Sudarea de înaltă calitate a îmbinărilor șinei. Cum să alegi electrozii pentru sudare Sudarea unei șine cu oțel

Proprietarii brevetului RU 2270739:

Invenția se referă la metode de sudare cu arc și este utilizată în principal pentru sudarea manuală cu arc a șinelor de cale ferată. Metoda de sudare a îmbinărilor șinelor include instalarea șinelor cu un spațiu între marginile sudate, introducerea unui electrod consumabil în gol și sudarea folosind matrițe instalate la locul de sudare la o putere de curent care asigură formarea unui bazin de lichid în întregul volum. a decalajului. Marginile șinelor sau marginea uneia dintre șine sunt prelucrate preliminar, ceea ce include efectuarea unei tăieturi transversale de-a lungul planului vertical de la cap până la începutul tălpii șinei, efectuând o tăietură orizontală de-a lungul suprafeței de capăt a șinei perpendiculare la tăierea făcută anterior și teșirea suprafeței de capăt a tălpii cu tocirea la baza piciorului șinei. Când se formează o baie de lichid în rădăcina sudurii, marginile metalului de bază ale șinelor sunt topite suplimentar. Acest lucru va face posibilă obținerea unei suduri cu proprietăți mecanice echivalente cu cele ale metalului de bază, ceea ce va crește durata de viață a șinelor. 2 bolnavi.

Invenția se referă la metode de sudare cu arc, utilizate în principal pentru sudarea manuală cu arc a șinelor de cale ferată.

O metodă cunoscută de sudare a îmbinărilor șinelor, în care sudarea șinelor este metoda manuală cu arc (SU 78136, B 23 K 9/02, 1942).

În metoda cunoscută, șinele sunt instalate cu un spațiu între marginile de sudat de la 9-14 mm, în funcție de diametrul electrodului selectat, astfel că sudarea se obține în principal datorită topirii materialului electrodului. Marginile sudate se încălzesc atât de mult încât se formează un bazin comun de metal topit, care se menține în stare lichidă pe toată perioada de sudare. Plăcile de grafit, a căror suprafață interioară este realizată după forma unei șine, pot servi drept matrițe. Mărimea și forma armăturii sudurii depind de mărimea și forma adânciturii corespunzătoare care este realizată în matriță.

Capetele șinelor sunt tăiate cu un tăietor de șine de-a lungul unui plan perpendicular pe axa șinei. Marginile teșite înainte de sudare nu produc.

Un spațiu mare între capetele șinelor de ordinul 9-14 mm nu permite sudarea marginilor tălpii șinelor, prin urmare, se folosește o căptușeală de formare pentru a forma partea inversă a rădăcinii de sudură. Sudura se obține în principal datorită topirii materialului electrodului, a cărui masă topită umple golul dintre capetele tălpii șinei și căptușeala de formare.

Cel mai semnificativ dezavantaj al acestei metode este prezența unui spațiu mare între capetele șinelor. Metalul electrod topit este o punte naturală între șinele de sudat, de-a lungul căreia arcul se deplasează de la marginea unei șine la marginea celeilalte. Îmbinarea sudată astfel obținută are o structură cu granulație grosieră datorită supraîncălzirii metalului electrodului și, ca urmare, proprietăți mecanice mai scăzute decât cele ale metalului de bază. În zona de fuziune a marginii șinei cu masa topită a metalului electrodului, există o mare probabilitate de apariție a defecte, cum ar fi lipsa de fuziune, incluziuni de zgură și pori.

Obiectivul tehnic al prezentei invenții este de a îmbunătăți proprietățile mecanice ale sudurii prin reducerea distanței dintre capetele șinelor la o dimensiune care să permită sudarea metalului tălpii șinelor și obținerea unei suduri cu proprietăți mecanice echivalente. la cele ale metalului de bază.

Metoda conform invenției constă în faptul că marginile șinelor sau marginea uneia dintre șine sunt prelucrate preliminar, în timp ce se realizează o tăiere transversală de-a lungul planului vertical de la capul până la începutul tălpii șinei, și apoi se efectuează o tăietură orizontală de-a lungul suprafeței de capăt a șinei perpendicular pe tăietura făcută anterior, iar la capătul tălpii se teșitează o teșitură cu o tocitură la baza tălpii șinei, șinele cu un decalaj. instalat, un electrod este introdus în gol și sudarea se efectuează folosind matrițe la locul de sudare la o putere de curent care asigură formarea unui bazin de lichid în întregul volum al golului și a bazinului de lichid în rădăcina cusăturii. se obţine prin topirea marginilor metalului de bază.

Diferențele metodei propuse pentru sudarea îmbinărilor șinelor sunt că marginile șinelor sau marginea uneia dintre șine sunt prelucrate preliminar, în timp ce se realizează o tăiere transversală de-a lungul planului vertical de la cap până la începutul piciorului șinei, iar apoi se face o tăiere orizontală de-a lungul suprafeței de capăt a șinei perpendicular pe o tăietură făcută anterior, iar la capătul tălpii se îndepărtează o teșitură cu o tocitură la baza tălpii șinei și o baie de lichid la nivelul rădăcina cusăturii se obține prin topirea marginilor metalului de bază.

Esența metodei propuse este ilustrată prin desene.

Figura 1 prezintă un desen la prelucrarea marginii uneia dintre șine, figura 2 - marginile șinelor.

În Fig.1 marcate: 1 - șină (fără prelucrare a marginilor), 2 - șină cu o margine pregătită, 3 - tocire, 4 - spațiu între margini, α - unghi între margini.

În Fig.2 marcate: 2 - șină cu marginea pregătită, 3 - tocitură, 4 - spațiul dintre margini, α - unghiul dintre margini.

Unghiul α dintre margini se află în intervalul 30-60°.

Sine de cale ferata sudate tip P65. În atelierele mecanice, distanțele sunt măsurate pentru o bucată de șină de 3 m sau mai mult în lungime în conformitate cu TU 32 TsP-670-88, iar marginile șinei sunt pregătite de la ambele capete pentru instalare în locul șinei defecte. În acest caz, se face o incizie transversală de-a lungul unui plan vertical de la cap până la începutul tălpii șinei. Apoi, se efectuează o tăietură orizontală de-a lungul suprafeței de capăt a șinei perpendicular pe tăietura efectuată anterior, iar la capătul tălpii se îndepărtează o teșitură la un unghi de 45° cu o tocitură de 2 mm la baza tălpii. talpă șină. Marcajele se fac pe șina de pe care este îndepărtată secțiunea defectă. Se taie o bucată de șină defectă, egală ca mărime cu cea pregătită, iar în acest loc se instalează o bucată de șină cu marginile pregătite pentru sudare. Distanța dintre șine a fost de 2 mm (vezi Fig. 1). Capetele șinelor înainte de sudare sunt curățate până la un luciu metalic.

Sub talpa șinelor sudate, o căptușeală de cupru care formează partea din spate a cusăturii este instalată și fixată cu o clemă. Rădăcina cusăturii este sudată cu un electrod marca UONI - 13/65, cu diametrul de 3 mm, un curent de 140-160 A, urmată de umplerea golului dintre capetele piciorului șinei cu un electrod de marca UONI - 13/65, cu diametrul de 5 mm, un curent de 250-280 A.

Formele laterale din cupru sunt instalate pe gâtul și capul șinelor și fixate cu o clemă. Gâtul și capul șinei sunt sudate cu electrozi marca UONI - 13/65, 5 mm diametru, curent 250-280 A.

Metoda propusă permite obținerea unei suduri cu proprietăți mecanice care sunt echivalente cu proprietățile metalului de bază, în timp ce proprietățile mecanice obținute ale sudurii măresc durata de viață a șinelor până la durata de viață a șinelor instalate pe șină fără sudură. .

O metodă de sudare a îmbinărilor șinelor, care include instalarea șinelor cu un spațiu între marginile care urmează să fie sudate, introducerea unui electrod consumabil în spațiu și sudarea folosind matrițe instalate la locul de sudare la o putere de curent care asigură formarea unui bazin de lichid în întregul volum al golului, caracterizat prin aceea că prelucrarea mecanică a marginilor șinelor sau a marginii uneia dintre șine, inclusiv realizarea unei tăieturi transversale de-a lungul planului vertical de la cap până la începutul tălpii șinei, efectuând o tăietură orizontală de-a lungul suprafeței de capăt a șinei perpendicular pe tăietura făcută anterior și teșirea suprafeței de capăt a tălpii cu o tocitură la baza tălpii șinei și formarea băii de lichid la rădăcina cusăturii se realizează prin topirea marginilor metalul de bază al șinelor.

Brevete similare:

Invenţia se referă la dispozitive pentru producerea continuă a tuburilor tubulare din benzi metalice plate, şi în special la dispozitive care fac posibilă obţinerea de suduri fără defecte atunci când dispozitivul este oprit şi apoi pornit.

Instalarea liniilor de cale ferată se realizează prin două metode: prefabricate și sudate. Al doilea este de preferat deoarece îmbinările prefabricate reduc viteza materialului rulant. Sudarea șinelor se realizează prin mai multe metode. Atunci când alegeți o metodă de montare a liniilor fără sudură, se ia în considerare sudabilitatea materialului și costul lucrării. Cele mai frecvente: sudura de contact și aluminotermă, există și alte tipuri. Fiecare trebuie menționat separat. Îmbinările sunt sudate cu echipamente speciale.

Profilul feroviar este realizat din oțeluri cu conținut ridicat de carbon, caracterizate printr-o sudabilitate slabă. În timpul tratamentului termic, se formează fisuri pe metal, apar tensiuni interne. Atunci când sudați genele șinei, acest lucru este inacceptabil, defectele benzii pot provoca un accident.

Pentru a lucra ai nevoie de:

echipamente profesionale;
consumabile de calitate;
dispozitive de control care verifică integritatea cusăturii.

Pentru a forma o conexiune puternică, grinzile cu pereți groși trebuie sudate la toată adâncimea. După sudarea îmbinării, este necesar să nivelați suprafața, astfel încât cusătura să nu se prăbușească.

Tipuri de șine

Pentru a selecta o metodă de sudare, se ia în considerare compoziția chimică a aliajului. Pentru fiecare tip de profile, GOST definește clasele de oțel.

Nume	Scop	Calități de oțel utilizate pentru fabricație
Standardul feroviar	Eliberat pentru drumurile principale	RP50, RP65, RP75.
Căi ferate industriale	Folosit pentru distanțe scurte.	RP50, RP65, RP75.
Căi ferate cu ecartament îngust	Sunt montate în mine, pe căi ferate cu ecartament îngust de acces.	P8, P11, P18, P24.
A mea pentru conducătorii de mine	Sunt utilizate pentru secțiuni de ecartament larg fără îmbinări, comutatoare	R33, R38, R43
cadru	Necesar pentru instalarea intersecțiilor de linii.	PP65.
Macara	Proiectat pentru deplasarea macaralelor aeriene și de construcții.	KR70, KR80, KR100, KR120 și KR140.
spiritual	Necesare pentru covoare, dispozitive circulare de sprijin.	OP43, OP50, OP65 și OP75.
Tramvaie cu jgheaburi	Sunt folosite doar pentru șinele de tramvai, sunt proiectate pentru o încărcătură mică.	T58 și T62
Contra-șină	Montat în rezervoare de sedimentare de fund.	RP50, RP65, RP75.
Antene	Sunt emise pentru traverse cu suprafață de rulare continuă.	UR65

Metode de sudare a îmbinărilor șinelor

Atunci când alegeți o tehnologie, se ia în considerare sudabilitatea oțelurilor, fluiditatea și ductilitatea acestora. Un factor important este costul forței de muncă, costul echipamentelor. Luând în considerare toate componentele, ei decid cum să sudeze șinele.

Pentru etanșarea îmbinărilor se folosesc următoarele tehnologii:

arc electric;
electrocontact;
aluminotermic;
presa de gaz.

La întreprinderi, sudarea cu termită a șinelor este mai des utilizată, mai rar sudarea prin contact. Fiecare tehnologie are avantajele ei.

Arc

Sudarea șinelor cu electrozi este utilizată pentru îmbinări și gene. În baie se poate obține o conexiune puternică. Capetele sunt așezate la o ușoară înălțime deasupra foii cu un spațiu de 14-16 mm într-o baie specială care ține topitura. Un electrod cu diametrul de 5 sau 6 mm este plasat vertical în articulație. La aplicarea unui curent alternativ sau continuu de înaltă frecvență de polaritate directă cu o putere de 300–350 de amperi, în funcție de grosimea profilului, topitura umple treptat întreaga îmbinare. Stratul de difuzie este creat pe întreaga secțiune. Pentru șinele de sudură se folosesc electrozi cu tipul principal de acoperire:

ONUI intern 13/45 și ONUI 13/55,
japonez LB 52U.

Sunt precalcinate: timp de 2 ore se țin la o temperatură de 180 - 230 ° C.

Avantajele sudării cu arc electric:

nu este nevoie să folosiți flux, acoperirea creează un strat de zgură deasupra băii, previne oxidarea;
nu este necesară tăierea prealabilă a capetelor;
nu este necesar niciun efort suplimentar pentru a forma o conexiune strânsă;
disponibilitate, transformatoarele, redresoarele și invertoarele profesionale sunt folosite ca generator de curent.

După răcirea băii, îmbinarea este curățată, scara este îndepărtată și suprafața capului șinei este nivelată.

Termita

Metoda se bazează pe capacitatea aluminiului de a reduce oxidul de fier cu o eliberare mare de căldură. stăpânit în urmă cu peste un secol. Când termita este incendiată, în zona de lucru se creează o temperatură de 1200 până la 2000°C, în funcție de compoziția chimică a aliajului. Fierul redus curge într-o matriță care se potrivește cu profilul șinei.

Pe lângă fier și oxid de aluminiu, termita include aditivi de aliere, bucăți mici de metal (acestea încetinesc procesul chimic). Zgura formată în timpul topiturii plutește, este îndepărtată după ce metalul s-a răcit.

Cel mai important avantaj al metodei este viteza mare de sudare termică a șinelor. Se foloseste pentru grinzi calite si laminate la rece. Este folosit la instalarea liniilor principale de cale ferată și a genelor.

Presă de gaz

Sudarea îmbinărilor șinelor prin această metodă se realizează pe oțeluri ductile. Temperatura din zona de joncțiune a capetelor crește din cauza energiei de forfecare. Se eliberează la presiune ridicată. O conexiune de înaltă calitate se formează datorită omogenității stratului difuz. Pentru îmbinarea strânsă a șinelor, capătul este tăiat cu un tăietor de șine. Metalul este conservat cu clorură de 4 atomi de carbon sau dicloroetan; metalul nu se oxidează sub compoziție. Îmbinarea este încălzită la o temperatură de vâscozitate, sub o presiune de 10-15 tone a unei prese hidraulice, straturile se schimbă, capetele se topesc și se formează un strat difuz.

Principalele avantaje ale metodei de presiune a gazului:

omogenitatea compoziției chimice;
lipsa de scara, procesul are loc in interiorul profilului;
capacitatea de a conecta un profil de orice configurație și grosime.

Electrocontact

Tehnologia automatizată se bazează pe încălzirea îmbinării datorită unui arc electric penetrant care apare sub influența curenților mari de joasă tensiune. Sudarea prin electrocontact se realizează cu complexe autopropulsate MSGR-500, MS-5002, K-190 direct la locul de așezare sau cu o ușoară deplasare a ramurilor. Capetele de contact înlocuibile sunt utilizate pentru diferite tipuri de profil de șină. Lucrarea se efectuează prin metoda refluxului continuu sau încălzirea prin impuls a șinelor.

Controlul calității îmbinărilor șinei

Siguranța circulației depinde de rezistența îmbinărilor, prin urmare, indiferent de metoda de sudare, îmbinările șinelor sunt verificate prin oricare dintre metodele de testare nedistructivă. Cusăturile realizate cu echipamente de sudură manuală sunt verificate în mod deosebit cu atenție. Pe lângă structură, se verifică uniformitatea capului șinei, pe care se sprijină roata în timpul mișcării.

Atunci când se efectuează lucrări de instalare și reparații pe secțiuni ale căii ferate, precum și în condiții similare asociate cu așezarea filetelor șinei, se folosesc tehnologii speciale de sudare.

Caracteristicile tehnologiilor de sudare pe șine sunt exprimate în cerințe sporite pentru fiabilitatea în exploatare a îmbinărilor, precum și rezistența acestora la solicitări mecanice.

Sudarea îmbinărilor șinelor aparține categoriei de activități deosebit de importante, a căror organizare și desfășurare este imposibilă fără implicarea unor echipamente și mecanisme moderne de sudare.

Principalele tipuri de tehnologii de sudare utilizate la instalarea și repararea șinelor sunt:

sudare electrocontact;
metoda arcului electric;
prelucrarea termică (sudarea aluminotermă a șinelor);
sudare modernă sub presiune de gaz.

Fiecare dintre aceste metode are anumite avantaje și dezavantaje. Pentru o cunoaștere mai completă a acestora, vom lua în considerare fiecare dintre metodele de sudare enumerate mai detaliat.

Metoda de electrocontact

Abordarea prin electrocontact pentru conectarea îmbinărilor șinei se bazează pe încălzirea lor puternică și topirea ulterioară prin intermediul unui arc electric, care este format dintr-un curent semnificativ de joasă tensiune.

Pentru implementarea metodei se folosesc sisteme speciale de mașini care funcționează în mod automat (MSGR-500, MS-5002 sau K-190, de exemplu).

Șinele de prelucrat înainte de sudare sunt așezate fie direct pe șine, fie cu o ușoară decalare în interiorul ramificației sau în afara șinei (la o distanță de aproximativ 260 de centimetri de axa acesteia).

În același timp, mecanismul de sudare în sine se mișcă de-a lungul filetului care este restaurat, adică este o stație de sudare a șinei autopropulsată.

În procesul de funcționare, se folosesc capete de contact înlocuibile de diferite tipuri, care asigură modurile de sudare necesare (topirea continuă sau încălzirea intermitentă a contactelor).

Metoda arcului

Sudarea cu arc fără contact este una dintre metodele cele mai frecvente utilizate la împerecherea îmbinărilor filetelor șinei.

Conform acestei abordări, șinele sunt mai întâi așezate cu un spațiu mic, după care capetele lor sunt sudate cu metalul electrozilor topit prin intermediul unei descărcări de arc. Acest tip de sudare fără contact nu necesită aplicarea unei presiuni sedimentare în exces și se realizează folosind curenți alternativi sau continui proveniți de la o stație mobilă de sudare.

Cea mai eficientă modalitate de a implementa sudarea cu arc a șinelor este așa-numita metodă „baie”, conform căreia șinele tăiate în avans pe axa longitudinală sunt așezate strict de-a lungul liniei căii, cu o ușoară înălțime și cu un spațiu de aproximativ 14. -16 milimetri.

Între capetele semifabricatelor de șină așezate astfel, se introduce un electrod de lucru, urmat de trecerea unui curent de aproximativ 300-350 de amperi prin acesta.

Ca urmare a unui astfel de impact, masa topită se răspândește uniform peste gol și o umple complet. Pentru a preveni curgerea acestuia spre exterior, golul dintre șine este închis cu garduri speciale de blocare. La terminarea sudurii, cusăturile rezultate sunt măcinate pe întreaga zonă de îmbinare.

Prelucrarea termitelor

Tehnologia aluminotermica a fost testata in timp Aplicarea sudarii termice a sinelor se bazeaza pe o reactie de reducere care are loc atunci cand baza (aluminiul) vine in contact cu o alta componenta – oxidul de fier.

Metalul rezultat (fier redus) la temperaturi de funcționare de aproximativ 2000 de grade este turnat într-o formă specială rezistentă la foc, care se potrivește cu geometria șinelor sudate.

Această reacție este însoțită de eliberarea unei cantități semnificative de energie termică.

Sudarea șinelor prin metoda termitei a început cu foarte mult timp în urmă (de la mijlocul secolului al XIX-lea), dar de atunci acest tip de sudare a fost numit aluminotermă datorită utilizării aluminiului.

Este important de reținut că reacția chimică descrisă după aprinderea unui combustibil special la temperatură înaltă (termit) durează doar câteva secunde.

Pe lângă cele două componente considerate (oxizi de fier și aluminiu), în compoziția amestecului sudat de lucru se introduc aditivi de aliere și particule mici de oțel, încetinind sau amortizand ușor procesul în desfășurare. Aditivii sunt necesari pentru ca oțelul din zona de sudare să dobândească calitățile și parametrii necesari caracteristici majorității produselor feroviare.

Luând în considerare caracteristicile acestui tip de proces de sudare, trebuie remarcat faptul că, la terminarea reacției, masa chimică totală este împărțită în două fracții: metal lichid și zgură ușoară care plutește în partea superioară a matriței.

Tehnologia Termitan permite articularea următoarelor tipuri de produse de călătorie:

semifabricate șine întărite la suprafață;
părți de îmbinare întărite în volum ale șinelor,
șine care nu au suferit un tratament termic special în nicio combinație.

Acest tip de sudare asigură respectarea cerințelor principalelor standarde pentru liniile feroviare de mare viteză, în ceea ce privește respectarea standardelor de tehnologie de sudare.

Metoda presei cu gaz

Această tehnologie de sudare se bazează pe conectarea îmbinărilor șinelor metalice la temperaturi relativ scăzute (evident sub limita de topire), dar la o presiune suficient de mare.

Principalele avantaje ale metodei de presare cu gaz includ omogenitatea structurii materialului în zona de sudare, precum și rezistența ridicată a îmbinării rezultate.

Datorită avantajelor enumerate, această metodă poate „găti” eficient chiar și produse feroviare foarte grele și dimensionale. Înainte de sudare, capetele unor astfel de șine sunt strâns legate între ele, după care, folosind o unealtă specială (tăietor de șine cu un ferăstrău circular sau un ferăstrău mecanic), acestea sunt tăiate simultan.

Ca urmare a operațiunilor pregătitoare, se asigură etanșeitatea necesară a părților de capăt ale șinelor cu o puritate ridicată a interfeței metalice.

În plus, imediat înainte de sudare, capetele sunt tratate cu dicloroetan sau tetraclorură de carbon. În etapa de pregătire a șinelor pentru sudare, capetele acestora sunt încălzite la temperatura necesară cu ajutorul arzătoarelor combinate speciale, care asigură obținerea unei temperaturi suficiente.

După o încălzire completă, capetele șinelor sunt prinse cu ajutorul unei prese hidraulice special concepute și continuă să se încălzească până la 1200 de grade.

În procesul de sudare, corpurile arzătoarelor sunt ușor deplasate față de îmbinarea care se prelucrează (efectuează mici mișcări oscilatorii). Frecvența unor astfel de mișcări periodice, de regulă, nu depășește 50 de oscilații pe minut.

Concomitent cu aceste mișcări ale arzătorului cu gaz, șinele sunt comprimate de o presă hidraulică cu o forță de 10 până la 13 tone, a cărei valoare exactă este determinată de calcule speciale. Conform rezultatelor unei astfel de prelucrări, metalul care este sudat la joncțiune este depus cu aproximativ 20 de milimetri.

Pentru implementarea lanțului tehnologic descris, se utilizează echipamente speciale de presare a gazelor (mașini universale).

La finalizarea întregului complex de operații de sudare cu gaz, îmbinarea finită este curățată cu grijă de zgură și apoi adusă la un aspect normal (se spune că este „normalizat”).

Deci, metodele cheie considerate pentru sudarea îmbinărilor șinelor sunt aplicate în conformitate cu cerințele și condițiile tehnice pentru efectuarea măsurilor de reparație și restaurare.

Dintre toate abordările, sudarea aluminotermă se remarcă ca fiind cea care îndeplinește cel mai bine cerințele moderne de refacere fără contact a șinelor sau de așezare a liniilor de cale ferată. Este metoda termitei care este folosită cel mai des în construcția și repararea rutelor de transport moderne.

Datorită caracteristicilor de rezistență relativ scăzute, această metodă de sudare este rar utilizată în instalațiile de tramvai și pe șinele de stație ale căilor ferate. Avantajul metodei de sudare cu arc electric este că poate suda șine pe drum.

Îmbinările sudate prin metoda arcului electric pot fi împărțite în două grupe: 1) îmbinări cu sudură de căptușeli și căptușeli; 2) îmbinări sudate pe toată secțiunea transversală a șinelor (metoda baie). Îmbinările primului grup nu sunt utilizate în transportul feroviar din cauza indicatoarelor de rezistență extrem de scăzută și sunt rareori utilizate în șinele de tramvai.

calea de baie'

Metoda băii pentru sudarea îmbinărilor șinelor a fost dezvoltată de Uzina de sudare experimentală din Moscova.

Sudarea se realizează pe curent continuu sau alternativ cu electrozi cu diametrul de 5 mm. Alimentarea este furnizată de la standard - 76

0 echipamente electrice de sudare de tip STE-34; PS-500; PAS-400

Curent aplicat 300-350 a. Pentru sudare utilizați electrozi marca UANI-ІЗ/55А cu rezistență temporară pe metal acoperit 55 kg/mm2.

În prezent, în legătură cu apariția unor noi clase de șină -) oțel cu date de rezistență crescute, se recomandă din nou utilizarea electrozilor UONI-13 / 85u cu rezistență temporară a metalului depus 85 kg / mm2 -

Asamblarea îmbinărilor pentru sudare, de regulă, se realizează pe shpa - iax. Capetele șinelor sunt tăiate de-a lungul pătratului prin mijloace mecanice sau cu gaz. După tăierea cu gaz, capetele șinelor trebuie curățate de calcar.

Îmbinarea trebuie aliniată în planul vertical și orizontal, după care se ridică cu 1,0-1,5 mm pe 1 lin. m.

Ridicarea rostului este reglată cu pene de lemn, iar verificarea se face cu o riglă specială de metru din oțel cu știfturi la capete reglabile în lungime.

Distanța dintre șinele sudate trebuie să fie de 12-15 mm sau 1,5 din diametrul electrodului, ținând cont de grosimea stratului de acoperire. .

Din punct de vedere tehnologic, sudarea îmbinării șinei poate fi împărțită în două operațiuni principale: sudarea bazei, sudarea gâtului și a capului.

* Sudarea tălpii se realizează pe placa de cupru rămasă (oțel) sau detașabilă. Lungimea acestei plăci este cu 20 mm mai mare decât lățimea tălpii șinei, iar lățimea plăcii este de 40 mm.

Sunt utilizate mai multe variante de astfel de plăci:

1) otel (St. 3) grosime 5-6 mm; placa se pune sub îmbinare și se apasă strâns;

2) combinat, o placă de oțel de 2 mm grosime este așezată sub îmbinare și o căptușeală de cupru sub aceasta;

3) o placă de cupru cu o canelură umplută cu mai multe mufe de electrozi UANI-13/55 A este presată direct sub îmbinare.

Cele mai bune rezultate se obțin prin utilizarea plăcilor de cupru și combinate. *

Talpa șinei este locul cel mai sensibil al îmbinării sudate, unde calitatea scăzută a metalului depus și alte erori de sudare sunt deosebit de pronunțate.

Cu metoda de sudare cu baie, este important să păstrați metalul depus lichid și zgura în spațiul inter-cap la cap. Pentru aceasta se folosesc matrițe speciale reutilizabile din cupru: cele inferioare sunt pentru sudarea tălpilor, iar cele laterale sunt pentru sudarea gâtului și a capului.

În exterior, formele au formă dreptunghiulară. Conturul lor interior corespunde formei secțiunii șinei cu care sunt împerecheate. Există o adâncitură de-a lungul axei matriței, care este umplută cu metal depus lichid în timpul sudării pentru a forma o armare cap la cap.

La instalarea formelor, axa acestora este combinată cu golul de îmbinare, iar formele laterale, în plus, sunt fixate și cu o clemă.

Distanța de la joncțiunea matrițelor cu suprafața șinelor nu trebuie să depășească 1 mm. În caz contrar, marginile matrițelor trebuie acoperite cu argilă refractară. La sudarea tălpii, cusătura începe de la marginea plăcii și, făcând mișcări oscilatorii de-a lungul golului de îmbinare, o conduce la celălalt capăt, sudând cu grijă colțurile dintre capetele șinelor și plăcii.

A doua sutură trebuie aplicată în sens invers, începând tot de la marginea plăcii.

La efectuarea următoarelor treceri, trebuie avut grijă ca baia de lichid de metal topit să fie amplasată pe toată lungimea tălpii.

În timpul sudării, mișcările oscilatorii ale electrodului trebuie efectuate rapid. Sudarea de finisare a tălpii ar trebui să fie în centrul îmbinării, datorită căreia cusătura se obține cu o pantă de la centru la margini, care corespunde profilului șinelor -

În talpa îmbinării, sudura trebuie să aibă o întărire de 2-3 mm, iar marginile tălpii să se suprapună cu o cusătură netedă.

Suprafața cusăturii după sudarea tălpii trebuie curățată de zgură.

După ce matrițele laterale au fost instalate, sudarea ulterioară ar trebui să înceapă imediat pentru a preveni răcirea semnificativă a îmbinării.

Arcul de sudare este excitat la sfârșitul sudării tălpii, adică la baza gâtului, și se realizează, umplând continuu întregul gol cu metal de sudură.

Terminând sudarea îmbinării, este necesară sudarea pe suprafața benzii de rulare a unei piese profitabile cu o grosime de 4-5 mm, care compensează contracția în timpul cristalizării îmbinării.

După sudare, când îmbinarea este încă roșie, suprafața acesteia trebuie etanșată prin forjare.

Dezavantajele metodei de sudare în baie sunt fisurile fierbinți și lipsa fuziunii. Crăpăturile fierbinți apar uneori la sudarea șinelor din oțel Bessemer care conțin o cantitate crescută de impurități nocive - sulf, fosfor, azot. Aceleași defecte pot apărea la accelerarea proceselor de sudare a șinelor de tipuri grele.

Lipsa pătrunderii și incluziunile de zgură, dimpotrivă, se obțin la viteze mici de sudare -

Dacă se constată orice defecte, sudarea ulterioară poate fi efectuată la o temperatură a îmbinării de cel puțin 300°.

Atunci când se efectuează instalarea, precum și lucrările de reparații pe calea ferată, instalațiile de macarale și alte condiții în care sunt utilizate șine, se utilizează o tehnologie specială de sudare. Deoarece, în condițiile descrise, este necesară o rezistență specială, precum și rezistență la diferite tipuri de sarcini, sudarea șinelor feroviare aparține unei categorii separate de sudare.

Sudarea cu arc

Trebuie remarcat faptul că una dintre cele mai frecvente metode utilizate în sudarea benzilor și îmbinărilor șinelor este sudarea cu arc electric. În acest caz, șinele sunt așezate în poziția necesară, iar spațiul dintre îmbinările lor este umplut treptat în straturi cu materialul de sudură necesar. Acesta din urmă este topit de temperatura de descărcare a arcului. Pentru sudarea capetelor șinelor de cale ferată în acest mod se poate folosi curent alternativ furnizat de un transformator sau curent continuu obținut de la o unitate mobilă de sudură.

Cea mai bună opțiune este metoda de baie. În acest caz, capetele șinelor, tăiate anterior perpendicular pe axa lor longitudinală, sunt montate fără rupere. În acest caz, profilul ar trebui să aibă o înălțime de 3 până la 5 milimetri. În această poziție, șinele trebuie fixate cu un spațiu de 14 până la 16 mm.

Între capetele șinelor de cale ferată este introdus un electrod, prin care trece un curent de 300-350 de amperi. Ca rezultat, metalul topit al electrodului umple golul dintre capete, uniform pe întreaga secțiune transversală.

Pentru a preveni împrăștierea metalului, se folosesc diferite metode pentru a închide golul dintre șine. După sudare, locul de lucru este lustruit pe tot perimetrul.

Sudarea cu termita

Tehnologia acestui tip de sudare constă în reacția care are loc atunci când oxidul de fier și aluminiul intră în contact. Oțelul care apare în condițiile descrise la temperaturi peste 2000 de grade trebuie turnat într-o matriță rezistentă la foc care este complet identică cu geometria șinei în sine.

Tehnologia Thermite a fost descoperită în 1896 de celebrul profesor Hans Goldschmidt. De fapt, tehnologia termitelor este reducerea fierului din oxid folosind aluminiu. În acest caz, reacția termică se caracterizează prin eliberarea unei cantități mari de căldură.

Tehnologia Thermite se mai numește și sudare aluminotermă șină, deoarece folosește aluminiu. Interesant este că reacția de termită are loc în doar câteva secunde după ce porțiunea de termită este aprinsă. Pe lângă oxidul de fier și aluminiu, acest amestec include particule de oțel care atenuează reacția, precum și aditivi de aliere. Acestea din urmă servesc la obținerea oțelului de calitatea și parametrii necesari. Interesant este că la sfârșitul reacției, se efectuează o separare strat cu strat în oțel lichid și zgură ușoară, care este deasupra.

Tehnologia Thermite permite conectarea șinelor întărite la suprafață, întărite în volum și, de asemenea, neîntărite termic în orice combinație. Sudarea cu termită face posibilă îndeplinirea cerințelor ridicate care sunt prezentate astăzi pentru autostrăzile de mare viteză și șinele fără sudură.

Sudarea sub presiune cu gaz

Această tehnologie se bazează pe conectarea metalelor la o temperatură care este în intervalul sub punctul de topire, dar la presiune ridicată. Principalele „avantaje” ale acestei tehnologii:

Structura omogenă a metalului în zona joncțiunii șinelor feroviare;
Calitate înaltă a conexiunii rezultate.

Datorită avantajelor descrise mai sus, acest tip de sudare este foarte eficient la sudarea șinelor grele de cale ferată. Înainte de sudarea propriu-zisă, capetele șinelor de cale ferată sunt strâns legate între ele. În acest caz, cu ajutorul unui ferăstrău circular al unei mașini de tăiat șine sau al unui ferăstrău mecanic, capetele ambelor șine sunt tăiate simultan. Ca urmare, este asigurată puritatea maximă a metalului, precum și o etanșeitate ridicată a potrivirii. Înainte de procesul de sudare în sine, capetele sunt spălate cu tetraclorură de carbon. În aceste scopuri se poate folosi și dicloroetanul. Etapa pregătitoare înainte de sudare în sine constă în încălzirea capetelor șinei, pentru care se folosesc arzătoare cu flacără multiplă.

După aceea, capetele șinelor trebuie strânse cu o presă hidraulică, urmată de încălzire la 1200 de grade folosind aceleași arzătoare cu flacără multiplă. Acestea din urmă efectuează mișcări oscilatorii de-a lungul articulației formate. Frecvența acestor oscilații este de 50 de oscilații pe minut. Odată cu aceasta, șinele sunt comprimate cu o forță de 10 până la 13 tone, care este stabilită prin calcule speciale. Rezultatul este un curent de aproximativ 20 mm. Pentru a efectua acțiunile descrise, se folosesc mașini universale de presare cu gaz.

Procesat după finalizare. După aceea, este și normalizat.

Rezultate

Deci, există trei tehnologii cheie de sudare a șinei. Fiecare dintre ele are propriile sale „pro” și „contra”. Cu toate acestea, trebuie remarcat faptul că sudarea aluminotermică îndeplinește toate cele mai stricte cerințe moderne pentru șinele de cale ferată fără sudură. Prin urmare, utilizarea sa este pe deplin justificată în construcția și repararea autostrăzilor moderne.

Ar putea fi util să citiți: