Технология сварки рельсовых стыков ручной дуговой сваркой – В помощь хозяину

Монтаж железнодорожных магистралей проводится двумя методами: сборным и сварным. Второй предпочтительнее, потому что сборные стыки снижают скорость

Что такое алюминотермитная сварка

Сущность алюминотермической технологии основана на восстановлении железа из оксидов при взаимодействии с окислами алюминия. Протекание реакции сопровождается выделением тепла, достаточного для плавления металла. Для алюминотермитной технологии используют смесь (термит), состоящую из 23% измельченного алюминия и 77% железной окалины. Чтобы характеристики шва были близкими к параметрам материала рельсов, в порошок добавляют легирующие элементы и частички стали.

Смесь засыпают в тигель, установленный над стыком. Для начала реакции восстановления порошок нагревают до 1000⁰С воспламенителем с однопорционным зарядом. После поджигания в результате химического взаимодействия ингредиентов температура смеси поднимается до 2400⁰C, восстановленное железо плавится, стекая вниз, заполняет зазор стыка. Для повышения надежности соединения алюминотермитная сварка завершается уплотнением шва специальным прессом.

Общие сведения

Несмотря на то, что соединение стыков рельс при помощи сварки известно давно, проблема облегчения и ускорения работы актуальна до сих пор. Одной из причин стало то, что рельсы производят из металла повышенной прочности, плохо поддающегося сварке. Любая попытка дополнительного упрочнения или термообработки увеличивает риск ухудшения качества соединения стыка. Поэтому важно соблюдать технологию сваривания, следовать установленным правилам и ГОСТу 103-76.

Осуществить сварку рельсов можно множеством способов, но основными считаются:

  • электроконтактный;
  • алюмотермический;
  • электродуговой;
  • газопрессовый.

Рабочий процесс

Каждый способ имеет свою технику выполнения, зависит от различных факторов, поэтому стоит рассмотреть их по отдельности.

Сертификаты

Что мы действительно являемся официальными представителями Messer и Эллой

Посмотреть

  • Оборудование предназначено для одновременной сварки двух заготовок двутавровой балки расположенных на стапелях под углом в 45º.

    Установка представляет собой перемещающуюся по рельсовому пути портальную конструкцию с расположенным на ней рабочим оборудованием. В оборудовании применен двусторонний синхронный привод управляемый частотным преобразователем, позволяющим с высокой точностью задавать рабочую скорость. На портале установлены две сварочные консоли со сварочными головками. Система рециркуляции флюса позволяет накапливать до 50кг флюса и эффективно выполнять свои функции даже при попадании крупных частиц отработанного шлака. Механическая система слежения за положением сварочной проволоки проста и удобна в эксплуатации. Кассеты для намотки сварочной проволоки вмещают в себя до 70кг проволоки. Все управление процессом сварки осуществляется с одного пульта.

    Особенности:

    • Машина предназначена для сварки стыков рельсов сечением от 6500 мм2 до 10 000 мм2 во время строительства и ремонта ж/д путей
    • В состав машины входит рельсосварочный аппарат К922-1, обеспечивающий сварку методом пульсирующего оплавления

    Свойства свариваемости

    Над проблемой, которую представляет собой сварка крановых рельсов, а также прочих их разновидностей, люди работают достаточно давно. Ведь сами изделия производятся из упрочненной стали, которая зачастую обрабатывается механическим путем. Любая обработка на упрочнение добавляет сложности к свариваемости и к любым другим термическим обработкам. Тем не менее, современные технологии позволяют добиться приемлемых результатов. Одним из самых доступных вариантов среди электродов, которые можно свободно найти в продаже, являются УОНИ 13/45 и УОНИ 13/55. Это изделия для работы с ответственными сооружениями, мощными каркасами из металлоконструкций, а также они подходят и для рельс. Но это далеко не единственный метод, хотя и самый простой из всех возможных.

    Сварка крановых рельсов

    Сварка крановых рельсов

    Сварка рельсов пути производится по ГОСТ 103-76. Сюда входит несколько методов, которые отличаются принципом действия, сложностью, используемой техникой и прочими нюансами. Каждый из них по-своему помогает бороться с плохой свариваемостью изделий. Также их выбор зависит от вида самих рельс, которые должны будут поддаться будущему ремонту.

    «Рельсовые» электроды

    Решая, какими электродами варить рельсы, стоит принять во внимание толщину данного сорта металлопроката. Поэтому источником присадочного материала в процессе сварки рельс могут быть только особые электроды серии УОНИ, предназначенные для стыковки толстотелых конструкций. Причем для сварки рельсов достаточно «младших» представителей этой серии – электродов УОНИ 13/45 и 13/55, которыми можно стыковать заготовки из высокоуглеродистых или низколегированных сталей.

    Сварка рельс

    От прочих источников присадочного материала электроды УОНИ 13/45 и 13/55 отличаются особым флюсом (покрытием), в состав которого входят ферромарганцевые руды, графит, кремний и прочие материалы.

    Благодаря такому многокомпонентному миксу обеспечивается устойчивое горение дуги, передающей высокую температуру в зону сварки, и подавляется процесс образования пор в сварочном шве. Интересен и состав электродной проволоки. Ее изготавливают из железоуглеродистого сплава, легированного никелем и молибденом. Диаметр проволоки – 2-5 миллиметров.

    В итоге, опираясь на особый состав флюса и присадочного материала, серия УОНИ обеспечивает не только высокую скорость работы, но и не менее высокую прочность сварочного шва.

    Подготовка электрода к сварке

    Электроды для сварки рельсов – работают в очень сложных условиях. Ведь толщина стыкуемых кромок в данном случае может равняться нескольким десяткам сантиметров.

    Поэтому к качеству таких электродов предъявляют особые требования, а именно:

    • На покрытии таких электродов не должно быть крупных трещин.
    • Влажность покрытия должна соответствовать определенному значению.

    И если соответствие электрода первому требованию можно проверить визуально, то с влажностью все намного сложнее.

    Поэтому перед сваркой все электроды из серии УОНИ подвергают обязательному прокаливанию (подсушиванию) в особой установке.

    Эта процедура выглядит как прогрев изделия до температуры в 350-400 градусов Цельсия. Причем электроды загружаются в уже разогретый «жарочный шкаф» и «томятся» в нем около 1-2 часов.

    После такой подготовки электроды можно использовать в любом положении, формируя с их помощью и нижние, и потолочные, и вертикальные швы на постоянном токе, и обратной полярности подключения.

    Единственное «противопоказание к применению» для серии УОНИ – это сварка по направлению сверху вниз.

    Особенности сваривания рельсов

    Железнодорожный профиль производят из высокоуглеродистых сталей, характеризующихся плохой свариваемостью. При термической обработке на металле образуются трещины, возникают внутренние напряжения. При сварке рельсовых плетей такое недопустимо, дефекты полотна могут стать причиной аварии.

    Для работы необходимо:

    • профессиональное оборудование;
    • качественные расходные материалы;
    • контрольные приборы, проверяющие целостность шва.

    Для образования прочного соединения толстостенные балки необходимо проваривать на всю глубину. После сварки стыка необходимо выровнять поверхность, чтобы шов не разрушался.

    Установки

    Алюминотермитная сварка конструкций

    Алюминотермитная сварка возможна только если используете все рабочие элементы. Среди них выделяют такие:

    • Бочка.
    • Порошок.
    • Пробка.
    • Форма, которая отвечает рельсам.
    • Жидкая обмазка.
    • Устройство для полировки.
    • Зубило.
    • Молот.
    • Металлическая лопата.
    • Светоч.

    Алюминотермитная сварка конструкций

    Какие этапы работ существуют:

    1. Подготовка. От этого этапа будет зависеть, насколько прочным будет алюминотермитное сварочное соединение рельс. Первым делом в месте, которое находится возле стыка, сделайте более слабым рельсовое крепление. Снимите те, которые размещены в месте соединения. Горелка поднимет температуру рельс. Они станут чистыми и не будут содержать ржавчину. Клинья помогут выпрямить их в горизонтальном и вертикальном положениях. Оставляйте зазор в 2.5 мм и соединяйте рельсы с резаком.
    2. Сглаживание. Сначала уберите прокладки, которые размещены на соединениях. Вместо них поставьте клинья. Они прибиваются при помощи молотка. При помощи линейки проверьте точность установки рельс.
    3. Монтаж. Выберите необходимую непроницаемую форму. После этого горелка располагается посередине там, где вы хотите установить соединение. Обеспечьте герметичность стыков. При помощи шпателя прочно прижмите форму к соединениям. В результате вы получите плотное основание, расположенное между швом и смесью.
    4. Подогрев и металлообработка. Рельсы прогреваются при помощи горелки, когда соблюдены такие условия: пропановое давление составляет 1.5 бар, а кислородное не превышает 5 бар. Огонь проходит в течение 120 секунд. После того, как конструкция нагрелась, горелка больше не нужна. Нужно вставить стержень и повернуть сосуд. В том месте, где планируется алюминотермитная сварка, нужно поставить емкость, в которой будет заряд. Чтобы осуществить розжиг, необходимо брать хорошо прогретый запал. После этого металл в жидком состоянии оставляют в форме до пяти минут.
    5. Полировка. После завершения сварочных работ нужно отшлифовать конструкцию. Для проверки качества шва берут линейку и щуп. Измерительные приборы позволяют выявить, насколько высокое качество соединения получилось в итоге.

    Достоинства и недостатки

    Популярность технологии объясняется тем, что алюмотермитная сварка обладает следующими преимуществами по сравнению с другими способами:

    1. Высокая скорость проведения работы. Полный цикл создания соединения занимает не больше получаса. Бригада, используя метод разделения труда, может за час наложить 10 -12 швов. Это возможно если один выполняет подготовку и переходит к следующему стыку, другой проводит сварку, третий обрабатывает соединение
    2. Нет привязки к стационарным источникам электропитания, что позволяет использовать алюминотермитную технологию в полевых условиях.
    3. Не требуются дорогие материалы и сложное оборудование, поэтому сокращаются затраты на обслуживание железнодорожных путей. Все необходимое есть в магазинах стройматериалов.
    4. Снижается износ колес вагонов, локомотивов.
    5. Улучшается плавность хода составов.
    6. Чтобы освоить алюминотермитную технологию, достаточно провести 2 — 3 сварки.

    Технические параметры 

    Габаритные размеры (Д×Ш×В), мм

    960×480×940

    Рабочая дистанция засоса флюса, мм

    ≥4500

    Вместимость бункера для сбора флюса, кг

    50

    Рабочее давление воздуха, мПа

    ≤0.016

    Мощность двигателя, кВт

    2.2

    Скорость вращения вентилятора, об/мин

    2870

    Система соответствует стандартам Q/320217GALO3 – 199YS системы автоматической рециркуляции сварочного флюса.

    Каталоги

    Вы можете скачать каталоги оборудования Messer на русском и английском языках.

    Перейти и скачать

  • Технические характеристики:

    • Высота — 3960 мм
    • Длина — 14 520 мм
    • Колея — 1520 мм
    • Конструкционная скорость — 80 км/ч
    • Минимальный радиус прохождения кривых — 150 м
    • Мощность дизеля — 315 кВт
    • Осевая формула — 20-20
    • Служебная масса — 68 т
    • Тип передачи — электрическая

    Теоретические параметры сварки

    № п.п.

    Катет, мм.

    Сила тока, А.

    Напряжение дуги, В.

    Скорость движения портала, м/ч.

    1

    6

    650…700

    26…28

    40…47

    2

    8

    650…700

    28…30

    29…32

    3

    10

    700…750

    30…32

    23…27

    4

    12

    700…750

    32…34

    18…22

    Внимание! Если таблица не вмещается по ширине, то ее можно перемещать влево или вправо по экрану.

    04

    Портальная сварочная установка, модель MH-1800.

    Последователи:

    • Рельсосварочные машины ПРСМ-4, ПРСМ-5 и ПРСМ-6

    Позвоните нам

    Мы с удовольствием ответим на все интересующие вас вопросы. Наш телефон в Екатеринбурге.

    8800 3000-623

    Способы сварки рельсов (Электроконтактная, электродуговая, газопрессовая и алюмотермитная сварка)

    7.

    СПОСОБЫ СВАРКИ РЕЛЬСОВ7.1.Общие положения Опыт эксплуатации бесстыкового пути на отечественных и зарубежных железных дорогах выявил не только его высокую технико-экономическую эффективность, но и «слабое» место этой прогрессивной конструкции, каким является уравнительные пролеты. В их зоне из-за рельсовых стыков наблюдается более высокое по сравнению со средней частью плети динамическое воздействие подвижного состава на путь, быстрее возникают расстройства, интенсивнее накапливаются остаточные деформации. В итоге происходит повышенный выход из строя рельсов, скреплений, железобетонных шпал, образуются выплески. Специалистами различных научно- исследовательских институтов предпринималось много попыток усовершенствовать уравнительные пролеты. Наиболее кардинальной мерой, на данный момент, считается сокращение числа уравнительных пролетов за счет увеличения длины плетей. При увеличении средней длины плети до 1500 м возможно уменьшение количества уравнительных пролетов более чем на 60 %, а при увеличении до 5000 м – дополнительно еще на 20 – 25 %. Объяснением того, что в свое время на железных дорогах многих стран и в России в частности, приступили к удлинению сварных рельсовых плетей, может послужить стремление избавиться от стыков. При укладке плетей бесстыкового пути до длин блок-участка или перегона, не обойтись без использования современных сварных технологий, позволяющих создать непрерывную поверхность катания (особенно на скоростных линиях), а так же осуществлять вварку стрелочных переводов в рельсовые плети.

    В настоящее время на железных дорогах Российской Федерации нашли распространение следующие виды сварки:

    — электроконтактная ;

    — газопрессовая;

    — электродуговая;

    — термитная.

    Обычно при сварке плетей в длинные и сверх длинные плети наиболее часто применяют 2 из них: алюмотермитный и электроконтактный.

    Разные способы сварки рельсов значительно отличаются по технико-экономическим данным. Важнейшими показателями являются: механические свойства и постоянство качества стыков, эксплуатационная стойкость и стоимость сварных рельсов, производительность и трудоемкость процесса, механизация и автоматизация работ.

    Механические характеристики сварных рельсов позволяют судить о качестве и прочности стыков при статическом, динамическом и циклическом нагружениях, которые определяются путем испытаний стандартных и натурных образцов. Прочность сварного стыка относительно целого рельса представлена в табл.7.1.

    Таблица 7.1

    Наименование

    соединения

    Прочность относительно целого рельса, % Примечание
    Болтовое 35 — 40
    Электроконтактная сварка 95 — 110 Основной вид сварки в России, Японии
    Электродуговая

    сварка

    55 — 70 Используется на менее ответственных путях
    Газопрессовая

    сварка

    90 — 100 Основной вид сварки в США. В России широкого применения не получил.
    Алюмотермитная сварка 65 — 70 Основной вид сварки в странах Европы. В России рекомендован для вварки стрелочных переводов в рельсовые плети, для сварки менее ответственных путей.

    7.2.

    Электроконтактная сварка Элек­троконтактный способ сварки осно­ван на нагреве свариваемых торцов рельсов электрической дугой, соз­даваемой током большой силы и низкого напряжения. Сварка рельсов электроконтактным способом производится автоматизированными стыковыми электрическими контакт­но-сварочными машинами. В стаци­онарных условиях сварка осущест­вляется на сварочных машинах МСГР-500, МС-5002 и К-190 (рис.1.1), К-190М, К-190П, МСР-6301; в пути — машинами ПРСМ, оборудованными контактными головками К-155, К-255, К-355. Современная путевая рельсосварочная самоходная машина ПРСМ — 4 предназначена для сварки электроконтактным способом стыков железнодорожных рельсов (рис.1.2). Сварка рельсов может производиться как лежащих в пути, непосредственно по которому передвигается машина, так и рельсов, уложенных вдоль этого пути, внутри или снаружи колеи, на расстоянии 2600 мм от оси пути. Данная машина может использоваться с взаимозаменяемыми контактными головками различных типов (К-155, К-255 и другие). Техническая характеристика машины ПРСМ-4 представлена в табл.1.2.

    Электроконтактный способ сварки рельсов осуществляется методом непрерывного оплавления рельсовых концов (машины К-190, К-355) или методом прерывистого их подогрева (машины МСГР-500).
    Рис.7.1: Сварочная ма­шина К-190:

    1-станина; 2 -подъемные ро­лики; 3- неподвижная колон­на;

    4, 7-гидравлические прес­сы (в колоннах); 5 -крепление штоков; 6-штоки;

    8-подвижная колонна.

    Рис.7.2: Машина путевая рельсосварочная самоходная ПРСМ-4

    Таблица 7.2

    Наименование параметра Показатель
    Ширина колеи, мм 12
    Производительность, стыков/ч. 6400 — 10000
    Скорость передвижения, км/ч: cамоходом в составе поезда 80 100
    Масса прицепной единицы, т 90
    Нагрузка от колеса на рельсы, кН 195
    База, мм 7000
    Мощность дизель-генератора, кВт 200
    Напряжение тока, В 400
    Частота тока, Гц 50
    Машинное время сварки рельса сечением 8200 мм2, с 185
    Габаритные размеры, мм: длина ширина высота (в транспортном положении) 13300 3030 3715
    Масса, т 36

    Процесс сварки непрерывным оплавлением происходит следующим образом. После сближения зажимов сварочной машины с рельсовыми концами через точки контакта сва­риваемых торцов рельсов проходит сварочный ток. Поскольку из-за шероховатости металла площадь точечных соприкосновений весьма мала, то омическое сопротивление контакта и сила тока очень велики.

    Следствием этого является превра­щение «твердых» контактов из-за их разогрева, плавления и испарения в «мостики» жидкого металла. Под­держание такого процесса осущест­вляется постоянным сближением за­жимов сварочной машины и при­водит к равномерному разогреву всей площади поверхности сварки. Скорость сближения зажимов сва­рочной машины должна соответ­ствовать скорости оплавления рель­совых концов. При достижении рель­совыми концами необходимого теп­лового сопряжения процесс их не­прерывного оплавления автоматиче­ски переходит в следующую стадию сварки — осадку. При осадке мгновен­но в несколько раз увеличивается скорость сближения рельсов, вклю­чается сварочный ток, с оплавленых поверхностей выжимается жидкий металл и происходит собственно сварка торцов рельсов, находящихся в пластическом состоянии. В месте сварки образуется сварной шов, подлежащий в дальнейшем механической и термической обработке.

    Таким образом, процесс сварки непрерывным оплавлением включает: стадию нагрева, осуществляемую в процессе непрерывного оплавления; стадию осадки, в результате которой происходит сварка; стадию остывания сваренных рельсов на воздухе вне машины.

    Стоимость оборудования

    В стоимость включены услуги: шефмонтаж, наладка, обучение, гарантийное и техническое обслуживание 12 месяцев.

    Страна производитель: КНР.

    Порядок расчетов:

    • 50% – авансовый платеж в течение 5 банковских дней с момента подписания Договора.
    • 45% – в течение 5 банковских дней с момента письменного уведомления об окончании изготовления оборудования заводом-изготовителем и готовности его оправки на станцию назначения с предоставлением электронной копии товарно-транспортных документов (дубликат накладной) и сертификата происхождения форма «А», заверенных подписью и печатью Поставщика.
    • 5% – после завершения пусконаладочных работ и подписания акта ввода в эксплуатацию и приемки оборудования по качеству.

    Срок поставки: 60 календарных дней с момента получения авансового платежа.

    Контроль качества рельсовых стыков

    От прочности соединений зависит безопасность движения, поэтому вне зависимости от способа сварки проводится проверка стыков рельсов любым из методов неразрушающего контроля. Особенно внимательно проверяются швы, сделанные ручным сварочным оборудованием. Помимо структуры проверяется ровность головки рельса, на которую опирается колесо во время движения.

    Железнодорожные узкоколейные Монтируются в шахтах, на подъездных узкоколейках. Р8, Р11, Р18, Р24.
    Рудничные для шахтных проводников Применяются для бесстыковых ширококолейных участков, стрелок Р33, Р38, Р43
    Рамные Необходимы для монтажа пересечений линий. РР65.
    Крановые Предназначены для движения мостовых и строительных кранов. КР70, КР80, КР100, КР120 и КР140.
    Остряковые Необходимы для стрелочных переводов, круговых опорных устройств. ОР43, ОР50, ОР65 и ОР75.
    Трамвайные с желобами Используют только для трамвайных путей, они рассчитаны на небольшую нагрузку. Т58 и Т62
    Контррельсовые Монтируют в тупиковых отстойниках. РП50, РП65, РП75.
    Усиковые Выпускаются для крестовин с непрерывной поверхностью качения. УР65

    Виды рельсов

    Для выбора способа сварки учитывают химический состав сплава. Для каждого вида профилей ГОСТом определены марки стали.

    Наименование Назначение Марки стали, используемые для изготовления
    Железнодорожные стандартные Выпускают для магистральных путей РП50, РП65, РП75.
    Железнодорожные промышленные Используются на коротких участках. РП50, РП65, РП75.
  • Добавить комментарий