我公司10 万t 锌冶炼项目锌电积车间安装2 台CTI 多功能吊车，设备轨道为钢轨连续窄间隙焊接的轨道结构，钢轨采用手工焊工艺，钢轨首尾焊接形成整体轨道，消除了钢轨接口产生的振动。多功能吊车轨道材料为典型材料U71Mn 钢，轨道规格为QU80 型，具体尺寸如图1 所示。

      图1 QU80 型钢轨结构简图

     QU80 型钢轨特点: 钢轨的顶部是凸状的，底部是具有一定宽度的平板，增加了与基础的接触面;轨道的截面为工字形，具有良好的抗弯强度。

     1. 钢轨窄间隙焊接顺序

  
     钢轨窄间隙焊接的顺序是由下而上分三层: 轨底、轨腰和轨头。
 
     第一层: 轨底焊接，轨道底部安装纯铜垫板。
     第二层: 轨腰焊接，轨道两侧安装纯铜焊接模具。
     第三层: 轨头焊接，第二层焊接完毕后，立即进入第三层的焊接。

   
      2. 钢轨窄间隙焊接工艺及模具设计
   

     第一层: 轨底焊接。轨道底部安装纯铜垫板，垫板厚度为20 ～ 25 mm 之间、长宽尺寸200 mm ×100 mm为宜，轨底焊接完成后，松开压轨器，撤除纯铜垫板并清除焊渣，此时钢轨接头处应有较小的上挠值。
 

     第二层: 轨腰焊接。焊接模具由模具2、模具3组成，钢轨1 与钢轨4 安装间隙应在12 ～ 14 mm 之间为宜，钢轨端头安装对齐，不得有歪扭和错位现象，如图2 所示。轨道两侧安装纯铜焊接模具，此措施有利于保证焊接质量，提高焊接效率和减少焊缝打磨量，纯铜焊接模具与轨腰须保持2 ～ 3 mm间隙，纯铜焊接模具厚度应在60 ～ 80 mm 之间为宜。
   
     

      图2 模具设计简图
 
 
     1、4. 钢轨2、3. 模具
 

     模具2 和模具3 只是安装方式一正一反，模具外形尺寸完全一样，具体尺寸如图3 所示。模具设计最重要的一点是焊接模具贴合面曲线与轨道两侧曲线具有较好的吻合度。
    
     第三层:轨头焊接。第二层焊接完毕后， 立即进入第三层的焊接，第三层焊接焊缝高度应略高与轨顶， 避免焊缝经打磨后出现凹塌现象。
     
      

     图3 模具尺寸

     3. 焊接模具工艺性分析及数控加工CNC 程序设计

     ( 1) 焊接模具工艺性分析: 为了解决复杂曲线形状焊接模具的加工，采取了三轴联动及圆弧插补指令相结合的铣削加工方案，螺纹铣削是借助数控加工中心机床的三轴联动功能及圆弧插补指令，完成复杂曲线形状的铣削工作。

     由于焊接模具厚度尺寸较大，且最小圆弧较小，不能单面、一次加工完成，采取了正反面两次加工的方案。

     ( 2) 焊接模具数控加工CNC 程序设计。坐标设置: 101 mm 尺寸右面、130 mm 尺寸右面为坐标原点，刀具采用12 mm 长刃立铣刀。

     复杂曲线形状焊接模具正反面两次铣削加工CNC 程序如下。