С бурным развитием высокоскоростных и большегрузных железных дорог путевая структура постепенно заменяется бесшовными линиями от обычных линий.По сравнению с обычными линиями бесшовная линия исключает большое количество стыков рельсов на заводе, поэтому она имеет преимущества плавного хода, низких затрат на техническое обслуживание пути и длительного срока службы.В настоящее время он стал основным методом строительства высокоскоростных железнодорожных линий.Бесшовная линия является важной новой технологией железнодорожного пути.Линия, образованная сваркой обычных стальных рельсов в длинномерные рельсы определенной длины, сваркой и укладкой длинномерных рельсов определенной длины, называется бесшовной линией.Сварка рельсов является важной частью прокладки бесшовных линий.
В настоящее время методы сварки бесшовных линейных рельсовых стыков в основном включают контактную сварку рельсов, сварку давлением газа и алюминотермическую сварку:
01 Метод и процесс контактной сварки
Контактная сварка рельсов (сварка оплавлением) обычно используется при заводской сварке.Этим процессом завершается 95% бесшовной линии, то есть стандартный рельс длиной 25 метров без отверстий сваривается в длинный рельс длиной 200-500 метров.
Принцип заключается в использовании электрического тока для выработки тепла через контактную поверхность рельса, чтобы частично расплавить торец рельса, а затем завершить сварку осадкой.Поскольку источник тепла при контактной сварке исходит от внутреннего источника тепла заготовки, тепло концентрируется, время нагрева короткое, процесс сварки не требует присадочного металла, металлургический процесс относительно прост, зона термического влияния небольшой, и легко получить сварной шов лучшего качества.
Процесс сварки, принятый на рельсосварочном заводе, в основном одинаков, в том числе: согласование рельсов, дефектоскопия, ремонт торца рельса, вход на станцию для сварки, сварка, грубая шлифовка, тонкая шлифовка, правка, нормализация, устранение дефектов. обнаружение, вход на железнодорожную платформу, установка Процесс сварки является наиболее важным среди всех процессов.Качество сварки напрямую связано с объемом работ по обслуживанию линии.Если есть проблема, это поставит под угрозу безопасность вождения в серьезных случаях.По сравнению с другими методами сварки рельсов, сварка оплавлением отличается высокой степенью автоматизации и меньше подвержена влиянию человеческого фактора.Сварочное оборудование оснащено компьютерным управлением, с малыми колебаниями качества сварки и высокой производительностью сварки.В нормальных условиях, по сравнению с газовой сваркой под давлением и термитной сваркой, прочность контактного сварного шва рельса выше, а скорость поломки на линии составляет около 0,5/10000 или меньше.Однако по сравнению с основным материалом его прочность все же ниже, чем у основного материала по следующим причинам:
(1) Рельс представляет собой прутковый материал большого сечения, а его сердцевинный материал плохой, с включениями с низкой температурой плавления, рыхлыми и крупными зернами.В процессе сварки и осадки краевой материал выдавливается, а основной материал заменяется расширением наружу, а волокнистая ткань прерывается и изгибается, и чем больше количество осадки, тем более очевидна эта ситуация.
(2) Из-за теплового воздействия высокой температуры сварки зерна становятся крупными в области 1-2 мм вокруг сварного шва, а зерна уменьшаются до 1-2 классов.
(3) Поперечное сечение рельса неровное, верхняя и нижняя части рельса представляют собой компактные секции, а два угла нижней части рельса представляют собой расширенные секции.Температура двух углов нижней части рельса во время сварки низкая.температурный стресс
(4) На сварном шве имеются трудноустранимые дефекты — серые пятна.
02 Способ и процесс сварки газовой сваркой под давлением
В настоящее время широко используемой газовой сваркой рельсов является небольшая мобильная машина для газовой сварки давлением, которая в основном используется для сварки стыков длинных рельсов на месте, а также может использовать закрытый световой люк для сварки поврежденных рельсов.
Принцип заключается в нагреве сварного торца рельса до пластического состояния и создании величины осадки под действием фиксированной силы осадки.Когда величина осадки достигает определенной величины, рельс сваривается в единое целое.
Нынешние малогабаритные сварочные аппараты с воздушным давлением в основном предназначены для бытовой сварки, и процесс сварки обычно делится на этапы, такие как предварительный нагрев кислородно-ацетиленовым пламенем, предварительное повышение давления, осадка при низком давлении, осадка под высоким давлением, а также удерживание давления и проталкивание.Необходимо вручную выровнять рельсы и наблюдать за условиями нагрева невооруженным глазом, поэтому на него сильно влияет человеческий фактор, и он подвержен ошибкам сварки и дефектам соединения.
Но поскольку он имеет характеристики простого оборудования, небольшого размера и легкого веса, его легко перемещать онлайн, оффлайн и на строительной площадке, а операция относительно проста, поэтому он широко используется для сварки длинных рельсов на строительной площадке. .
03 Метод и процесс термитной сварки
Термитная сварка обычно используется при сварке железнодорожных рельсов на месте и является незаменимым методом укладки рельсов, особенно для бесшовной фиксации рельсов и ремонта сломанных рельсов.Алюминотермическая сварка рельсов основана на сильном химическом сродстве между алюминием в флюсе и кислородом в условиях высоких температур.Он восстанавливает тяжелые металлы и одновременно выделяет тепло, плавя металлы в расплавленное железо для литья и сварки.
Важный процесс заключается в том, чтобы поместить подготовленный термитный флюс в специальный тигель, поджечь флюс высокотемпературной спичкой, произвести сильную химическую реакцию и получить высокотемпературный расплав стали и шлака.После успокоения реакции залить высокотемпературную расплавленную сталь в предварительно нагретую песчаную форму, закрепить рельсы, оплавить концы стыковых рельсов в песчаной форме, удалить песчаную форму после охлаждения и вовремя изменить форму сварных швов. , а две секции рельсов свариваются в одну.Несмотря на то, что оборудование для алюминотермической сварки характеризуется низкими капиталовложениями, простой операцией сварки и хорошей гладкостью соединения, сварной шов представляет собой относительно толстую литую структуру с плохой ударной вязкостью и пластичностью.Лучше всего проводить послесварочную термическую обработку для улучшения характеристик сварного соединения..
Одним словом, качество сварки длинных рельсов должно быть лучше при контактной сварке и сварке давлением газа.Предел прочности, предел текучести и усталостная прочность контактной сварки и сварки давлением газа могут достигать более 90% основного металла.Качество алюминотермической сварки немного хуже, ее предел прочности составляет всего около 70% от основного металла, усталостная прочность еще хуже, достигая только 45-70% от основного металла, а предел текучести немного лучше, что близко к контактной сварке.
Время публикации: 01 марта 2023 г.
