专利名称：用于交流钢轨闪光焊机的供电装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及供电装置领域，具体涉及一种交流钢轨闪光焊机的供电装置。
背景技术：
随着我国无缝高速铁路建设的发展，国内铁路建设单位对钢轨闪光焊机的需求迅 速增加，而供电装置是闪光焊机的关键组成部分，其稳定性直接影响了焊接接头的质量和 高速铁路的行车安全。由于焊机工作过程中焊接电流最高可达5万安培以上，发热量极大， 所以必须采取有效的冷却措施，才能使供电装置保持稳定、可靠的工作状态。目前，国内所用钢轨闪光焊机中供电装置的冷却方式均为水冷，其方法是在闪光 焊机变压器的每个次级铜板外侧缠绕一圈铜管，两端分别连接变压器次级汇流排的出水口 和回水口，汇流排再与冷水机、电极、导电轴的水管相连。这种方法的不足之处是1、受安装 空间的限制，依附在变压器次级外围的铜管直径有限，制约了冷却水的流量；2、铜管与变压 器次级的接触面积小，影响了热量向冷却水传递的速度；3、由于铜管壁厚小，而铜管与汇流 排又是通过焊接方法连接在一起，在焊机长期震动作用下容易引起焊接处的疲劳失效，从 而导致冷却水泄露，为安全生产埋下了隐患；4、铜管缠绕在变压器次级外侧，增大了变压器 的体积，不利于变压器在焊机机头上的安装。所以，现有钢轨闪光焊机的供电装置散热效率 低，容易漏水，安装不方便，在连续焊接作业时容易引起焊接回路温度升高，导致供电装置 的效率降低，影响钢轨焊接接头质量的稳定性。
实用新型内容本实用新型的目的是针对现有钢轨闪光焊机供电装置存在的问题，提供一种散热 效率高、安全性能可靠且易于安装的钢轨闪光焊机供电装置。本实用新型提供一种用于钢轨闪光焊机的供电装置，包括第一焊接变压器；第二焊接变压器；由相对设置的第一电极和第二电极组成的第一电极组；由相对设置的第三电极和第四电极组成的第二电极组；第一导电轴；第二导电轴；每个焊接变压器包括初级绕组和次级绕组，第一和第二焊接变压器的初级绕组并 联连接；第一焊接变压器的第一输出端直接与第一电极电连接，第二输出端通过第一导电 轴与第三电极电连接；第二焊接变压器的第一输出端直接与第二电极电连接，第二输出端 通过第二导电轴与第四电极电连接；并且，其中所述第一焊接变压器和所述第二焊接变压器的次级绕组内部具有冷却 水通道。如上所述的供电装置，所述第一焊接变压器和所述第二焊接变压器的每个的次级绕组由多个C型构件和两个汇流排组成，所述C型构件内部具有冷却水通道。如上所述的供电装置，每个所述C型构件由两块C型铜板和夹在该两块C型铜板 之间、分别与C型铜板的内外边缘形状匹配的铜条焊接而成，其中每个所述C型构件的两端 处各具有一个开口。如上所述的供电装置，每个所述汇流排具有与C型构件数目相应的用于与C型构 件相通的焊接开口和一个或多个用于同外部冷水机相连通的外接开口。如上所述的供电装置，所述第一焊接变压器和所述第二焊接变压器的每个的次级 绕组包括3个C型构件。如上所述的供电装置，所述第一导电轴、所述第一电极、所述第三电极内部具有冷 却水通道，所述第一变压器的次级绕组、所述第一导电轴、所述第一电极、所述第三电极的 冷却水通道顺序与外部冷水机相连通。如上所述的供电装置，所述第二导电轴、所述第二电极、所述第四电极内部具有冷 却水通道，所述第二变压器的次级绕组、所述第二导电轴、所述第二电极和所述第四电极的 冷却水通道顺序与外部冷水机相连通。
图1根据本实用新型实施例的钢轨闪光焊机供电装置立体结构示意图；图2用于图1中所示实施例中的焊接变压器的次级绕组的立体结构示意图；图3用于图1中所示实施例中的焊接变压器的次级绕组中一个C型构件的剖面图 (沿C型构件中心，平行于铜板方向剖开)；图4根据本实用新型实施例的供电装置冷却水循环示意图。
具体实施方式
以下结合附图所示的实施例对本实用新型做进一步说明如图1所示，本实施例的钢轨闪光焊机供电装置由第一焊接变压器1、第二焊接变 压器2、第一电极组(包括相对设置的第一电极11和第二电极12)、第二电极组(包括相对 设置的第三电极13和第四电极14)和第一导电轴5、第二导电轴6组成。每个焊接变压器 包括初级绕组和次级绕组，初级绕组和次级绕组同心设置，本实施例中的初级绕组采用本 领域中的常规配置。两个焊接变压器1、2采用并联方式电连接(即初级绕组并联输入)。 第一焊接变压器的第一输出端直接与第一电极电连接，第二输出端通过第一导电轴5与第 三电极电连接；第二焊接变压器的第一输出端直接与第二电极电连接，第二输出端通过第 二导电轴6与第四电极电连接，其中第一焊接变压器的第一输出端与第二焊接变压器的第 一输出端相位相同。两个电极组可以与被焊接钢轨轨腰紧密接触，为焊接过程供电。本实 施例中，第一和第二导电轴由铜制成。为了提高散热效率，本实施例的供电装置中的每个焊接变压器的次级绕组由三组 空心的C型构件23、24、25和两个有冷却水通道的长方体汇流排21、22组成(如图2所示)， 根据需要C型构件的数目还可以为4、5、6个等。参照图3，每个C型构件由两块C型铜板(优选紫铜板)焊接而成。具体的制作 方法是，在两块外形相同、厚度均为6mm的C型铜板中间，沿铜板的内外边缘各夹一条厚为2mm的细铜条，夹在外边缘处的细铜条31的形状与C型铜板的外边缘形状匹配(与汇流排 进、出水口对应的位置，即C型的两端处分别留出开口 33、34，即在该处没有细铜条)，夹在 内边缘处的细铜条32的形状与C型铜板的内边缘形状匹配，然后用氩弧焊将两块铜板沿夹 铺细铜条的位置焊接在一起。这样在铜板中间就形成了 C型构件的冷却水通道(如图3中 所示)。继续参照图2，每个汇流排的一个侧面(在图2中为底面)上带有与C型构件23、 24、25端部的开口尺寸匹配的3个开口(这里称为，焊接开口)，与该侧面相邻的一个侧面 上带有用于与外部水管相接的三个开口(这里称为外接开口，一个汇流排上的外接开口作 为该焊接变压器次级绕组的入水口，另一个汇流排上的外接开口作为该焊接变压器次级绕 组的出水口)。进行焊接时，如图2所示，将三个空心C型构件平行设置，将第一汇流排的三 个焊接开口与在三个C型构件第一侧(本图中为左侧)的三个开口分别对准，然后将第一 汇流排分别与三个C型构件焊接在一起，同理将第二汇流排的三个焊接开口与在三个C型 构件第二侧(本图中为右侧)的三个开口对准，然后将第二汇流排分别与三个C型构件焊 接在一起。这样在两个汇流排和三个C型构件中间就形成了焊接变压器次级绕组的冷却水 通道，也即焊接变压器的冷却水通道。本领域中的普通技术人员应该知道，导电轴5、6的内部以及第一电极11、第二电 极12、第三电极13和第四电极14的内部也具有各自的冷却水通道、入水口和出水口。在图 1中，导电轴5、导电轴6、第三电极13、第四电极14的入水口和出水口分别用各自端面上的 两个黑点中的一个表示，其他组件的出、入水口由于视图关系在图1中并未示出。采用本领 域中的常规技术，比如说利用导水管，将冷水机的出水口与第一焊接变压器1次级绕组的 入水口相连，将第一焊接变压器1次级绕组的出水口与导电轴5的冷却水通道的入水口相 连，将导电轴5的冷却水通道的出水口与第三电极13的冷却水通道的入水口相连，将第三 电极13的冷却水通道的出水口与第一电极11的冷却水通道的入水口相连，将第一电极11 的冷却水通道的出水口与冷水机的回水口相连。这样就形成了对第一焊接变压器、导电轴、 第一电极、第三电极的一个冷却环路。当然，冷却环路的各个部件的顺序可以适当改变。图4是供电装置中冷却水的流向示意图。如图所示，冷却水首先从冷水机输入到 焊接变压器(第一焊接变压器和/或第二焊接变压器)的次级绕组冷却水通道，流经焊接 变压器的次级绕组从焊接变压器的出水口排出，然后进入导电轴内部的冷却水通道，然后 进入电极(先后进入第一电极和第三电极)内的冷却水通道，最后再流回冷水机进行冷却 处理。可以理解，冷水机完全可以同时实现两路冷却水输出或者一路输出后分流，分别用于 为第一焊接变压器和第二焊接变压器冷却。本实施例中所采用的C型构件的冷却水通道具有比较大的横截面积，在相同水压 下冷却水的流动速度快，有利于散热效率的提高；并且由于冷却水直接通过焊接变压器的 次级绕组，所以使冷却水与焊接变压器的次级绕组等发热构件的接触面积大，根据傅立叶 导热定律，在温度梯度相同的情况下，接触面积越大热量传递速度就越快，因此，焊接变压 器的冷却速度也越快，有利于降低供电装置整体的温度，从而减小内阻、增加输出功率；由 于采用的铜板厚度大，降低了制作过程中焊接工艺的难度，提高了焊缝的性能，不易出现漏 水的现象，使得该供电装置更加安全可靠；由于去除了次级绕组外围的铜管，使得变压器的 体积有所减小，便于其在焊机中的安装。另外，虽然根据本实用新型实施例中，导电轴、C型构件均由铜制成。 最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制。尽 管参照实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本实用 新型的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本实 用新型技术方案的精神和范围，其 均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
权利要求一种用于钢轨闪光焊机的供电装置，其特征在于，包括第一焊接变压器；第二焊接变压器；由相对设置的第一电极和第二电极组成的第一电极组；由相对设置的第三电极和第四电极组成的第二电极组；第一导电轴；第二导电轴；每个焊接变压器包括初级绕组和次级绕组，第一和第二焊接变压器的初级绕组并联连接；第一焊接变压器的第一输出端直接与第一电极电连接，第二输出端通过第一导电轴与第三电极电连接；第二焊接变压器的第一输出端直接与第二电极电连接，第二输出端通过第二导电轴与第四电极电连接；并且，其中所述第一焊接变压器和所述第二焊接变压器的次级绕组内部具有冷却水通道。
2.根据权利要求1所述的供电装置，其特征在于，所述第一焊接变压器和所述第二焊 接变压器的每个的次级绕组由多个C型构件和两个汇流排组成，所述C型构件内部具有冷 却水通道。
3.根据权利要求2所述的供电装置，其特征在于，每个所述C型构件由两块C型铜板和 夹在该两块C型铜板之间、分别与C型铜板的内外边缘形状匹配的铜条焊接而成，其中每个 所述C型构件的两端处各具有一个开口。
4.根据权利要求2所述的供电装置，其特征在于，每个所述汇流排具有与C型构件数目相应的用于与C型构件相通的焊接开口和一个或多个用于同外部冷水机相连通的外接开
5.根据权利要求2所述的供电装置，其特征在于，所述第一焊接变压器和所述第二焊 接变压器的每个的次级绕组包括3个C型构件。
6.根据权利要求1所述的供电装置，其特征在于，所述第一导电轴、所述第一电极、所 述第三电极内部具有冷却水通道，所述第一变压器的次级绕组、所述第一导电轴、所述第一 电极、所述第三电极的冷却水通道顺序与外部冷水机相连通。
7.根据权利要求1所述的供电装置，其特征在于，所述第二导电轴、所述第二电极、所 述第四电极内部具有冷却水通道，所述第二变压器的次级绕组、所述第二导电轴、所述第二 电极和所述第四电极的冷却水通道顺序与外部冷水机相连通。
专利摘要一种用于钢轨闪光焊机的供电装置，包括第一焊接变压器；第二焊接变压器；由相对设置的第一电极和第二电极组成的第一电极组；由相对设置的第三电极和第四电极组成的第二电极组；第一导电轴；第二导电轴；每个焊接变压器包括初级绕组和次级绕组，两个焊接变压器的初级绕组并联连接；第一焊接变压器的第一输出端直接与第一电极电连接，第二输出端通过第一导电轴与第三电极电连接；第二焊接变压器的第一输出端直接与第二电极电连接，第二输出端通过第二导电轴与第四电极电连接；并且，其中所述第一焊接变压器和所述第二焊接变压器的次级绕组内部具有冷却水通道。
文档编号B23K101/26GK201565717SQ20092024696
公开日2010年9月1日 申请日期2009年11月11日 优先权日2009年11月11日
发明者丁韦, 宋宏图, 张震, 李力, 王贵山, 邹力顺, 高振坤, 高文会, 黄辰奎 申请人:中国铁道科学研究院金属及化学研究所