З бурхливим розвитком швидкісних і великовантажних залізниць будова колії поступово замінюється звичайними лініями безшовними. Порівняно зі звичайними лініями, безшовна лінія усуває велику кількість рейкових з’єднань на заводі, тому вона має такі переваги, як плавність ходу, низькі витрати на технічне обслуговування колії та тривалий термін служби. Це стало основним способом будівництва високошвидкісної залізничної лінії в даний час. Безшовна лінія є важливою новою технологією залізничної колії. Лінія, утворена зварюванням звичайних сталевих рейок у довгі рейки певної довжини, зварюванням і укладанням довгих рейок певної довжини, називається безшовною лінією. Зварювання рейок є важливою частиною прокладання безшовних ліній.
В даний час методи зварювання безшовних лінійних рейкових з'єднань в основному включають контактне зварювання рейок, зварювання під тиском газу та алюмінотермічне зварювання:
01 Метод і процес контактного зварювання
Контактне зварювання рейок (зварювання оплавленням) зазвичай використовується при фабричному зварюванні. 95% безшовної лінії завершується цим процесом, тобто стандартна рейка довжиною 25 метрів без отворів зварюється в рейку довжиною 200-500 метрів.
Принцип полягає у використанні електричного струму для генерування тепла через контактну поверхню рейки, щоб розплавити часткову торцеву поверхню рейки, а потім завершити зварювання висадкою. Оскільки джерело зварювального тепла при контактному зварюванні надходить від внутрішнього джерела тепла заготовки, тепло концентрується, час нагрівання короткий, процес зварювання не потребує присадочного металу, металургійний процес відносно простий, зона теплового впливу є невеликий, і легко отримати більш якісне зварне з'єднання.
Процес зварювання, прийнятий на фабриці зварювання рейок, в основному однаковий, включаючи: узгодження рейок, виявлення дефектів, ремонт торцевої поверхні рейки, введення станції для зварювання, зварювання, грубе шліфування, тонке шліфування, випрямлення, нормалізація, дефект виявлення, входження в залізничну платформу, встановлення Процес зварювання є найбільш критичним серед усіх процесів. Якість зварювання безпосередньо залежить від завантаженості лінії обслуговування. Якщо виникне проблема, у серйозних випадках це загрожуватиме безпеці водіння. Порівняно з іншими методами зварювання рейок, зварювання флеш-зварюванням має високий ступінь автоматизації та менший вплив людського фактору. Зварювальне обладнання оснащене комп'ютерним управлінням, з невеликими коливаннями якості зварювання та високою продуктивністю зварювання. За звичайних обставин, порівняно зі зварюванням під тиском газу та термітним зварюванням, міцність шва контактного зварювання рейки вища, а коефіцієнт поломки на лінії становить близько 0,5/10000 або менше. Однак, порівняно з основним матеріалом, його міцність все ще нижча, ніж у основного матеріалу з наступних причин:
(1) Рейка — це стрижневий матеріал великого перетину, а його основний матеріал поганий, з включеннями з низькою температурою плавлення, пухкими та грубими зернами. Під час процесу зварювання та висадки крайовий матеріал екструдується, а матеріал серцевини замінюється розширенням назовні, а волокниста тканина розривається та згинається, і чим більша кількість висадки, тим очевидніша ця ситуація.
(2) Через термічний вплив високої температури зварювання зерна є грубими в області 1-2 мм навколо зварного шва, і зерна зменшуються до 1-2 класів
(3) Поперечний переріз рейки нерівний, верх і низ рейки є компактними секціями, а два кути нижньої частини рейки є розширеними секціями. Температура двох кутів нижньої частини рейки під час зварювання низька. температурний стрес
(4) На шві є дефекти, які важко усунути — сірі плями.
02 Зварювання під тиском газу Спосіб і процес зварювання
В даний час широко використовується газове зварювання рейок під тиском - це невеликий мобільний зварювальний апарат під тиском газу, який в основному використовується для зварювання з'єднань довгих рейок на місці, а також може використовувати закрите світло для зварювання пошкоджених рейок.
Принцип полягає в тому, щоб нагріти зварену торцеву поверхню рейки до пластичного стану та створити величину висадки під дією фіксованої сили висадки. Коли кількість висадки досягає певної величини, рейка зварюється в одне ціле.
Сучасні невеликі зварювальні апарати під тиском повітря в основному призначені для домашнього зварювання, і процес зварювання, як правило, поділяється на такі етапи, як попередній нагрів полум’ям оксиацетилену, попереднє нагнітання, висадка під низьким тиском, висадка під високим тиском, утримання тиску та проштовхування. Необхідно вручну вирівняти рейки та спостерігати за умовами нагріву неозброєним оком, тому на нього сильно впливає людський фактор, і він схильний до помилок зварювання та дефектів з’єднань.
Але оскільки він має характеристики простого обладнання, невеликого розміру та легкої ваги, його легко переміщати онлайн, офлайн і на будівельному майданчику, а операція відносно проста, тому він широко використовується для зварювання довгих рейок на будівельному майданчику. .
03 Спосіб і процес термітного зварювання
Термітне зварювання зазвичай використовується для зварювання залізничних рейок на місці та є незамінним методом укладання ліній, особливо для безшовного замикання ліній та ремонту зламаних рейок. Алюмінотермічне зварювання рейок засноване на сильній хімічній спорідненості між алюмінієм у флюсі та киснем в умовах високої температури. Він одночасно зменшує кількість важких металів і виділяє тепло, плавлячи метали в розплавлене залізо для лиття та зварювання.
Важливим процесом є поміщення підготовленого термітного флюсу в спеціальний тигель, запалювання флюсу високотемпературним сірником, проведення сильної хімічної реакції та отримання високотемпературної розплавленої сталі та шлаку. Після того, як реакція заспокоїться, залийте високотемпературну розплавлену сталь у попередньо розігріту піщану форму, розплавте кінці стикованих рейок у піщаній формі, видаліть піщану форму після охолодження та вчасно змініть форму зварних з’єднань. , а дві секції рейок зварюються в одну. Незважаючи на те, що обладнання для алюмінотермічного зварювання має низькі інвестиції, просту операцію зварювання та хорошу гладкість з’єднання, зварний шов є відносно товстою литою структурою з поганою в’язкістю та пластичністю. Термічну обробку після зварювання найкраще проводити для поліпшення характеристик зварного з’єднання. .
Коротше кажучи, якість зварювання довгих рейок має бути кращою при контактному зварюванні та зварюванні під тиском газу. Межа міцності, межа текучості та міцність на втому контактного зварювання та зварювання під тиском газу можуть досягати понад 90% основного металу. Якість алюмінотермічного зварювання трохи гірша, її межа міцності становить лише близько 70% основного металу, втомна міцність ще гірша, досягаючи лише 45%-70% основного металу, а межа текучості трохи краща, що близький до контактного зварювання.
Час публікації: 01.03.2023
