Wraz z szybkim rozwojem kolei dużych prędkości i kolei ciężkich, struktura torów jest stopniowo zastępowana liniami bez szwu ze zwykłych linii.W porównaniu ze zwykłymi liniami, linia bezszwowa eliminuje dużą liczbę połączeń szynowych w fabryce, dzięki czemu ma zalety płynnej pracy, niskich kosztów utrzymania toru i długiej żywotności.Stała się obecnie główną metodą budowy linii kolei dużych prędkości.Linia bez szwu jest ważną nową technologią torów kolejowych.Linia utworzona przez spawanie zwykłych stalowych szyn w długie szyny o określonej długości, spawanie i układanie długich szyn o określonej długości nazywana jest linią bezszwową.Spawanie szyn jest ważną częścią układania linii bez szwu.
Obecnie metody spawania bezszwowych połączeń szynowych obejmują głównie zgrzewanie stykowe szyn, zgrzewanie gazowe i zgrzewanie aluminotermiczne:
01 Metoda i proces spawania stykowego
Spawanie stykowe szyn (zgrzewanie błyskawiczne) jest powszechnie stosowane w spawaniu fabrycznym.95% bezszwowej linii jest zakończone tym procesem, czyli standardowa szyna o długości 25 metrów i bez otworów jest spawana w długą szynę o długości 200-500 metrów.
Zasada polega na wykorzystaniu prądu elektrycznego do wytworzenia ciepła przez powierzchnię styku szyny w celu stopienia częściowej powierzchni czołowej szyny, a następnie zakończenia spawania przez spęczenie.Ponieważ spawalnicze źródło ciepła spawania kontaktowego pochodzi z wewnętrznego źródła ciepła przedmiotu obrabianego, ciepło jest skoncentrowane, czas nagrzewania jest krótki, proces spawania nie wymaga spoiwa, proces metalurgiczny jest stosunkowo prosty, strefa wpływu ciepła jest małe i łatwo uzyskać lepszą jakość złącza spawanego.
Proces spawania przyjęty przez fabrykę spawania szyn jest zasadniczo taki sam, w tym: dopasowanie szyny, wykrywanie wad, naprawa czoła szyny, wejście na stację do spawania, spawanie, szlifowanie zgrubne, szlifowanie dokładne, prostowanie, normalizowanie, wady detekcja, wjazd na peron kolejowy, montaż Proces spawania jest najbardziej krytyczny ze wszystkich procesów.Jakość spawania jest bezpośrednio związana z pracochłonnością utrzymania linii.Jeśli wystąpi problem, w poważnych przypadkach zagrozi to bezpieczeństwu jazdy.W porównaniu z innymi metodami spawania szyn, spawanie błyskawiczne charakteryzuje się wysokim stopniem automatyzacji i jest mniej podatne na czynniki ludzkie.Sprzęt spawalniczy wyposażony jest w sterowanie komputerowe, z małymi wahaniami jakości spawania i wysoką wydajnością spawania.W normalnych warunkach, w porównaniu ze spawaniem ciśnieniowym gazem i spawaniem termitowym, wytrzymałość spoiny kontaktowej szyny jest wyższa, a szybkość pękania na linii wynosi około 0,5/10000 lub mniej.Jednak w porównaniu z materiałem podstawowym jego wytrzymałość jest nadal niższa niż materiału podstawowego z następujących powodów:
(1) Szyna jest materiałem prętowym o dużym przekroju, a jej rdzeń jest słaby, z wtrąceniami o niskiej temperaturze topnienia, luźnymi i grubymi ziarnami.Podczas procesu spawania i spęczania materiał krawędziowy jest wytłaczany, a materiał rdzenia jest zastępowany ekspansją na zewnątrz, a tkanka włóknista jest przerywana i wyginana, a im większa ilość spęczania, tym bardziej oczywista jest ta sytuacja.
(2) Ze względu na termiczny wpływ wysokiej temperatury spawania, ziarna są grube w obszarze 1-2 mm wokół spoiny, a ziarna są zredukowane do 1-2 stopni
(3) Przekrój poprzeczny szyny jest nierówny, górna i dolna część szyny to sekcje zwarte, a dwa rogi dolnej części szyny to sekcje rozszerzone.Temperatura dwóch rogów spodu szyny jest niska podczas spawania.stres temperaturowy
(4) Na spoinie występują wady trudne do usunięcia — szare plamy.
02 Metoda i proces spawania zgrzewaniem gazowym
Obecnie powszechnie stosowanym zgrzewaniem gazowym szyn jest mała mobilna zgrzewarka gazowa, która służy głównie do spawania połączeń długich szyn na miejscu, a także może wykorzystywać zamknięty świetlik do spawania uszkodzonych szyn.
Zasada polega na podgrzaniu spawanej powierzchni czołowej szyny do stanu plastycznego i wytworzeniu wielkości spęczającej pod działaniem stałej siły spęczającej.Gdy ilość spęczania osiągnie określoną wartość, szyna jest zespawana w całość.
Obecne małe zgrzewarki pneumatyczne są zasadniczo spawaniem domowym, a proces spawania jest ogólnie podzielony na etapy, takie jak wstępne podgrzewanie płomienia acetylenowo-tlenowego, wstępne zwiększanie ciśnienia, spęczanie pod niskim ciśnieniem, spęczanie pod wysokim ciśnieniem oraz utrzymywanie ciśnienia i pchanie.Konieczne jest ręczne wyrównanie szyn i obserwowanie warunków ogrzewania gołym okiem, dlatego duży wpływ na to mają czynniki ludzkie i jest podatny na błędy połączeń spawalniczych i wady połączeń.
Ale ponieważ ma cechy prostego sprzętu, niewielkich rozmiarów i lekkości, łatwo jest poruszać się w trybie online, offline i na placu budowy, a operacja jest stosunkowo prosta, dlatego jest szeroko stosowana do spawania długich szyn na placu budowy .
03 Metoda i proces spawania termitowego
Spawanie termitowe jest powszechnie stosowane w spawaniu szyn kolejowych na miejscu i jest nieodzowną metodą układania linii, zwłaszcza do bezproblemowego blokowania linii i naprawy pękniętych szyn.Aluminotermiczne spawanie szyn opiera się na silnym powinowactwie chemicznym między aluminium w topniku a tlenem w warunkach wysokiej temperatury.Redukuje metale ciężkie i jednocześnie uwalnia ciepło, topiąc metale w stopione żelazo do odlewania i spawania.
Ważnym procesem jest umieszczenie przygotowanego topnika termitowego w specjalnym tyglu, zapalenie topnika zapałką wysokotemperaturową, wywołanie silnej reakcji chemicznej i uzyskanie stopionej stali i żużla w wysokiej temperaturze.Po uspokojeniu się reakcji wlej stopioną stal o wysokiej temperaturze do Zamocuj szyny w podgrzanej formie piaskowej, roztop końce cieniowanych szyn w formie piaskowej, wyjmij formę piaskową po schłodzeniu i zmień kształt spawanych połączeń na czas , a dwie sekcje szyn są zespawane w jedną.Chociaż sprzęt do spawania aluminotermicznego charakteryzuje się niskimi nakładami inwestycyjnymi, prostą operacją spawania i dobrą gładkością złącza, szew spawalniczy jest stosunkowo grubą odlewaną strukturą o słabej ciągliwości i plastyczności.Najlepiej jest wykonać obróbkę cieplną po spawaniu, aby poprawić parametry złącza spawanego..
Krótko mówiąc, jakość spawania długich szyn powinna być lepsza w przypadku spawania kontaktowego i spawania gazowego.Najwyższa wytrzymałość, granica plastyczności i wytrzymałość zmęczeniowa spawania kontaktowego i spawania gazowego mogą osiągnąć ponad 90% metalu nieszlachetnego.Jakość spawania aluminotermicznego jest nieco gorsza, jego wytrzymałość końcowa wynosi tylko około 70% metalu nieszlachetnego, jeszcze gorsza jest wytrzymałość zmęczeniowa, sięgająca zaledwie 45% do 70% metalu nieszlachetnego, a granica plastyczności jest nieco lepsza, co jest zbliżony do spawania kontaktowego.
Czas postu: 01-03-2023
