng)韌化處理。光導(dǎo)纖維47是由本 征損耗小的光波導(dǎo)芯層材料(其折射率為n2)和包層材料(其折射率為nl)構(gòu)成(n2> nl)。 1064nm的紅外激光在光導(dǎo)纖維中的傳輸損耗極低，即使光纖長(zhǎng)度達(dá)到100米，最 大損耗仍然能夠保持在5%以下。因此，必要時(shí)即使將激光器安裝在距離鋼軌100米遠(yuǎn) 的動(dòng)力系統(tǒng)集裝箱2中，仍然能夠?qū)⒓す馄?所輸出的高功率激光束高效傳輸?shù)轿挥谲?道上的激光加工車l上。當(dāng)采用光纖激光器、半導(dǎo)體泵浦固體激光器、燈泵浦固體激光 器作為光源時(shí)，均用光纖作為導(dǎo)光系統(tǒng)6，并由于該類激光器的體積、重量相對(duì)較大， 一般將其安裝在動(dòng)力系統(tǒng)集裝箱2中。當(dāng)采用高功率半導(dǎo)體激光器作為激光源時(shí)，由于 其體積小、重量輕，而光束質(zhì)量相對(duì)較差，因此可直接安裝在激光加工車1上，以便縮 短光程。此時(shí)，既可以采用光纖傳輸，也可以采用硬光路系統(tǒng)傳輸。當(dāng)采用硬光路傳輸時(shí)，有兩種方式 一種是將激光器7直接安裝在激光加工頭4的 上方，使半導(dǎo)體激光器7通過(guò)擴(kuò)束鏡等組成的導(dǎo)光系統(tǒng)與激光加工頭4相連，聚焦后用 于激光加工。另一種方式采用45°反射鏡組合將激光器發(fā)射的激光束傳導(dǎo)至激光加工頭 4上聚焦后用于激光加工。當(dāng)激光器7位于移動(dòng)小車3上時(shí)，激光加工車1的結(jié)構(gòu)如圖8、圖9、圖10所示。 運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)5采用三維數(shù)控機(jī)床，三維數(shù)控機(jī)床包括X軸伺服電機(jī)25、 Y軸伺服電 機(jī)26、 Z軸伺服電機(jī)27、 X軸工作臺(tái)28、 Y軸工作臺(tái)29和Z軸工作臺(tái)30。激光束通 過(guò)光導(dǎo)纖維6從激光器7傳輸至激光加工頭4聚焦后，直接輻照至軌道57表面。當(dāng)激光器7位于動(dòng)力系統(tǒng)集裝箱2中時(shí)，激光加工車1的結(jié)構(gòu)如圖11所示。此時(shí) 激光束通過(guò)光纖傳輸?shù)郊す饧庸ぼ?上的激光加工頭4,聚焦之后照射到鋼軌表面。如圖12、圖13所示，在數(shù)控機(jī)床的X軸工作臺(tái)28下面安裝一個(gè)可旋轉(zhuǎn)底盤31， 將X軸工作臺(tái)28固定在可旋轉(zhuǎn)底盤31之上。可旋轉(zhuǎn)底盤31可以圍繞旋轉(zhuǎn)中心軸32 轉(zhuǎn)動(dòng)180度。當(dāng)激光加工車1處理左側(cè)鋼軌57時(shí)，用螺釘鎖定可旋轉(zhuǎn)底盤31，以防止 運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)5抖動(dòng)或者滑動(dòng)。當(dāng)完成了左側(cè)鋼軌57的加工后，只需要將該螺釘松開， 人工推動(dòng)它繞旋轉(zhuǎn)中心軸32轉(zhuǎn)動(dòng)180度，然后用螺釘鎖定，就可以對(duì)另一邊鋼軌57進(jìn) 行激光加工處理。而激光加工車l上的其余部分不需要移動(dòng)。這一結(jié)構(gòu)與圖8所示結(jié)構(gòu)相比的優(yōu)勢(shì)在于當(dāng)需要改變激光加工的軌道時(shí)，不需要將整臺(tái)激光加工車1抬起來(lái)?yè)Q 向，而只需旋轉(zhuǎn)其中的數(shù)控機(jī)床部分即可，省力省事，使用更加方便。此時(shí)，移動(dòng)小車 3采用四輪系統(tǒng)，以便增加設(shè)備的平穩(wěn)性。
如圖14所示，當(dāng)激光器7采用高功率半導(dǎo)體激光器作為光源時(shí)，可以通過(guò)擴(kuò)束鏡 直接和激光加工頭4相連，從而可以減少激光束傳輸損耗。
激光加工車1中的運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)5也可以用業(yè)已發(fā)展成熟的機(jī)器人代替。如圖16 所示。機(jī)器人61位于激光加工車1的中央，激光加工頭4安裝在機(jī)器人61的執(zhí)行機(jī)構(gòu) 末端，通過(guò)機(jī)器人61的各個(gè)關(guān)節(jié)48、 49、 50、 51、 52、 53的協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)，完成鋼軌57 踏面及內(nèi)側(cè)等部位的激光表面強(qiáng)韌化處理。二極管激光器7輸出的激光束是通過(guò)光纖傳 輸?shù)郊す饧庸ゎ^4上的。
與以數(shù)控機(jī)床為移動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)時(shí)相比，機(jī)器人61實(shí)際上是一種6軸的數(shù)控系統(tǒng)， 它代替數(shù)控機(jī)床作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)，最大的優(yōu)勢(shì)在于它可以在編制好激光加工程序后，一 次性完成鋼軌踏面(正面)及內(nèi)側(cè)的強(qiáng)韌化處理。同時(shí)，機(jī)器人的活動(dòng)范圍更大，可以 在完成一邊軌道57踏面和內(nèi)側(cè)的強(qiáng)韌化處理之后，根據(jù)所編制的軟件直接完成另一邊 鋼軌57踏面和內(nèi)側(cè)的激光強(qiáng)韌化處理，而不需要使小車改變方向。該結(jié)構(gòu)的不足之處 有兩點(diǎn) 一是機(jī)器人61的重量一般比數(shù)控機(jī)床大，激光加工車1的車身剛性結(jié)構(gòu)必須 相應(yīng)加強(qiáng)才能滿足要求，再加上機(jī)器人61本身的重量也更大，因此激光加工車l的整 車重量會(huì)增加較多。當(dāng)需要搬運(yùn)激光加工車1時(shí)，單純靠人力會(huì)存在困難，但是可以借 助叉車來(lái)完成；二是機(jī)器人61的造價(jià)一般比三軸數(shù)控機(jī)床高，將會(huì)增加設(shè)備制造成本。 當(dāng)采用高功率半導(dǎo)體激光器作為激光源時(shí)，激光器7可安裝在激光加工車1上，如圖16 所示。也可以將激光器7直接安裝在機(jī)器人61的執(zhí)行端上，如圖17所示。此時(shí)，激光 器7和激光加工頭4直接相連，省去了光纖傳輸或者硬光路導(dǎo)光系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單， 降低了設(shè)備造價(jià)。其不足之處在于激光器7直接裝載在機(jī)器人61的執(zhí)行關(guān)節(jié)上，要 求機(jī)器人61的承重能力較大，導(dǎo)致相關(guān)成本增加。
當(dāng)采用光纖激光器或者二極管泵浦固體激光器作為光源時(shí)，激光器將安裝在動(dòng)力系 統(tǒng)集裝箱2中。此時(shí)，激光束從位于動(dòng)力系統(tǒng)集裝箱2中的激光器7輸出，通過(guò)光纖6 傳輸?shù)街苯影惭b在機(jī)器人61執(zhí)行端的激光加工頭4上，聚焦后作用于鋼軌57表面，如 圖18所示。這種結(jié)構(gòu)可以減輕激光加工車l的重量，但是光纖傳輸增加了設(shè)備的成本。 與這種激光加工車1所對(duì)應(yīng)的動(dòng)力系統(tǒng)集裝箱2中設(shè)備布局與圖15相同，因此不再贅述。
為減輕激光加工車l的重量，運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)5可以采用伺服電機(jī)68，直接驅(qū)動(dòng)激光加 工頭做擺動(dòng)式掃描動(dòng)作，也可以采用兩軸或多軸的激光振鏡系統(tǒng)配合聚焦鏡作為激光加 工頭，直接實(shí)現(xiàn)激光擺動(dòng)式掃描。以伺服電機(jī)帶動(dòng)透射聚焦式激光加工頭4做擺動(dòng)式掃 描為例，相應(yīng)的激光加工車1如圖20、 21和22所示，激光加工車1包括移動(dòng)小車3、激光 加工頭4、送粉器8、擴(kuò)束鏡33和支座67。
其中，移動(dòng)小車3包括車身15、驅(qū)動(dòng)輪17、前輪18、邊輪19、提手20、旋轉(zhuǎn)軸38、 圓弧形導(dǎo)軌64和64'、輔助支架65和支撐桿66。驅(qū)動(dòng)輪17和前輪18通過(guò)提手20相連，支撐 桿66的一端固定在提手20上，另一端與邊輪19連接。支撐桿66上連接有輔助支架65。支 撐桿66可以設(shè)計(jì)成長(zhǎng)度可調(diào)節(jié)的結(jié)構(gòu)，以滿足兩條鋼軌間距離的變化。激光加工頭4整 體固定在車身15上，激光加工頭4的一端通過(guò)旋轉(zhuǎn)軸38整體與伺服電機(jī)68相連，并能在 伺服電機(jī)68的驅(qū)動(dòng)下做擺動(dòng)式掃描運(yùn)動(dòng)，激光加工頭4的擺動(dòng)角度范圍為30。 150。，擺 動(dòng)頻率由伺服電機(jī)68的轉(zhuǎn)動(dòng)速度控制。支座67固定在車身15上，擴(kuò)束鏡33固定在支座67 內(nèi)孔中并從右端伸入導(dǎo)光筒34內(nèi)，但與導(dǎo)光筒34不接觸。擴(kuò)束鏡33、導(dǎo)光筒34和旋轉(zhuǎn)軸 38的軸心與45°反射鏡43的中心沿水平方向保持一致。透射聚焦鏡35和噴嘴39的軸心與 45°反射鏡43的中心沿垂直方向保持一致。透射聚焦鏡35沿垂直方向的位置可以手動(dòng)上 下調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)聚焦光斑尺寸的控制。
兩個(gè)相同的圓弧形導(dǎo)軌64和64'分別固定在提手20兩端，車身15的兩端分別嵌入圓弧 形導(dǎo)軌64和64'內(nèi)，并能帶動(dòng)整個(gè)激光加工頭4、伺服電機(jī)68、旋轉(zhuǎn)軸38、擴(kuò)束鏡33和支 座67沿著圓弧形導(dǎo)軌64和64'轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)的角度范圍為0。 卯。，能實(shí)現(xiàn)鋼軌踏面和內(nèi)側(cè) 等不同部位的激光表面強(qiáng)韌化處理。根據(jù)實(shí)際工作需要，車身15可以換向180。嵌入安裝 在圓弧形導(dǎo)軌64和64'內(nèi)，而激光加工車l上其余部件的位置不需要改變，就能實(shí)現(xiàn)鋼軌 外側(cè)等不同部位的激光表面強(qiáng)韌化處理。此時(shí)車身15的旋轉(zhuǎn)角度范圍為90。 180。。如 果激光加工車1上設(shè)有送粉器8時(shí)，送粉器8固定在支撐桿66上。工作時(shí)，驅(qū)動(dòng)輪17和前 輪18位于在線處理的同一條鐵路鋼軌57上，而邊輪19位于平行的另一條鐵路鋼軌57'上。 在加工完一根鋼軌后，直接通過(guò)把手20將激光加工車1整體換向安裝，就可以對(duì)平行的 另一根鋼軌進(jìn)行加工。這一結(jié)構(gòu)和圖9所示結(jié)構(gòu)相比的優(yōu)勢(shì)在于整體結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單， 只需要一軸擺動(dòng)就能實(shí)現(xiàn)兩軸的運(yùn)動(dòng)功能，減少了伺服電機(jī)的個(gè)數(shù)，省略了絲杠等傳送裝置，重量更輕，1 2人就能實(shí)現(xiàn)激光加工車在軌道上的安裝、拆卸和搬運(yùn)。結(jié)合可旋
轉(zhuǎn)的車身，可以方便地滿足鋼軌不同部位的加工需求。
當(dāng)將圖20所示的激光加工車1配合上相應(yīng)的透射聚焦式激光加工頭或反射聚焦式 激光加工頭，激光加工車1就能以振鏡擺動(dòng)掃描的形式對(duì)鋼軌表面不同位置(踏面、內(nèi) 側(cè)和外側(cè))實(shí)現(xiàn)激光強(qiáng)韌化處理。下面列舉此種激光加工車的幾種具體實(shí)現(xiàn)方式，但本 發(fā)明關(guān)于此種激光加工車的使用并不局限于此。
參照?qǐng)D20、 21，以透射聚焦式激光加工頭為例。將激光加工頭4在圓弧形導(dǎo)軌64 和64'上旋轉(zhuǎn)到與水平方向夾角為90。的位置并用螺絲固定。激光器7輸出的激光束通過(guò) 光纖或硬光路系統(tǒng)6經(jīng)擴(kuò)束鏡33后射入激光加工頭4中，激光束經(jīng)過(guò)45°反射鏡43轉(zhuǎn) 變90。后，經(jīng)過(guò)透射聚焦鏡35聚焦之后，從噴嘴39射出并作用在鋼軌57的踏面。調(diào)整 激光加工頭4中的透射聚焦鏡35與軌道踏面的相對(duì)位置，選擇合適的聚焦光斑尺寸。 在激光束作用下，激光加工頭4作左右擺動(dòng)式掃描，配合移動(dòng)小車3的前后運(yùn)動(dòng)就能完 成整根鋼軌踏面的激光加工。根據(jù)鋼軌位置的實(shí)際需要，通過(guò)改變激光加工頭4的擺動(dòng) 頻率、移動(dòng)小車3的前后運(yùn)動(dòng)速度和激光器光束的輸出方式，就可以在鋼軌表面獲得所 需寬度和深度的點(diǎn)狀、直線狀(橫線或斜線)、曲線狀、網(wǎng)狀和平面狀的表面強(qiáng)韌化層。
當(dāng)上述設(shè)備用于激光相變淬火或熔凝淬火時(shí)，激光加工車1上可不設(shè)置送粉器8。
如圖23所示，當(dāng)激光器7采用高功率半導(dǎo)體激光器作為光源時(shí)，可以直接安裝在 激光加工車1的車身15上，通過(guò)擴(kuò)束鏡與激光加工頭4相連，這樣可以減少激光束傳 輸損耗。
參照?qǐng)D24，以透射聚焦式激光加工頭為例。將激光加工頭4在圓弧形導(dǎo)軌64和64' 上旋轉(zhuǎn)到與水平方向夾角為45°的位置并用螺絲固定。激光器7輸出的激光束通過(guò)光纖 或硬光路6經(jīng)擴(kuò)束鏡33后射入激光加工頭4中，激光束經(jīng)過(guò)45°反射鏡43轉(zhuǎn)變90°后， 經(jīng)過(guò)透射聚焦鏡35聚焦之后，從噴嘴39射出并作用在鋼軌57的內(nèi)側(cè)面。調(diào)整激光加 工頭4中的透射聚焦鏡35與軌道內(nèi)側(cè)面的相對(duì)位置，選擇合適的聚焦光斑尺寸。在一 定的激光功率下，激光加工頭4以一定的頻率作上下擺動(dòng)式掃描，配合移動(dòng)小車3以一 定的速度前后運(yùn)動(dòng)就能完成整根鋼軌內(nèi)側(cè)面的激光加工。根據(jù)鋼軌位置的實(shí)際需要，通 過(guò)改變激光加工頭4的擺動(dòng)頻率、移動(dòng)小車3的前后運(yùn)動(dòng)速度和激光束的輸出方式，可 以在鋼軌表面獲得所需寬度和深度的點(diǎn)狀、直線狀(橫線或斜線)、曲線狀、網(wǎng)狀和平 面狀的表面強(qiáng)韌化層。激光加工車1可以配備2 3個(gè)激光加工頭同時(shí)對(duì)鋼軌進(jìn)行表面強(qiáng)韌化處理。以同 時(shí)配備2個(gè)透射聚焦式激光加工頭為例，參照?qǐng)D25。激光加工車1上同時(shí)配備兩個(gè)相同 的激光加工頭4和4'對(duì)鋼軌的踏面和內(nèi)側(cè)同時(shí)進(jìn)行加工。將激光加工頭4在圓弧形導(dǎo)軌 64和64'上旋轉(zhuǎn)到與水平方向夾角為卯。的位置并用螺絲固定，將激光加工頭4'在圓弧形 導(dǎo)軌64和64'上旋轉(zhuǎn)到與水平方向夾角為30。的位置并用螺絲固定。兩束激光可以通過(guò) 1臺(tái)激光器分光傳輸或采用兩臺(tái)激光器分別傳輸來(lái)實(shí)現(xiàn)。兩束激光通過(guò)光纖6分別導(dǎo)入， 經(jīng)擴(kuò)束后分別射入對(duì)應(yīng)的激光加工頭。對(duì)于卯。位置處的激光加工頭4，激光束經(jīng)過(guò)45。 反射鏡43轉(zhuǎn)變90。后，經(jīng)過(guò)透射聚焦鏡35聚焦之后，從噴嘴39射出并作用在鋼軌57 的踏面上。調(diào)整激光加工頭4中的透射聚焦鏡35與軌道踏面的相對(duì)位置，可以選擇合 適的聚焦光斑尺寸。對(duì)于處于30。位置處的激光加工頭4'，激光束經(jīng)過(guò)45°反射鏡43轉(zhuǎn) 變90°，再經(jīng)過(guò)透射聚焦鏡35'聚焦之后，從噴嘴39'射出并作用在鋼軌57的內(nèi)側(cè)面。調(diào) 整激光加工頭4'中的透射聚焦鏡35'與軌道內(nèi)側(cè)面的相對(duì)位置，選擇合適的聚焦光斑尺 寸。當(dāng)兩片聚焦鏡的位置調(diào)整完畢后，在一定的激光功率下，激光加工頭4以一定的頻 率作左右擺動(dòng)式掃描，同時(shí)激光加工頭4'以一定的頻率作上下擺動(dòng)式掃描，配合移動(dòng)小 車3以一定的速度運(yùn)動(dòng)就能同時(shí)完成整根鋼軌踏面和內(nèi)側(cè)面的激光加工。根據(jù)鋼軌位置 的實(shí)際需要，通過(guò)改變激光加工頭4和4'的擺動(dòng)頻率與移動(dòng)小車3的前后運(yùn)動(dòng)速度，結(jié) 合激光束輸出方式的改變，就可以在鋼軌表面獲得所需寬度和深度的點(diǎn)狀、直線狀(橫 線或斜線)、曲線狀、網(wǎng)狀和平面狀的表面強(qiáng)韌化層。
參照?qǐng)D26，以透射聚焦式激光加工頭為例處理護(hù)輪軌的外側(cè)面。移動(dòng)小車3的驅(qū)動(dòng) 輪17和前輪18位于待處理的同一條護(hù)輪軌69上，而邊輪19位于另一條鐵路鋼軌57' 上。車身15換向180。嵌入安裝在圓弧形導(dǎo)軌64和64'內(nèi)，將激光加工頭4在圓弧形導(dǎo) 軌64和64'上旋轉(zhuǎn)到與水平方向夾角為150。的位置并用螺絲固定，激光器7輸出的激光 束通過(guò)光纖或硬光路6經(jīng)擴(kuò)束鏡33射入激光加工頭4中，激光束經(jīng)過(guò)45°反射鏡43轉(zhuǎn) 變90。后，經(jīng)過(guò)透射聚焦鏡35聚焦之后，從噴嘴39射出并作用在護(hù)輪軌69的外側(cè)面。 調(diào)整激光加工頭4中的透射聚焦鏡35與護(hù)輪軌外側(cè)面的相對(duì)位置，選擇合適的聚焦光 斑尺寸。在一定的激光功率下，激光加工頭4以一定的頻率作上下擺動(dòng)式掃描，配合移 動(dòng)小車3以一定的速度運(yùn)動(dòng)和激光束的輸出方式，就能完成整根護(hù)輪軌外側(cè)面的激光加 工。根據(jù)護(hù)輪鋼軌位置的實(shí)際需要，通過(guò)改變激光加工頭4的擺動(dòng)頻率、移動(dòng)小車3的 前后運(yùn)動(dòng)速度和激光束的輸出方式，可以在鋼軌表面獲得所需寬度和深度的點(diǎn)狀、直線狀(橫線或斜線)、曲線狀、網(wǎng)狀和平面狀的表面強(qiáng)韌化層。
參照?qǐng)D27，以反射聚焦式激光加工頭為例。根據(jù)鋼軌激光表面處理的不同位置(踏 面、內(nèi)側(cè)或外側(cè))，將激光加工頭4旋轉(zhuǎn)定位在圓弧形導(dǎo)軌64和64'的不同位置。激光 器7輸出的激光束通過(guò)光纖或硬光路6經(jīng)擴(kuò)束鏡33射入激光加工頭4中，激光束經(jīng)過(guò) 45。非球面聚焦鏡62聚焦并轉(zhuǎn)變90。后，從噴嘴39射出并作用在鋼軌57的表面。根據(jù) 鋼軌激光表面處理的實(shí)際情況(踏面、內(nèi)側(cè)或外側(cè))選用不同焦距的非球面聚焦鏡62， 得到合適的聚焦光斑尺寸。在一定的激光功率下，激光加工頭4以一定的頻率作左右或 上下擺動(dòng)掃描，配合移動(dòng)小車3以一定的速度運(yùn)動(dòng)就能完成整根鋼軌不同部位的激光加 工。根據(jù)鋼軌位置的實(shí)際需要，通過(guò)改變激光加工頭4的擺動(dòng)頻率、移動(dòng)小車3的前后 運(yùn)動(dòng)速度和激光束的輸出方式，可以在鋼軌表面獲得所需寬度和深度的點(diǎn)狀、直線狀(橫 線或斜線)、曲線狀、網(wǎng)狀和平面狀的表面強(qiáng)韌化層。
下面以采用高功率半導(dǎo)體激光器進(jìn)行野外激光表面強(qiáng)化為例說(shuō)明整個(gè)設(shè)備的工作 過(guò)程。
采用高功率半導(dǎo)體激光器進(jìn)行野外鐵路鋼軌激光表面強(qiáng)化加工時(shí)，將動(dòng)力系統(tǒng)集裝 箱2安裝在載重汽車16上，構(gòu)成動(dòng)力工程車，其布置示意圖如圖15所示(不工作狀態(tài))。 工作時(shí)，將激光加工車1從載重汽車16上搬到軌道57上。當(dāng)需要完成鋼軌激光表面強(qiáng) 韌化加工任務(wù)時(shí)，具體實(shí)施工藝流程如下-
(1) 動(dòng)力工程車裝載激光加工車1駕駛到需要進(jìn)行激光表面強(qiáng)韌化或者修復(fù)加工 處理的鐵路路段，找一個(gè)離所處理路段近且相對(duì)平整的地方停好。動(dòng)力工程車停車位置 距離鋼軌57的直線距離不超過(guò)100米。用人工或者叉車將激光加工車1搬運(yùn)至所需要 處理的鋼軌路段，將激光加工車1的兩邊車輪對(duì)齊軌道，并使激光加工車1運(yùn)行至指定 加工位置。采用電線、氣管、水管等將動(dòng)力工程車上的裝置和激光加工車1上的裝置分 別按照?qǐng)D1所示的連接方式準(zhǔn)確連接。
(2) 啟動(dòng)發(fā)電機(jī)IO、送粉器8、制冷機(jī)ll、空壓機(jī)12、冷干機(jī)13、激光器高壓電 源14，打開控制系統(tǒng)9，啟動(dòng)激光器7使其處于待機(jī)狀態(tài)。控制系統(tǒng)9通過(guò)控制運(yùn)動(dòng)執(zhí) 行機(jī)構(gòu)5的運(yùn)動(dòng)方式，調(diào)整激光加工頭4上聚焦鏡片和軌道表面的相對(duì)位置，來(lái)控制聚 焦點(diǎn)位置和光斑尺寸的大小。激光加工頭4可采用反射聚焦方式或透射聚焦方式。
(3) 在激光加工頭4上的位置調(diào)整完畢后，調(diào)入或編制運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)5的運(yùn)動(dòng)程序、設(shè)定工藝參數(shù)。開啟控制系統(tǒng)9，激光加工作業(yè)開始，在軌道表面形成所需寬度和
深度的激光強(qiáng)韌化層。
(4) 在軌道踏面的激光強(qiáng)韌化處理完成后，通過(guò)激光加工頭4上的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)將激 光加工頭4轉(zhuǎn)動(dòng)一定的角度，然后重復(fù)步驟(3)和(4)，即可在軌道表形成所需的激 光強(qiáng)韌化層。
(5) 激光加工完成一段鋼軌的表面處理后，移動(dòng)激光加工車1至另一指定位置， 重復(fù)上述步驟，完成另一段軌道表面的激光強(qiáng)化。
(6) 采用上述工序完成鋼軌的單邊處理后，直接通過(guò)提手20將激光強(qiáng)化加工車搬 離軌道并換向安裝后，即可開始對(duì)另一邊軌道的加工。
當(dāng)工期緊、任務(wù)重，需要加快進(jìn)度時(shí)，可以采用兩臺(tái)或者多臺(tái)激光加工車，集中對(duì) 所要求表面強(qiáng)韌化的路段進(jìn)行處理，以便縮短工期，滿足鐵路運(yùn)輸要求。
當(dāng)進(jìn)行地鐵或輕軌鋼軌在線激光表面強(qiáng)韌化處理時(shí)，動(dòng)力系統(tǒng)集裝箱2被安放在鐵 路平板車上，利用地鐵或輕軌晚上停運(yùn)的時(shí)間對(duì)鋼軌進(jìn)行表面強(qiáng)化處理。當(dāng)激光加工設(shè) 備在車間內(nèi)離線強(qiáng)韌化處理鋼軌表面時(shí)，激光加工車1隨動(dòng)力系統(tǒng)集裝箱2—起運(yùn)到工 作現(xiàn)場(chǎng)，動(dòng)力系統(tǒng)集裝箱2可放置在車間里的加工現(xiàn)場(chǎng)。激光加工車1上和動(dòng)力系統(tǒng)集 裝箱2內(nèi)設(shè)備的布局、連線與圖l相同，整個(gè)激光加工設(shè)備的工藝流程與野外鐵路鋼軌 在線激光強(qiáng)韌化處理相同，在此不再贅述。
權(quán)利要求
1、一種用于鋼軌表面強(qiáng)韌化處理的在線激光加工設(shè)備，其特征在于它包括激光加工車(1)和動(dòng)力系統(tǒng)集裝箱(2)；激光加工車(1)包括安裝在移動(dòng)小車(3)上的運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)(5)；運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)(5)為數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人時(shí)，激光加工頭(4)活動(dòng)安裝在運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)(5)上，運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)(5)為伺服電機(jī)時(shí)，激光加工頭(4)活動(dòng)安裝在移動(dòng)小車(3)上；動(dòng)力系統(tǒng)集裝箱(2)包括安裝在集裝箱體內(nèi)的制冷機(jī)(11)、空壓機(jī)(12)、冷干機(jī)(13)和激光器高壓電源(14)；激光器(7)為光纖激光器、二極管泵浦固體激光器或燈泵浦固體激光器時(shí)，激光器(7)安裝在所述集裝箱體內(nèi)；激光器(7)為半導(dǎo)體激光器時(shí)，激光器(7)安裝在移動(dòng)小車(3)上或所述集裝箱體內(nèi)；激光器(7)的出光口通過(guò)導(dǎo)光系統(tǒng)(6)與激光加工頭(4)的入光口光路連接；激光器高壓電源(14)與激光器(7)電連接，為其提供產(chǎn)生激光所需要的直流高壓電能；制冷機(jī)(11)為激光器(7)及導(dǎo)光系統(tǒng)(6)和激光加工頭(4)上的光學(xué)鏡片提供冷卻；空壓機(jī)(12)的一個(gè)出風(fēng)口通過(guò)管道與冷干機(jī)(13)的入風(fēng)口相連通，冷干機(jī)(13)的一個(gè)出風(fēng)口通過(guò)管道與激光加工頭(4)相連；控制系統(tǒng)(9)安裝在移動(dòng)小車(3)上或集裝箱體內(nèi)；控制系統(tǒng)(9)分別與制冷機(jī)(11)、空壓機(jī)(12)、冷干機(jī)(13)、激光器高壓電源(14)、激光器(7)和運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)(5)電連接；控制系統(tǒng)(9)控制制冷機(jī)(11)、空壓機(jī)(12)、冷干機(jī)(13)、激光器高壓電源(14)和激光器(7)的開、關(guān)，控制系統(tǒng)(9)控制運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)(5)和激光加工車(1)按照設(shè)定的軌跡運(yùn)動(dòng)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線激光加工設(shè)備，其特征在于移動(dòng)小車 (3)上還安裝有送粉器(8),送粉器(8)與控制系統(tǒng)(9)相連，并通過(guò)導(dǎo)管與激光加工頭(4)的噴嘴相連；冷干機(jī)(13)的另一個(gè)出風(fēng)口通過(guò)管道與送粉器(8)相連。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線激光加工設(shè)備，其特征在于動(dòng)力系統(tǒng) 集裝箱(2)還包括為設(shè)備中其它各部件提供電能的發(fā)電機(jī)(10)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1、 2或3所述的在線激光加工設(shè)備，其特征在于 激光加工頭(4)為透射聚焦式激光加工頭或反射聚焦式激光加工頭，通過(guò) 旋轉(zhuǎn)軸(38)安裝在運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)(5)上。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1、 2或3所述的在線激光加工設(shè)備，其特征在于 導(dǎo)光系統(tǒng)(6)為光導(dǎo)纖維。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1、 2或3所述的在線激光加工設(shè)備，其特征在于 運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)(5)為數(shù)控機(jī)床，在數(shù)控機(jī)床的X軸工作臺(tái)下面安裝有能夠 旋轉(zhuǎn)的底盤(31)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求l、 2或3所述的在線激光加工設(shè)備，其特征在于 激光加工頭(4)由擴(kuò)束鏡(33)、導(dǎo)光筒(34)、透射聚焦鏡(35)、激光 頭支架(37)和噴嘴(39)組成；導(dǎo)光筒(34)上安裝有氣嘴(40)，導(dǎo)光筒(34)固定在激光頭支架(37) 上，擴(kuò)束鏡(33)的出光口插入導(dǎo)光筒(34)的上部，透射聚焦鏡(35) 安裝在導(dǎo)光筒(34)下部，噴嘴(39)與導(dǎo)光筒(34)的底部螺紋連接； 激光頭支架(37)通過(guò)旋轉(zhuǎn)軸(38)安裝在運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)(5)上。
8、 根據(jù)權(quán)利要求l、 2或3所述的在線激光加工設(shè)備，其特征在于激 光加工頭(4)由導(dǎo)光筒(34)、非球面聚焦鏡(62)和噴嘴(39)組成， 非球面聚焦鏡(62)安裝在導(dǎo)光筒(34)中，噴嘴(39)從側(cè)面與導(dǎo)光筒(34)連接，導(dǎo)光筒(34)的軸心與噴嘴(39)的軸心垂直，導(dǎo)光筒(34) 的軸心與非球面聚焦鏡(62)的中心沿水平方向一致，噴嘴(39)的軸心 與非球面聚焦鏡(62)的中心沿垂直方向一致。
9、 根據(jù)權(quán)利要求l、 2或3所述的設(shè)備，其特征在于激光加工頭(4) 由激光振鏡系統(tǒng)和聚焦鏡構(gòu)成，聚焦鏡位于激光振鏡系統(tǒng)的出光光路上。
10、 根據(jù)權(quán)利要求l、 2或3所述的設(shè)備，其特征在于移動(dòng)小車(3) 包括車身(15)、驅(qū)動(dòng)輪(17)、前輪(18)和邊輪(19);驅(qū)動(dòng)輪(17)和 前輪(18)通過(guò)提手(20)相連，支撐桿(66)的長(zhǎng)度能夠調(diào)節(jié)，其一端 固定在提手(20)上，另一端與邊輪(19)連接；支撐桿(66)上連接有 輔助支架(65); 二個(gè)圓弧形導(dǎo)軌(64、 64')分別固定在提手(20)兩端， 車身(15)的兩端分別能夠拆卸地安裝在二個(gè)圓弧形導(dǎo)軌(64、 64')內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于鋼軌表面強(qiáng)韌化處理的在線激光加工設(shè)備，包括激光加工車和動(dòng)力系統(tǒng)集裝箱。激光加工車包括安裝在移動(dòng)小車上的運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、激光加工頭、和/或控制系統(tǒng)及送粉器；動(dòng)力系統(tǒng)集裝箱包括安裝在集裝箱體內(nèi)的發(fā)電機(jī)、制冷機(jī)、空壓機(jī)、冷干機(jī)和激光器高壓電源。激光加工頭安裝在運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)上；激光加工頭直接或者通過(guò)導(dǎo)光系統(tǒng)與激光器相連。本發(fā)明可以在不拆卸鋼軌、不影響列車的正常運(yùn)行前提下，完成各種鋼軌，包括正軌、彎道、護(hù)輪軌、道岔等的激光表面淬火、熔凝淬火、合金化和熔覆處理，使加工后的鋼軌耐磨性大幅度延長(zhǎng)，并具有裝卸簡(jiǎn)便、加工精度高、操控簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C21D9/04GK101403030SQ20081016967
公開日2009年4月8日 申請(qǐng)日期2008年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月10日
發(fā)明者曾曉雁, 李祥友, 楊學(xué)瑾, 王具平, 王澤敏, 羅建國(guó), 胡乾午, 明 高 申請(qǐng)人:華中科技大學(xué);武漢鐵路局科學(xué)技術(shù)研究所