Как сваривают рельсы

Сварка рельсов

При работах с крановыми установками и выполнении монтажа  железнодорожного полотна возникает необходимость соединения и сварки рельсов.

В данном случае используется специальная технология, которая обеспечивает особую прочность соединения и устойчивость к повышенным нагрузкам.

Необходимо сказать, что такие работы относятся к отдельной категории сварочных работ, об особенности которых мы и расскажем в этой статье.

Сварка может выполняться следующими технологиями:

  • Термитная.
  • Электродуговая.
  • Газопрессовая сварка.

Каждая из этих технологий имеет свои определенные недостатки и преимущества. Поговорим поподробнее о таких способах сварки.

Электродуговая сварка стыков рельсов

На сегодняшний день данная технология получила наибольшее распространение, что объясняется простотой оборудования, легкостью самой работой и качеством выполненного соединения.

При выполнении сварочных работ рельсы укладываются в нужном положении, после чего имеющееся между стыками послойно пространство заполняется сварочным материалом. Расплавление сварочного материала обеспечивается за счет высоких температур дугового разряда.

При необходимости сварки торцов рельсов используется переменный ток от трансформатора. Также возможно использование мобильных сварочных аппаратов, работающих от постоянного тока.

Обратите внимание

При использовании электродуговой технологии возможно выполнение сварка рельсовых стыков ванным методом, при котором рельсы, обрезанные перпендикулярно своей оси, монтируются внутри ванны. В ванне проводится их качественное сваривание друг с другом. При данном методе сварки рельсы закрепляются с зазором не более 16 миллиметров. Возвышение профиля может колебаться в диапазоне 3-5 миллиметров.

При использовании ванного метода между торцов располагают электрод, по которому подается электрический ток мощностью порядка 350 Ампер.

Электрод  быстро заполняет зазор между соединяемыми рельсами, равномерно распределяя расплавленный материал по всему сечению.

Данный метод исключает растекание металла, при этом обеспечивается максимально качественное закрытие зазора между соединенными металлическими элементами. После завершения сварки необходимо будет зашлифовать соединительный шов по периметру.

Алюминотермитная сварка рельсов

Метод термитной сварки основывается на свойстве окиси алюминия и железа вступать  друг с другом в реакцию при высоких температурах. Такую термитную сварку также называют алюминотермитной технологией.

  Для выполнения такой сварки используется устойчивая к высоким температурам форма, которая по своему внешнему виду идентична геометрии рельсов.

Такая форма должна выдерживать температуру больше  2000 градусов, при которой возникает контакт алюминия и железа.

Открыта данная технология сварки еще в конце 19 века. Однако по причине ее технологической сложности распространение она получила лишь относительно недавно.

Основные трудности при выполнении такой термитной сварки заключаются в том, что реакция окиси алюминия и железа возникает лишь при температурах в несколько тысяч градусов.

Соответственно требовалось нагреть до таких экстремальных температур, как сами рельсы, так и использовать соответствующую форму, способную не расплавляться и сохранять свою геометрию.

Для соединения металлов необходимо поджечь термитную смесь, которая быстро выгорает с образованием высокой температуры. Такая термитная порция содержит не только окиси алюминия и железа, но и разнообразные легирующие добавки.

Важно

Такие добавки необходимы для получения максимально прочного соединения с нужными параметрами устойчивости к механическим воздействиям. Во время такой температурной реакции происходит послойное разделение легкого шлака и жидкой стали.

Шлак при этом оказывается сверху и в последующем с легкостью удаляется из соединения.

Термитный способ сварки рельсов позволяет соединять объемно-закаленные и поверхностно-закаленные материалы. Необходимо сказать, что при помощи подобной технологии обеспечивается прочное и долговечное соединение, поэтому термитный способ сварки нашел применение при изготовлении безстыковых высокоскоростных железнодорожных магистралей.

Газопрессовая технология

Эта оригинальная технология соединения рельсов подразумевает использование температуры ниже точки плавления, однако за счет воздействия высокого давления обеспечивается качественное соединение рельсов. Из преимуществ данной технологии сварки можно отметить следующее:

  • Отличные показатели качества выполненного соединения.
  • Однородная структура стыка железнодорожного покрытия.
  • Высокая производительность.
  • Минимальный расход наплавляемых материалов.

Такая газопрессовая сварка широко применяется при соединении тяжелых железнодорожных рельсов. При выполнении используется специальное оборудование, которое позволяет обеспечить максимально высокое давление соединяемых рельсов.

Металлические изделия плотно прижимаются друг к другу, после чего при помощи специальной струбцины концы нагреваются, а  за счет высокого давления рельсы соединяются друг с другом. В процессе такой работы необходимо обеспечить промывку свариваемых элементов треххлористым углеродом.

Это позволяет обеспечить соединение металлических элементов на молекулярном уровне.

Показатели рабочей температуры при газопрессовой технологии составляют порядка 1200 градусов. Для такой работы используются многопламенные горелки и мощные гидравлические прессы.

Для качественного разогрева места соединения используют многопламенные горелки, осуществляющие в области сварного стыка многочисленные колебания, что и позволяет качественно разогреть металл.

Гидравлический пресс, используемый для соединения рельсов, обеспечивает давление в 13 тонн и более. Усадка рельсов при их соединении данной технологией составляет около 20 миллиметров.

Заключение

Существующие в настоящее время технологии позволяют получить долговечное, надежное и устойчивое к механическим нагрузкам соединение.

Выбор той или иной технологии выполняется в зависимости от доступного оборудования и конкретных разновидностей соединяемых рельсов.

Необходимо сказать, что качественный выбор такого используемого оборудования и следование всей технологии работ позволит вам гарантировать качественно выполненную сварку рельсов.

Источник: http://svarkagid.com/svarka-relsov/

Что такое термитная сварка рельс на железной дороге

Разнообразные способы сварки металлов широко используются на производстве. Самые востребованные виды сваривания — это электродуговой (трансформатором, инвертором, полуавтоматом) и газовый (пропан-кислородным и ацетилен-кислородным пламенем).

Но эти методы могут оказаться малоэффективными из-за отсутствия линии электропередач вблизи рабочего места. Газовая сварка имеет недостаточную температуру нагрева для соединения толстых сторон металла, таких как рельсы. Для решения этой задачи был разработан термит. Это порошок с определенным составом.

Как работает термитная сварка рельс на железной дороге? В чем ее преимущества и недостатки?

История возникновения и суть сварки

Изобретению термитной сварки способствовала необходимость в разработке метода соединения металлов без участия громоздкого оборудования. В то же время температура нагрева сторон должна быть достаточно высокой, чтобы проплавить толстые стороны материалов и образовать крепкое соединение.

Бекетов Н.Н. открыл явление называемое алюминотермия. Это процесс, при котором металл восстанавливается благодаря окислам алюминия. Для этого алюминиевую стружку смешивают с оксидом железа. Полученную смесь доводят до температуры 3000 градусов, вследствие чего образовывается сталь и шлак.

Ученый Гольдшмидт впервые смог воплотить эту идею на практике сваривания. Он использовал два металлических бруска, зазор между которыми заполнил горящим термитным порошком. Образовался монолитный шов приемлемого качества, а шлак всплыл на поверхность и разошёлся по сторонам. При этом его отделение было довольно свободным.

Что такое термитная сварка на деле, легко понять после ознакомления с видео. В настоящее время применяют 23% алюминиевой крошки и 77% окиси железа. Грануляция состава не превышает пол миллиметра в диаметре.

Поджиг осуществляется специальным запалом. Благодаря горению происходит химическая реакция, высвобождающая большое количество тепла.

При этом оксид железа преобразовывается в чистый металл, а второй компонент образует окислы и составляет шлак.

Применение

Сварочный метод получил широкое применение благодаря своей автономности и несложном оборудовании. Им можно соединять чугун, сталь, и некоторое алюминиевые детали. Благодаря дозированию порошка регулируется количество выделенного тепла и ширина стыка. Это нашло отображения и в более тонких сварочных работах по соединению проводов.

Автономность метода позволяет использовать его на любом расстоянии от населенного пункта. Особенно часто он применяется для сварки железнодорожных путей.

Совет

Высокая температура обеспечивает достаточный прогрев зоны стыка, а образованный сплав выдерживает повышенные нагрузки при эксплуатации. Если три бригады будут работать параллельно, то за 50 минут они смогут выполнить 12 соединений термитной сваркой.

Это важный показатель, который позволяет не останавливать движение поездов на длительное время.

Достоинства и недостатки

Термитная сварка обладает рядом преимуществ перед электродуговым методом, а именно:

  • быстрота выполнения работ;
  • доступные комплектующие, которые продаются свободно в специализированных магазинах;
  • простота выполнения соединения, не требующая предварительного длительного обучения рабочего;
  • отсутствие необходимости в электроэнергии или громоздких газовых баллонах;
  • крепкий шов, устойчивый к усилию на излом и разрыв.

Несмотря на данные преимущества, термитный метод сваривания имеет и несколько негативных факторов, которые важно учитывать при проведении работ.

Во-первых, смесь легко воспламеняется, что требует осторожности при перевозке или подготовительных процессах.

Потушить случайно зажженную емкость с порошком будет уже невозможно, а моментально повышающаяся температура способна создать пожар, если окажется на горючих материалах.

Во-вторых, нельзя допускать попадание воды или иных жидкостей на горящую термитную смесь. Если определенный объем воды прольется в зону плавления порошка, то это может привести к взрыву и разбрызгиванию состава. Перед применением метода сваривания важно пройти подготовку и соблюдать инструкции по технике безопасности.

Процесс на деле

Технология сваривания железнодорожных рельс происходит следующим образом:

  1. Два конца рельс выставляются одинаково по вертикали и горизонтали торцами напротив друг друга. Между наим оставляется зазор для заполнения в 25 мм. Для этого вставляется специальная пластина соответствующей толщины.
  2. Обе стороны зажимаются небольшими захватами или струбцинами.
  3. Место соединения выкладывается огнеупорными пластинами для направления горячего потока точно между рельсами. Небольшие щели между формой и металлом замазываются пастой.
  4. На форму устанавливается тигель — маленькая емкость с термитным порошком. Либо накладывается воронка-лейка сверху которой ставится магазинная бочка со смесью.
  5. Термит поджигается запальным карандашом через верхнее отверстие в бочке или тигле.
  6. Горение длится около 30 секунд. Возрастающая температура плавит нижнюю заглушку, и смесь вытекает в форму. Происходит заполнение последней и создание соединения. Высокая температура содействует хорошему сплавления железа и основного металла. Шлак вытекает на землю или в специальные карманы приспособления.
  7. После окончания горения убираются карманы, тигель и форма.
  8. Соединение обжимается прессом для полного формирования. В таком состоянии изделие находится около 5 минут.
  9. Выполняется отбитие наплывов шлака, которое производится постукиванием молотка.
  10. Шов на рельсах шлифуется на рабочих сторонах, чтобы на участке не было выступов. Поверхность неприкасаемая с колесами поезда оставляется без шлифовки.

Для реализации термитного метода сваривания необходимо определенное оборудование:

  • отливочная форма, способствующая заполнению пространства между рельсами;
  • керамический тигель и заглушка из плавящегося материала для заполнения емкости и слива расплавленного средства;
  • пресс для уплотнения соединения;
  • подставка для тигля;
  • обмазочная паста;
  • болгарка со шлифовальными кругами;
  • молоток;
  • лопатка для удаления шлака с карманов.

Для защиты рабочего от высокой температуры необходим костюм из плотной ткани.

Благодаря автономности и быстроте выполнения, термитная сварка широко используется в аварийных и плановых ремонтах железнодорожных путей. Применяя вышеизложенные рекомендации можно создать качественное соединение и в бытовых целях.

Поделись с друзьями

Источник: https://svarkalegko.com/tehonology/termitnaya-svarka.html

Как сваривают рельсы для Московского метрополитена. | Как это сделано

Совсем недавно в Московском метрополитене начато применение рельсовых плетей длиной до 138 метров, благодаря чему уже во время эксплуатации требуется меньше времени на путевые работы, а ход поезда становится плавнее из-за меньшего количества стыков. Хотите посмотреть, как эти рельсы производят?

Читайте также:  Процесс сварки оптических волокон

Собравшись на станции метро «Печатники» мы с коллегами и журналистами не стали подниматься наверх, а сели в пустой поезд, который доставил нас в электродепо «Печатники» (ТЧ-15) которое обслуживает Люблинско-Дмитровскую линию Московского метрополитена.

Введено в эксплуатацию 28 декабря 1995 года. Электродепо имеет гейт с железнодорожной станцией «Южный порт», через который в метрополитен прибывает весь подвижной состав с Мытищинского завода «Метровагонмаш».

Посмотреть как производят вагоны для метро можно по ссылке.

Обратите внимание

По пути в рельсосварочный цех мы проходим по цеху, в котором ремонтируется оборудование. Покажу пару картинок. 🙂

И вот наконец рельсосварочная станция. В ходе реконструкции, завершенной в 2013 году были обновлены две технологические линии по сварке рельсовых плетей. Теперь темпы производства новых рельсов в депо «Печатники» выросли со 150 до 220 километров в год.

 Инвестиции в строительство рельсосварочной станции составили 784 миллиона рублей.

По сути, на базе электродепо создан крупный современный завод, обеспечивающий постоянно растущую потребность московского метро в рельсах для плановой замены отслуживших свой срок и строительства новых линий.

А теперь посмотрим, как же все таки свариваются рельсы.

Получив заказ на рельс на распилочном станке происходит резка заготовок до нужной длинны.

Следуя по «конвейеру» рельсы попадают в сварочный станок. Причем электродами служат сами же рельсы. Сварка осуществляется напряжением 6 вольт с огромной силой тока. Всего за пару минут металл нагревается до температуры 2000 градусов. Пока рельс не остыл этот же станок снимает со шва лишний металл.

Рабочий проверяет качество сварки.

При необходимости происходит правка шва с помощью пресса.

Следуя дальше, рельс попадает в шлифовальную камеру. Только на этом этапе применяется ручной труд, причем не самый легкий.

Этот станок производит термообработку шва током высокой частоты, чтобы сплавить все возможные трещинки и произвести повторную закалку стыка.

За 3 минуты метал нагревается до 850 градусов и быстро охлаждается воздухом.

Далее следует чистовая шлифовка и охлаждение водой до 40 градусов.

На последнем этапе ультразвуковая дефектоскопия.

Кстати, все оборудование на заводе российского производства. Оборудование позволяет также производить ремонт и репрофилирование старогодных рельсов, продлевать срок их безопасной эксплуатации на два-три года, обеспечивая при этом более высокую плавность и меньший шум хода поездов.

Важно

Готовые рельсы складируются, грузятся на рельсовозы и ждут ночи, когда их доставят и уложат туда, где они будут стоять несколько лет.

Машина подтягивающая гайки, крепящие рельсы.

А еще в электродепо «Печатники» мы смотрели показ моды. «Модели» дефилировали в спецодежде из новой коллекции, но об этом в другой раз.

Источник

Источник: https://kak-eto-sdelano.ru/kak-svarivayut-relsy-dlya-moskovskogo-metropolitena/

Электродуговая сварка стыков рельсов

Этот способ сварки из-за относительйо невысокой прочностной характеристики в трамвайных хозяйствах и на станционных путях железных дорог применяется редко. Преимуществом электродуго — вого способа сварки является то, что им можно сваривать рельсы в пути.

Стыки, свариваемое электродуговым способом, можно разде лить на две группы: 1) стыки с приваркой накладок и подкладок; 2) стыки, провариваемые по всему сечению рельсов (ванный спо­соб). Стыки первой группы из-за чрезвычайно низких прочностных показателей на железнодорожном транспорте не применяются, а в трамвайных путях используются редко.

Ванный способ ‘

Ванный способ сварки стыков рельсов разработан Московским опытным сварочным заводом.

Сварка производится на постоянном или переменном токе элек­тродами диаметром 5 мм. Питание осуществляется от стандартно — 76

0 электросварочного оборудования типа СТЭ-34; ПС-500; ПАС-400

1 т. д.

Применяемая сила тока 300—350 а. Для сварки используют ілектродьі марки УОНИ-ІЗ/55А с временным сопротивлением на — їлавленного металла 55 кгімм2.

В настоящее время в связи с появлением новых марок рельсо — )ой стали, обладающих повышенными прочностными данными, ре — сомендуется применять электроды УОНИ-13/85у с временным со-* іротивлением наплавленного металла.85 кг/мм2-

Сборку стыков под сварку, как правило, производят на шпа — іах. Концы рельсов обрезают по угольнику механическими сред­ствами или газом. После обрезки газом торцы рельсов необходи — ю очистить от окалины.

Стык должен быть выверен в вертикальной и горизонтальной плоскостях, после чего он возвышается на 1,0—1,5 мм на 1 пог. м.

Регулировку величины подъема стыка производят деревянными клиньями, а проверку—специальной стальной метровой линейкой с регулируемыми по длине штифтами на концах.

Зазор между свариваемыми рельсами должен быть 12—15 мм или 1,5 диаметра электрода с учетом толщины слоя обмазкь. .

Совет

Технологически сварку рельсового стыка можно разделить на две главные операции: сварку подошвы, сварку шейки и головки.

* Сварку подошвы производят на остающейся (стальной) или съемной медной пластинке. Длина этой пластинки на 20 мм больше ширины подошвы рельса, а ширина пластинки 40 мм.

Используется несколько вариантов таких пластинок:

1) стальная (Ст. 3) толщиной 5—6 мм; пластинку укладывают под стык и плотно поджимают;

2) комбинированная, под стык укладывают стальную пластин­ку толщиной 2 мм, а под нее медную подкладку;

3) медную пластинку с канавкой, заполняемой несколькими огарками электродов УОНИ-13/55 А, поджимают непосредственно под стык.

Лучшие результаты дает применение медной и комбинирован­ной пластинок. *

Подошва рельса—наиболее чувствительное место сварного стыка, где особенно ярко проявляются низкое качество наплавлен­ного металла и другие погрешности сварки.

При ванном способе сварки рчень важно удержать в межсты­ковом зазоре жидкий наплавленный металл и шлак. Для этого применяют специальные медные формы многократного пользова­ния: нижние — для сварки подошвы и боковые — для сварки шей­ки и головки.

Снаружи формы имеют прямоугольную кбйфигурацию. Внут­ренний контур их соответствует форме того участка рельса, с ко­торым они сопрягаются. По оси формы имеется выемка, которая при сварке заполняется жидким наплавленным металлом с обра­зованием усиления стыка.

При установке форм их ось совмещают с зазором стыка, а бо­ковые формы, кроме того, еще и фиксируют струбциной.

Обратите внимание

Зазор в местах сопряжения форм с поверхностью рельсов не должен превышать 1 мм. В противном случае края форм необхо­димо обмазать огнеупорной глиной. Сваривая подошву, шов начи­нают с края пластинки и, совершая колебательные движения по­перек зазора стыка, ведут его к другому концу, тщательно прова­ривая углы между торцами рельсов и пластинкой.

Второй шов следует накладывать в противоположном напраї лении, начиная его также от края пластинки.

При выполнении следующих проходов нужно внимательно на­блюдать за тем, чтобы жидкая ванна расплавленного металла рас­полагалась по всей длине подошвы.

В процессе сварки колебательные движения электродом нужно совершать быстро. Закончить сварку подошвы следует в центре стыка, благодаря чему шов получается с уклоном от центра к краям, что соответствует профилю рельсов-

В подошве стыка сварной шов должен иметь усиление в 2—3 мм, а края подошвы — перекрываться плавным швом.

Поверхность шва после заварки подошвы нужно очистить от шлака.

После установки боковых форм следует немедленно начинать последующую сварку, чтобы не допустить значительного охлажде­ния стыка.

Сварочная дуга возбуждается в месте окончания сварки по­дошвы, т. е. у основания шейки, и ведется, непрерывно заполняя наплавленным металлом весь зазор.

Заканчивая сварку стыка, на поверхности катания необходимо наплавить прибыльную часть толщиной 4—5 мм, которая компен­сирует усадку при кристаллизации стыка.

Важно

После -сварки, когда стык еще имеет красный цвет, поверх­ность его следует уплотнить проковкой.

Недостатками ванного способа сварки являются горячие тре­щины и непровар. Горячие трещины иногда появляются при сварке рельсов из бессемеровской стали, содержащей повышенное коли­чество вредных примесей—серы, фосфора, азота. Эти же дефекты могут быть при ускорении процессов сварки рельсов тяжелых ти­пов.

Непровар и шлаковые включения, наоборот, получаются при замедленных скоростях сварки-

Если обнаружены какие-либо дефекты, последующую подвар­ку можно производить при температуре стыка не менее 300°.

Источник: http://hssco.ru/elektrodugovaya-svarka-stykov-relsov/

Термитная сварка рельсов, технология сварки рельсов термитом

Термитная сварка рельсов, технология сварки рельсов термитом. Алюмотермитная сварка — это процесс сварки металлических деталей жидким металлом заданного химического состава, получаемого в результате алюминотермической реакции.

Сущность реакции заключается в способности алюминия восстанавливать окислы металлов с большим выделением тепла, в результате чего изменяется потенциальное состояние энергии и рекристаллизация компонентов, участвующих в процессе:

где: Q – теплота в реакции;

U1 — U2  — изменение энергетического состояния материалов;

А  —  работа порекристаллизации компонентов.

Большое количество тепла, которое выделяется при термитной реакции, длительное время сохраняет металл в жидком состоянии и дает возможность использовать его для технологических целей.

Термитный процесс с железо-алюминиевым составом протекает в соответствии со следующей зависимостью:

где: M1  —  металл, стоящий левее в ряду напряжений химических элементов Al;

M2 — металл, стоящий правее в ряду напряжений Fe;

М2О — окислы железа (FeO и Fе2О3);

М2О—окись алюминия (А12O3);

Q — теплота реакции.

Для зажигания термитных смесей употребляют легковоспламеняемые составы, которые при горении развивают температуру, превышающую 1500°.

Для этого используется переходной состав, загорающийся при 150—200°, который вызывает загорание второго состава с температурным барьером в 400—600°. Этот состав при своем горении перекрывает температурный барьер начала термитной реакции.

На этом принципе основывается конструкция термитных спичек, выпускаемых нашей промышленностью (рис. 1).

Концы отобранных под термитную сварку рельсов не должны иметь отклонений от оси в горизонтальной и вертикальной плоскостях.

Торцы и концы рельсов должны быть зачищены до металлического блеска не менее чем на 50 мм. Для этого используют круглую стальную проволочную щетку, которую устанавливают на вал электрошлифовальной машины. Если последняя отсутствует, можно применить ручную стальную проволочную щетку.

Особенно тщательно следует зачищать нижнюю поверхность подошвы и место сопряжения шейки с головкой рельса. Если на зачищаемой поверхности окажется трудноудаляемая окалина. необходимо пользоваться напильником, а в отдельных случаях зубилом с молотком.

Совет

Если концы рельсов покрыты маслом, мазутом и т. п., их следует обжечь пламенем горелки бензоподогревателя или паяльной лампы.

Уложенные на шпалах рельсы стыкуются, одновременно производится предварительная рихтовка их. Затем, выдерживая зазор 12—14 мм между торцами рельсов, проводят контрольную рихтовку. Для этого применяют клинья из твердых пород дерева или металла.

Регулируя положение клиньев, которые подбиваются под подошву рельсов, тщательно совмещают профили последних.

Используя эти же клинья и специальную стальную линейку длиной 1 м, необходимо произвести завышение места сварки на 1,5—2 мм, так как в противном случае стык после сварки окажется заниженным.

Проверка величины такого завышения осуществляется линейкой со штифтами 1,5 мм на концах.

Термитная сварка рельсов, технология сварки рельсов термитом

Читайте также:  Как проводят орбитальную сварку

Самым распространенным способом термитной сварки стыков рельсов является способ промежуточного литья.

Принципиально схема сварки этим способом проста (рис. 1.1).

При установке рельсов под сварку между торцами стыка выдерживается зазор, равный толщине шейки рельса. Свариваемые поверхности должны быть параллельными.

Обрезка рельсов под сварку (если в этом есть необходимость) может выполняться механическим способом. Величина зазора между торцами рельсов оказывает большое влияние на качество сварки.

Обратите внимание

Применение меньших зазоров выгодно, так как это сокращает расход термита. Однако использование неоправданно узких зазоров изменяет характер кристаллизации металла в сварном шве и металл в верхней части шва может затвердевать раньше, чем успеют выйти газы из нижних слоев.

Это может при вести к появлению газовой пористости в сварном шве. При сварке способом промежуточного литья термитный металл полностью заполняет зазор между торцами рельсов по всему сечению.

Он является не только мощным теплоносителем, но и расплавляя торцы рельсов, при затвердевании образует сплошное сварное соединение.

Полноценное сварное соединение получается лишь в том случае, если пропускается избыточное количество жидкого металла который, омывая свариваемые поверхности рельсов, равномерно оплавляет их и обеспечивает хороший провар металла.

Поэтому при конструировании сварного стыка необходимо предусмотреть такое размещение прибыльной части и системы подвода металла чтобы потоки жидкой стали омывали всю площадь свариваемого сечения.

Прибыльная часть служит питателем для заполнения жидким металлом мест, образующихся в процессе усадки металла.

Головка рельсового стыка вследствие частичного расплавления ее термитным металлом теряет механические свойства, приданные ей в процессе прокатки.

Это обстоятельство должно быть учтено при конструировании форм, чтобы уменьшить величину этого прослабления головки рельсов.

Важно

Предварительный подогрев стыка перед термитная сварка рельсов является важной технологической операцией, от которой в значительной степени зависит качество сварного соединения.

Подогрев может производиться любым горючим газом, причем температура подогрева должна быть не менее 850—900°.

Предварительный подогрев перед термитная сварка рельсов необходим для того, чтобы создать наиболее благоприятные условия для заливки перегретой жидкой стали, уменьшить температурный перепад между жидкой сталью и сварной зоной, сократить расход термита, повысить качество сварки и устранить газовую пористость в сечении облива, которая может возникнуть от присутствия влаги в сварочной зоне.

Алюмо термитная сварка рельсов, технология сварки рельсов

В ходе предварительного подогрева стыка огнеупоры вследствие их меньшей, чем у металла, теплопроводности, нагреваются до более высокой температуры.

Поэтому расплавленный металл в зоне, прилегающей к огнеупорам, меньше охлаждается, более длительное время сохраняет текучесть и вследствие этого легко перемещается и питает шов по всему периметру облива.

Большое значение имеет конфигурация облива.

Применяющаяся сегментообразная форма облива не всегда обеспечивает получение качественного стыка, поэтому при отработке оптимальных параметров конфигурации облива необходимо помнить, что резкие переходы между обливом и рельсом являются источником значительных напряжений, которые в эксплуатационных условиях могут привести к разрушению стыка.

Каждая вновь конструируемая модель облива должна отрабатываться путем пробной сварки стыков рельсов с последующим их исследованием.

Сжигание термита для термитная сварка рельсов следует производить только в горячем ошлакованном тигле.

   Применение непрогретого тигля недопустимо по следующим причинам:

1) футеровка тиглей обладает высокой гигроскопичностью и активно усваивает атмосферную влагу, поэтому при сжигании термита в таком тигле термитный металл будет насыщаться водородом;

2) холодная футеровка поглощает большое количество тепла, выделяемого в ходе термитной реакции; этим нарушается расчетный тепловой баланс процесса сварки;

3) футеровка ввиду ее загрязнения различными примесями, не обладающими высокой огнеупорностью, может быть источником дополнительных вредных включений в термитном металле.

Поэтому, прежде чем пользоваться новым тиглем, его необходимо ошлаковать, т. е. сжечь в нем некоторое количество термита, достаточное для того, чтобы внутренняя поверхность футеровки покрылась шлаком не менее чем на 2/3 общей высоты тигля.

Детали и материалы, используемые для запорного устройства тигля (штепсель, асбестовый кружок и глинозем), перед применением нужно прокалить, а запорный гвоздь — прогреть.

Совет

Перед засыпкой термита в тигель его следует тщательно перемешать, так как алюминиевый порошок и железная окалина из-за значительной разницы в удельных весах в процессе транспортировки неравномерно распределяются.

Засыпая из бумажного пакета присадку в тигель, необходимо помнить, что если она находится в верхней части термита, то в ходе термитной реакции из-за большой активности процесса присадка почти полностью теряется (испаряется и переходит в шлак).

Если присадка находится в нижней части тигля, она полностью переходит в термитную сталь. В этом случае присадка полностью усваивается нижними слоями термитного металла.

Чтобы получить однородную по химическому составу термитную сталь, а также максимально уменьшить потери присадки, последнюю необходимо закладывать в тигель на 2/3 его высоты.

Поджигание термитной смеси можно произвести любым источником тепла, развивающим температуру свыше 1350°. На практике чаще всего пользуются термитными спичками, которые горят в любых атмосферных условиях.

Для воспламенения термитной шихты горящую спичку необходимо погрузить на 2/3 ее длины в термит. Горение термитной порции происходит весьма активно и продолжается 15—25 сек.

По окончании горения термита, что определяется прекращением бурления в тигле, необходимо дать выдержку 4—6 сек., чтобы закончилось отделение металла от шлака.

Затем следует быстро выбить запорное устройство тигля и выпустить жидкие продукты термитной реакции в форму.

В ходе термитной реакции нужно стремиться к возможно более точному определению момента выпуска термитного металла из тигля. Преждевременный выпуск не дает возможности закончиться процессу горения термита и последующему отделению металла от шлака.

Обратите внимание

Это ведет к загрязнению сварного стыка неметаллическими включениями и резко снижает прочность термитного металла.

Задержка выпуска термитной стали ведет к падению ее температуры, что может вызвать непровар в сварном стыке. По этой же причине может произойти застывание металла в нижней части тигля. Такой тигель следует осторожно снять со стойки до полного его остывания.

Через 2,5—3,5 мин. после заливки термитного металла снимают форму, удаляют технологические утолщения: прибыльную часть, литниковую и выпорную системы стыка.

Затем очищают сварной стык от пригара формовочной земли и шлифуют абразивным кругом рабочие поверхности рельсов.

Усталостная прочность сварных рельсовых стыков значительно повышается при шлифовке. Особенно тщательно следует шлифовать поверхность катания и рабочей грани. Рельсовый стык необходимо шлифовать вдоль рельса.

Рельсовые стыки, сваренные термитом, следует располагать только на весу. Расстояние между обливом и осями прилегающих шпал не должно превышать 250 мм.

При укладке в путь старогодных рельсов нельзя менять положение рабочей внутренней грани головки. Состояние пути является одним из важных факторов, определяющих эксплуатационную надежность сварных рельсовых стыков.

Неисправности пути — просадки, перекосы, изношенные шпалы и пр.—в зоне сварных рельсовых стыков резко увеличивают динамическое воздействие на последние со стороны проходящего подвижного состава и преждевременно выводят их из строя.

Источник: https://rzd-puteetz.ru/termitnaya-svarka-rels/

Наилучший путь сварки и восстановления железнодорожных путей

Ремонт и техническое обслуживание железнодорожных путей.
Степень износа зависит от типа рельса, интенсивности движения, нагрузки и скорости движения. Надлежащий технический надзор и обслуживание повышает безопасность движения, продлевает срок службы рельсов и подвижного состава, уменьшает износ и возможности аварий железнодорожной системы.

Качество рельсов

Различные железнодорожные организации предъявляют различные требования к качеству используемых рельсов в зависимости от осевой нагрузки, интенсивности движения, скорости и так далее.

Основные типы железнодорожных рельсов, используемых различными компаниями, химический состав металла, его механические характеристики и свариваемость представлены в следующей таблице. Железнодорожные рельсы выпускаются четырех типов. В основном для их производства используется марганцевая сталь.

Тип рельсов подбирается в зависимости от требуемой износостойкости. Марганцевые стали также используются для изготовления сложных стрелочных съездов железнодорожных путей, для соединения часто используется электрошлаковая сварка. Стрелочные съезды являются наиболее быстро изнашиваемыми элементами железнодорожных путей.

В настоящее время для производства рельс очень часто используется aустенитная марганцевая сталь, обладающая высокой износостойкостью и стойкостью к воздействию ударных нагрузок, однако и такие рельсы требуют соответствующего технического обслуживания и ремонта.

ESAB программа сварки железнодорожных рельс

ESAB всегда тесно сотрудничает с потенциальными пользователями, решая различные технические вопросы, поэтому работая вместе с Banverket (Шведская Национальная Железная Дорога) были созданы ряд сварочных аппаратов и сварочных материалов, которые идеально подходят для ремонтных работ железнодорожных рельсов.

ESAB сварочные материалы были разработаны, руководствуясь принципом, что они должны быть годны, и предназначены для самого широкого возможного диапазона ремонтных работ и технического обслуживания, независимо от условий эксплуатации железнодорожных путей: интенсивности движения, скорости и возможных нагрузок. Для удобства пользователя выбор сварочных материалов и режимов сварки упрощен, а влияние ошибок минимизировано.

Фирма ESAB для сварки рельсов предлагает: A. Сварочные материалы: для сварки восстановления наплавки.Б. Сварочные аппараты: для наружных работ, для работ в цеховых условиях.

Сорта рельсов

Тип рельсовХимический составПредел прочности, МРа
% C % Mn % Si % Cr
Banveket 800 0,50-0,65 0,80-1,2 0,15-0,5 ?780
U IC 860 700 0,40-0,60 0,80-1,25 0,05-0,35 680-830
Tип 900 A 0,6-0,80 0,8-1,30 0,1-0,5 880-1030
Tип 900 B 0,55-0,75 1,3-1,7 0,10-0,5 880-1030
Tип 1100 0,60-0,82 0,8-1,3 0,3-0,9 0,8-1,3 ?1080
UIC 866
Aустенитная — марганцевая сталь 0,9-1,3 ноя.14 0,4  670

Наплавка или соединение — полагайтесь на ESAB

Философия ESAB заключается в снабжении клиентов такими изделиями, которые были бы полностью приспособлены к потребностям наших клиентов и отвечали их требованиям. Научно исследовательские центры фирмы ESAB расположены в Швеции, Великобритании и Нидерландах.

В этих центрах проводятся различные испытания и совершенствование новой продукции и разрабатываемых технологий, используя научный потенциал, опыт персонала и уникальное оборудование. Основная цель фирмы ESAB состоит не только в том, чтобы снабдить клиентов сварочным оборудованием и сварочными материалами, но также обеспечивать полное решение любых проблем сварки.

Ручная дуговая сварка, самый старый и наиболее распространенный метод сварки для восстановления рельсов. Однако он до сих пор незаменим из-за своих многосторонних возможностей применения, простоты в использовании и низких инвестиционных затрат.

Важно

Однако в настоящее время требуется увеличивать производительность сварки. ESAB выпускает специальные сорта самозащитных порошковых проволок, которые отвечают этим требованиям.

Эти порошковые проволоки пригодны для наружных работ и гарантируют очень хорошее качество сварных соединений, выполненных механизированной сваркой.

ESAB сварочные материалы в зависимости от области применения и назначения делятся на следующие группы:

Стрелочные переводы

Перевод железнодорожных вагонов на другие пути управляется с помощью стрелочных переводов. Силы, возникающие между ребордами колесной пары железнодорожного вагона и деталями стрелочного перевода, являются причиной износа стрелочных переводов.

Читайте также:  Методы сварки легированных сталей

Одновременно изнашиваются состыкованные со стрелочным переводом железнодорожные рельсы и колесные пары вагонов.

Материалы для ремонта стрелочных переводов

Ручная дуговая сварка OK 83.28

Автоматизированная сварка под флюсом OK Tubrod 15.43

Сварка стыков

Непрерывный, сваренный на стыках рельс, меньше изнашивается, потому концы рельсов на стыках не деформируются и движение железнодорожного состава становится более равномерным. Для сварки стыков используется ручная сварка с использованием подложки. Данным методом сварки, полученные сварные соединения обладают повышенной износостойкостью.

Износостойкость сварного соединения во многом зависит от используемой в процессе сварки подложки. Использование этого метода сварки обеспечивает равномерный переход между сварным швом и концами рельсов на их стыке.

Материалы для сварки стыков рельс ОК 83.28, OK 74.78, OK подложка 21.21

Концы рельс

Деформация концов рельс вызвана действующими нагрузками. При значительном зазоре между концами рельс их износ становится более значительным. В свою очередь степень износа и деформации путей влияет на износ колесных пар железнодорожного состава. Несвоевременный ремонт изношенных рельс ухудшает характеристики движения, техническое состояние путей и безопасность движения.

Материалы для ремонта

Ручная дуговая сварка OK 74.78, OK 83.28

Автоматизированная сварка под флюсом

OK Tubrod 15.41, OK Tubrod 15.43

Pельсы

Наиболее опасными дефектами и повреждениями рельс являются трещины различных размеров, которые вызваны деформацией и усталостью, трением и сопутствующим износом. При обнаружении данных дефектов ремонт рельс должен быть выполнен незамедлительно.

Материалы для ремонта:

Ручная дуговая сварка OK 74.78, OK 83.28

Автоматизированная сварка под флюсом: OK Tubrod 15.41, OK Tubrod 15.43

Путевые пересечения

Основное требование, которое предъявляется к путевым пересечениям — хорошая сопротивляемость ударным нагрузкам при воздействии колесных пар железнодорожных вагонов.

Углеродистая марганцевая сталь

Путевые пересечения обычно изготавливаются из углеродистой марганцевой стали. Из-за уменьшенной износостойкости детали, изготовленные из данной стали, требуют более внимательного технического надзора и частого ремонта, чем изготовленные из aустенитной марганцевой стали.

Материалы для ремонта

Ручная дуговая сварка OK 74.78, OK83.28

Автоматизированная сварка под флюсом: OK Tubrod 15.41, OK Tubrod 15.43

Aустенитная марганцевая сталь

Данная сталь широко используется для производства путевых пересечений, и это объясняется ее повышенной сопротивляемостью ударным нагрузкам.

Однако при производстве путевых пересечений возникают некоторые проблемы из0за относительно сложной формы данных изделий. Многие производственные дефекты проявляются в процессе эксплуатации, после того как имел место значительный износ конструкции.

Сварочное оборудование предназначенное для восстановления железнодорожных путей.

Сварочные генераторы KHH DSS и KHH 400 LDSS предназначены для наружных работ. Это тиристорные сварочные генераторы, ток сварки может регулироваться в пределах 300 — 450 А при режиме работы 35 %.

Напряжение холостого хода 70 V может быть увеличено, способствуя улучшению сварочных характеристик. КНН 400 DSS/LDSS снабжены отдельными одно или трехфазными выходами, соответственно мощностью 10 или 15 кВт. КНН 400 DSS снабжен 3 цилиндровым дизельным двигателем Deutz, а КНН LDSS снабжен 4 цилиндровымдизельным двигателем Deutz.

LUA 400 — инвентарный источник питания

LUA 400 — идеальный инверторный источник питания, предназначенный для восстановления рельс и других работ технического обслуживания. Это легкий, переносной, универсальный, быстро настраиваемый источник питания, который может использоваться для сварки следующими методами: MMA, MIG/MAG или TIG.

Этот источник обладает превосходными сварочными характеристиками, очень надежен и гарантирует стабильное возбуждение дуги, небольшое разбрызгивание, устойчивое горение дуги. Современная электроника управляет сварочным процессом. Пределы регулирования тока сварки 300 — 400 А, напряжение холостого хода 650, 75 V.

Номинальный ток сварки 400 А при режиме работы 35 %. Railtrac BV — программируемый аппарат для ремонта и наплавки рельсов Railtrac BV — программируемый сварочный аппарат, предназначенный для механизированной сварки и наплавки порошковой проволокой различных профилей рельса.

Оборудование может легко быть собрано, все операции запрограммированы и управляемы одним человеком. Система состоит из двух зажимов, алюминиевой рамы в направляющих, сварочного трактора, сварочной головки, блока контроля и пульта дистанционного управления. В зависимости от требуемой толщины наплавленного слоя металла могут использоваться различные программы управления процессом сварки.

Основные характеристики Railtrac BV: скорость сварки 200500 мм/ мин, ширина поперечных колебаний электрода 1 085 мм, максимальная эффективная длина сварного шва 1,400 мм.

Сварочные процессы

Процесс MMA или ручная дуговая сварка успешно применяется в течение множества лет и будет использоваться в дальнейшем благодаря его универсальности. Однако в настоящее время требуется увеличивать производительность технического обслуживания и ремонтных работ железнодорожных путей.

Применение специальных самозащитных порошковых проволок позволяет быстрее выполнять сварку элементов железнодорожных путей при более низкой стоимости работ. Используя дефектов, так как уменьшатся число сварочных проходов и рестартов.

Процедуры сварки

Применяемые для данных работ различные процедуры сварки и сварочные технологии были испытаны и подтверждены долголетней практикой. Строгое соблюдение сварочных процедур и использование соответствующих сварочных материалов гарантирует качественный ремонт.

При восстановлении железнодорожных рельс из самозакаливающейся C0Mn стали, особое внимание должно быть уделено предварительному подогреву изделия, контролю температуры между сварочными проходами и в процессе охлаждения.

Совет

При восстановлении изделий из марганцевой стали, в составе которых обычно имеется 11015 % Mn, имеются свои технологические особенности. Данные стали могут быть легко идентифицированы, поскольку они немагнитны. Эти стали склонны к растрескиванию, если были подвергнуты нагреву выше температуры 200°С.

Упомянутых требований и особенностей проведения сварочных работ надо придерживаться при восстановлении конструкций из данных видов стали, хотя механизм и тип износа конструкций может отличаться.

Экономика

Ремонт железнодорожных путей и замена компонентов требуют значительных финансовых затрат. Однако стоимость данных работ можно значительно уменьшить, используя экономичный ремонт с помощью сварки.

Восстанавливая отдельные элементы железнодорожных путей существенно увеличивается их срок службы при более низких затратах на ремонт, по сравнению с затратами при замене изношенных компонентов новыми. Например, восстановление пересечений путей с помощью сварки составляет только 20 % от стоимости их замены новыми.

Пока ручная дуговая сварка будет и в дальнейшем широко использоваться. Однако сварка MIG/MAG методами с использованием различных сварочных проволок все чаще применяемый метод сварки для восстановления железнодорожных путей.

Данный полуавтоматический метод сварки при использовании самозащитных порошковых проволок обладает значительными экономическими преимуществами, которые обеспечиваются высокой скоростью сварки и уменьшением трудовых затрат.

Производство длинных рельсов

Автоматические ESAB сварочные машины для стыковой сварки рельсов отвечают высоким требованиям безопасности, которые предъявляются ведущими железнодорожными компаниями и контролирующими организациями.

Уникальное микропроцессорное управление процессом сварки позволяет достигнуть выдающихся результатов.

Управление процессом осуществляется с помощью компьютера, поэтому основные параметры процесса сварки, то есть изменения тока сварки, скорости и силы сжатия в течении времени, фиксируются компьютером в течение процесса сварки и могут быть показаны на экране или напечатаны в виде диаграмм после сварки.

Источник: http://nisa.net.ua/spip.php?article61

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Cтраница 2

Передвижная рельсосварочная машина ПРСМ-1.  [16]

Хотя основным способомсварки рельсов остается контактная сварка, определенные перспективы развития имеет и газопрессовая сварка. Эта сварка обеспечивает высокое качество стыков рельсов из высокоуглеродистых и легированных сталей и не требует мощных источников энергии. Первая технологическая линия газопрессовой сварки уже выпускает рельсовые плети для бесстыкового пути.  [17]

Схема управления путевым хозяйством.  [18]

Рельсосварочные предприятия выполняютсварку рельсов в плети бысстыкового пути, ремонт и сварку старогодных рельсов. Сварка выполняется контактно-сварочными машинами.

Для ремонта рельсов применяются рельсоправильные машины, машины для строжки наплывов. Концы рельсов и дефектные места вырезаются специальными отрезными станками.

Производятся тщательная отбраковка старогодных рельсов перед сваркой и дефектоскопия сварных стыков после сварки.  [19]

Обратите внимание

В мощных машинах длясварки рельсов и толстостенных труб применяются винтовые зажимы с электрическим приводом. Конструкция такого зажима показана на фиг. Усилие от колеса к гайке передается через шпонку 6, по которой гайка 5 скользит. При вращении червяка 7 электродвигателем зажима 8 винт 2 перемещает губку вниз до упора в зажимаемую деталь.

Усилие, сжимающее пружину, уравновешивает усилие зажатия свариваемой детали и силы трения в гайке и направляющих. При заданной степени сжатия пружины динамометра срабатывает конечный выключатель, останавливающий электродвигатель зажима. Таким образом, ограничивается усилие зажатия и предупреждается возможность перегрузки и поломки зажима.

 [20]

Настойчивое изыскание рациональных способовсварки рельсов диктуется важностью перехода на бесстыковые железнодорожные пути в интересах лучшего сохранения подвижного состава, уменьшения износа колесных скатов и сокращения расходов на содержание пути.  [21]

Контактно-сварочная машина МСГР-500М.  [22]

Электродуговой ванный способ применяют длясварки рельсов, лежащих на станционных, подъездных и прочих малодеятельных путях.

При этом способе используют передвижные сварочно-наплавочные станции, смонтированные на тракторах ДТ-54 или ДТ-74, вырабатывающие ток 280 — 300 А, напряжением 220 В. Применяется как переменный, так и постоянный ток.

Перед сваркой концы рельсов очищают, промывают, выправляют, если есть кривизна. Дефектные места и сбитые концы обрезают. Под подошвой рельса устанавливают медную форму ( ванну) с канавкой полукруглого сечения, в которую укладывают стальную пластину с желобом.

Сварку начинают с подошвы. После сварки подошвы устанавливают медные формы в пазухах рельсов с обеих сторон стыка для сварки шейки и головки рельса. После остывания стыка формы снимают и шов шлифуют.  [23]

Машина типа МСГР-500 предназначена длясварки рельсов сечением до 10000 мм 2 методом оплавления с предварительным подогревом. Машина рассчитана на работу как в стационарных условиях так и в передвижном рельсо-сварочном поезде, где она устанавливается в специально оборудованном вагоне.  [24]

Термитная сварка широко применяется длясварки рельсов железнодорожных и трамвайных путей, труб и при ремонте крупных деталей. На стык 3 рельсов 2 насаживают форму / ( фиг.  [25]

Термитная сварка широко применяется длясварки рельсов железнодорожных и трамвайных путей, труб и при ремонте крупных деталей. Перед сваркой стык рельсов очищают от грязи и окалины. Затем на стык 3 рельсов 2 насаживают форму / ( рис. 109) из огнеупорного материала, состоящую обычно из двух половин, соединенных струбцинами.  [26]

Важно

Рельсосварочные предприятия ( РСП) выполняютсварку рельсов в плети бесстыкового пути, ремонт и сварку старогодных рельсов. Сварка выполняется контактно-сварочными машинами.

Для ремонта рельсов применяются рельсоправйльные машины, машины для строжки наплывов. Концы рельсов и дефектные места вырезаются специальными отрезными машинами.

Производятся тщательная отбраковка старогодных рельсов перед сваркой и дефектоскопия сварных стыков после сварки.  [27]

Необходимая электрическая проводимость рельсовой сети обеспечиваетсясваркой рельсов.  [28]

Это справедливо лишь при условии, чтосварка рельсов выполнена хорошо, без углов в вертикальной или горизонтальной плоскостях.  [29]

Схема механизированной машины, подобной МС-1601.  [30]

Страницы:      1    2    3    4    5

Источник: https://www.ngpedia.ru/id410223p2.html

Ссылка на основную публикацию