Главная >> Железнодорожный путь >> Процесс сварки рельсов в сварочных мастерских

Процесс сварки рельсов в сварочных мастерских

Если рельсы предназначаются для сварки встык, то обычно длина таких рельсов, выпускаемых с рельсопрокатных заводов, составляет 11,89 м  рельсы изготовляются с регулируемым охлаждением и с концами без болтовых отверстий; исключением являются только те рельсы, концы которых подвергаются закалке и в которых отверстия просверливаются в связи с тем, что эти рельсы будут служить концами длинных сварных плетей, для соединения которых с соседними рельсами будут применяться обычные стыковые накладки. Концы рельсов без болтовых отверстий закалке не подлежат.
Как правило, рельсы длиной 11,89 м отправляются во временные сварочные мастерские, обычно монтирующиеся вблизи от места укладки сварных рельсов. Рельсы разгружаются и складываются в штабеля рядом с подъемником (аппарелью). Сварочная мастерская включает в себя ряд установок, обслуживаемых группой катков.

Газопрессовая сварка.

При газопрессовой сварке в мастерской имеются приспособления для распиловки рельсов, сварки их в стык, срезки с поверхности рельсов лишнего металла, для нормализации напряжений, охлаждения и шлифовки; после прохождения всех этапов обработки длинные плети спускаются по аппарелям. Для удаления следов распиловки в горячем состоянии и выравнивания торцов рельсов так, чтобы в сварочной машине можно было осуществить их точную пригонку, концы рельсов обрезаются. Обычно два конца рельса ставятся впритык и в этом месте пропиливаются пилой за один проход. Другие концы рельсов стыка приподнимаются для того, чтобы после выхода из сварочной машины в месте сварки не образовалось горба. Сразу же после распиловки торцы рельсов покрываются смазкой для предохранения их от окисления, которое может произойти, пока рельсы лежат около сварочной машины. Перед установкой на сварочной машине с торцов рельсов снимают смазку и другие посторонние вещества, а поверхность торцов выравнивают напильником.
После сварки плети перемещаются к месту, где производится срезание выдавленного металла. Здесь большая часть выдавленного в процессе сварки металла удаляется газовыми резаками для того, чтобы в дальнейшем сократить объем работ по шлифовке, необходимой для восстановления первоначального профиля рельса. Металл снимается как с поверхности катания и боковых граней головки, так и с кромок подошвы. После этого сварной стык перемещается на пункт нормализации; здесь стык вторично нагревается до критической температуры, при которой происходит снятие внутренних напряжений.
Сварные стыки охлаждаются в течение такого периода времени, который требуется для сварки еще трех стыков, после чего с поверхности катания и с боковых граней головки, а также и с других элементов профиля сошлифовывается весь лишний металл; исключением является нижняя грань подошвы рельса. После шлифовки стык обследуется поляризационным методом для выявления в нем дефектов.
Почти везде, за исключением лишь нескольких дорог, принято при газовой сварке под давлением оставлять выдавленный металл на нижней грани подошвы рельса; делается это не только для снижения стоимости шлифовки, но и потому, что в этом случае прочность стыка, как считают, будет выше. Однако надо отметить, что оставленный на подошве осаженный металл затрудняет разгрузку и укладку рельсов. Выступающий на подошве металл препятствует свободному перемещению рельсовых плетей при разгрузке и укладке их в путь, и, если сварной шов попадает на шпалу, приходится или менять расстояние между шпалами или делать в подкладке специальный вырез, позволяющий уложить на нее подошву с выступом из осаженного металла.
В Центральной исследовательской лаборатории AAR был проведен ряд испытаний катящейся нагрузкой стыков, сваренных газовой сваркой под давлением; испытывались стыки как с осаженным металлом на подошве, так и без него; оказалось, что при удалении выдавленного металла с подошвы прочность стыка не понижается. Было также установлено, что удаление выступающего наплавленного металла с подошвы выгодно еще и потому, что при этом на подошве ликвидируется концентратор напряжений.

Электроконтактная сварка.

При этом методе сварки сварочный агрегат состоит из трех вагонов, на которых расположены: источник энергии, сварочная машина и шлифовальная установка; сварочный агрегат располагается вблизи от места укладки рельсов.
Рекомендуется следующее расположение сварочного агрегата: вагоны со сварочной машиной и со шлифовальной установкой должны стоять на одном и том же пути; при этом расстояние между вагонами должно позволять одновременно производить работы по сварке и шлифовке рельса длиной 11,89 м. Вагон с источником энергии должен находиться на соседнем пути, рядом с вагоном со сварочной машиной. Если в распоряжении имеется только один путь, то вагон с источником энергии может находиться на этом же пути, но на таком расстоянии, чтобы на платформе, находящейся между вагонами со сварочной машиной и с источником энергии, можно было временно хранить рельсы длиной 11,89 м.
При поступлении в вагон со сварочной машиной концы рельсов очищаются и слегка полируются песком для удаления окалины и грязи в тех местах поверхности головки и подошвы, где к рельсу будут прикасаться электроды сварочной машины. Концы обоих рельсов тщательно выравниваются и закрепляются в сварочной машине, а электроды устанавливаются в рабочее положение. Один из захватов, закрепляющих рельсы, подвижен, так что после включения тока для предварительного нагрева концов рельсов до нужной температуры концы рельсов попеременно то приводятся в соприкосновение, то раздвигаются. Затем концы рельсов соединяются и контактирующие поверхности сейчас же разогреваются током большой силы. При этом способе сварки нет необходимости опиливать концы рельсов и не требуется вводить извне расплавленный металл. После того как разогреется достаточное количество металла, торцы рельсов с помощью гидравлического пресса прижимаются один к другому, в результате чего расплавленный металл выдавливается и ток автоматически выключается. На этом сварку можно считать законченной.
С поверхности катания и с боковых граней головки, а также с боковых и нижней граней подошвы снимается большое количество металла (рис. 1), выдавленного при сжатии торцов рельсов, и сваренный рельс перемещается для дальнейшей обработки. В то время как происходит сварка следующей пары рельсов, сваренный перед этим стык поступает на первый шлифовальный станок, где с нижней и боковых граней подошвы сошлифовывается оставшийся на ней осаженный металл. Плеть опять передвигается вперед и к ней приваривается следующий рельс; в это время первый стык оказывается над вторым шлифовальным станком, где выдавленный металл окончательно снимается с поверхности катания и с боковых граней головки. После того как к плети добавляется еще один рельс, первый стык выдвигается из шлифовального вагона и попадает на последний пункт обработки, на котором законченный стык подвергается осмотру для выявления в нем дефектов; здесь же его подвергают исследованию поляризационным методом, после чего плеть или грузят непосредственно на платформу или укладывают в штабель.

Закрепление рельса для удаления заусенцев
Рис. 1. Закрепление рельса для удаления при помощи ножниц заусенцев еще не остывшего металла с поверхности катания, с боковых граней головки и с подошвы рельса

 
« Пропитка шпал   Пружинные шайбы »
железные дороги