C-triada.ru

Строительный журнал
10 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Для сварки рельсов по методу алюмотермии используют

Алюминотермитная сварка железнодорожных стыков

К надежности и прочности соединения рельсов предъявляются высокие требования, соблюдение которых не могут обеспечить классические способы. Поэтому при прокладке или ремонте железнодорожных путей применяют специальные технологии. Самой удобной и эффективной из них признана алюминотермитная сварка.

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.

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.

К недостаткам алюминотермической технологии относятся:

  • легкая воспламеняемость термита требует осторожного обращения при хранении, транспортировке, применении;
  • трудоемкость подготовительных мероприятий;
  • невозможность применения технологии при температуре ниже +5⁰C;
  • при попадании воды в зажженную смесь происходит активное разбрызгивание металла, поэтому в дождливую погоду нужно устанавливать навес.

Применяемое оборудование и материалы

Для проведения алюминотермитной сварки рельсов нужно приготовить:

  • бочку с термитом, закрытую заглушкой;
  • форму в соответствии с профилем рельсов;
  • если вместо бочки применяется развесочная смесь, потребуется тигель из тугоплавкого материала;
  • пресс для сжатия шва;
  • шлифовальную машинку;
  • молоток, зубило;
  • металлическую лопатку для снятия горящего шлака;
  • газовую горелку для предварительного нагрева.

Из расходных материалов потребуется:

  • мелкодисперсный термит с гранулами не более 0,5 мм;
  • термостойкая паста для заделывания трещин и щелей;
  • пропан и кислород для горелки в баллонах.

Процесс алюминотермитной сварки рельсов

Перед началом работы нужно убедиться, что термита достаточного для полного заполнения стыка, иначе придется все переделывать. Технология алюмотермитной сварки жд стыков выполняется поэтапно в строгой последовательности.

Подготовительные работы

На участках рельсов, расположенных рядом со стыком, снимают крепления к шпалам, а дальние ослабляют. Это необходимо для того, чтобы они не мешали при установке и для снятия напряжения металла. Участки возле стыка нагревают горелкой, очищают от ржавчины. Затем рельсы выставляют так, чтобы между торцами было расстояние 25 мм.

Выравнивание рельсов

Далее на всех креплениях убирают прокладки, заменяя их клиньями с обеих сторон. Чтобы соединение выдерживало нагрузку от проходящих жд составов без деформаций, рельсы должны быть прямолинейными по горизонтали и вертикали. Предварительную установку делают на глазок. Затем, подбивая клинья молотком, добиваются необходимого положения. Для контроля к поверхностям рельсов прикладывают метровую металлическую линейку.

Установка форм

Ориентируясь по измерителю, устанавливают зажимное устройство на нужном расстоянии от стыка. Накладывают форму, оставшиеся щели замазывают термостойкой пастой. Сверху устанавливают подставку с воронкой, над которой размещают бочку с термитом. При использовании развесной смеси потребуется тигель. Горелку крепят по центру соединения чуть выше оси рельсов.

Нагрев и сварка

Для предварительного подогрева места соединения на горелку подают пропан под давлением 1,5 Бар и кислород 0,5 Бар. Через 1,5 — 2 минуты горелку гасят, убирают. Если к качеству шва не предъявляются повышенные требования, эту процедуру можно пропустить. После поджигания термитной смеси специальным запалом, расплавленный металл начинает стекать внутрь формы. В это время (20 — 30 сек) нельзя изменять положение тигля. После опорожнения его снимают, а также крышки и поддоны для шлака. Форму разбирают через 4 минуты, когда завершится кристаллизация металла.

Шлифовка и контроль качества

После окончания алюминотермитной сварки стык обрабатывают с боков и сверху, чтобы рельсовое полотно было гладким. Место соединения в течение 10 минут прогревают горелкой, после чего зубилом или болгаркой удаляют наплывы. Окончательную шлифовку проводят абразивными инструментами после остывания, контролируя процесс щупом и линейкой. Качество выполненного соединения проверяют методом статичного изгиба по подошве или головке рельса. Ход испытаний контролируют по измерительным приборам.

Несмотря на высокие температуры, возникающие при выполнении алюминотермитного соединения рельсов, технология не считается опасной. Непосредственно сваркой должен заниматься опытный рабочий. Все члены бригады должны быть обеспечены спецодеждой из негорючей ткани, защитными очками, сигнальными жилетами.

Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Алюмотермия

Для сварки рельсов по методу алюмотермии используют порошок алюминия и оксид железа РедО . Составьте термохимическое уравнение, если при образопании 1 кг железа выдадилось 6340 кДж теплоты. [c.35]

Алюмотермией получают феррованадий, феррониобий и ферротантал. Чистый металлический ванадий может быть попучен методом восстановления У Об кальцием в стальной бомбе. Образующиеся частицы металлического ванадия после промывки сплавляются в слиток в вакуумной печи. Полученный таким образом металл содержит до 99,9% ванадия и обладает хорошей пластичностью. Ниобий и тантал можно получить термическим разложением пентаиодидов или пентахлоридов при 2000 С или восстановлением металлическим натрием или калием. [c.371]

На этом свойстве А1 основан метод восстановления металлов (Сг, Мп, W, V и др.) из их оксидов — метод алюмотермии, открытый Н. Н. Бекетовым (1859). [c.277]

Относительно чистый хром получают методом алюмотермии [c.373]

Металлический алюминий служит в основном для производства сплавов. Сплавы алюминия менее устойчивы к коррозии из-за возникновения гальванических микроэлементов в местах включений примесей. Алюминий идет на производство кабелей, фольги, зеркал, серебристой краски. Способность алюминия восстанавливать металлы из оксидов при высоких температурах послужила основой метода алюмотермии, т. е. восстановления тугоплавких металлов, например хрома или марганца, из их оксидов [c.152]

По содержанию в земной коре хром относится к довольно распространенным элементам. Основной рудой хрома является Хромистый железняк РеО-СггОз. Элементарный хром можно получить методом алюмотермии из оксида хрома (III) [c.273]

Эксперимент 9.3. Проведение алюмотермии [c.145]

Алюмотермией называют реакции, протекающие между окислами металлов и алюминием, с образованием соответствующего свободного металла п окиси алюминия. Алюмотермией можно получить только те металлы, теплота образования окислов которых меньше теплоты образования окиси алюминия. Этим способом получают в промышленности такие металлы, как Сг, Мп, Т], [c.334]

Читать еще:  Пневмо штихель по металлу своими руками

В некоторых случаях (при низких температурах) исходным указателем возможного направления реакции является значение тепловых эффектов реакций образования сложных веществ из простых. Хорошо известный пример — реакция алюмотермии [c.55]

Получение марганца алюмотермией. В фарфоровый тигель возьмите 10 г пиролюзита и прокалите его при температуре 800 С в течение 1 ч. Полученный продукт охладите и перемешайте в ступке с 3 частями порошкообразного алюминия. Смесь поместите в фарфоровый тигель, уплотните ее, вставьте посредине магниевую ленту, зачищенную наждачной бумагой, и сверху насыпьте 10 частей зажигательной смеси. Зажигательную смесь приготовьте, осторожно свешивая в стакане 10 частей пероксида бария с 1 частью магния (или алюминия). Тигель закройте асбестовой крышкой с отверстием для магниевой ленты, поставьте на песочную баню (опыт проводите в вытяжном шкафу), погрузив стенки тигля в песок на /з глубины. Затем длинной лучинкой подожгите магниевую ленту (опыт проводите в присутствии преподавателя). Наблюдайте бурную реакцию восстановления марганца алюминием. После охлаждения тигель разбейте и выньте королек металла. [c.120]

Эта особенность алюминия широко используется для получения различных металлов из окислов путем восстановления их алюминием. Впервые метод восстановления металлов из их окислов алюминием был применен русским ученым Н. Н. Бекетовым и получил название алюмотермии. [c.334]

Последняя из приведенных здесь реакций лежит в основе процесса алюмотермии. [c.119]

Хром может быть получен с помощью реакции алюмотермии [c.113]

Высокий электроотрицательный потенциал алюминия и значительное сродство к кислороду обусловили его применение в качестве раскислителя сталей, восстановителя при получении ряда материалов методом алюмотермии. [c.477]

Проведите реакцию алюмотермии (разд. 50.1,1.3). [c.587]

В промышленности иногда применяется и неорганическое топливо. Так. при обжиге некоторых руд и в алюмотермии используется тепло, полученное в результате сжигания серы и алюминия, но все эти вещества не являются топливом в общетехническом смысле этою понятия. [c.4]

I) А1+р з04— АЬОз+Ре — реакция алюмотермии. В качестве окислителя выступают ионы железа Ре + и РеЗ+, а атомы алюминия являются сильнейшим восстановителем. [c.411]

Хром легко пассивируется, поэтому широко используется в ка- естве гальванических защитных покрытий и для получения корро- ионностойких сталей. Молибден применяется для изготовления химической аппаратуры, вольфрам — в электротехнической промышленности (в частности, для производства ламп накаливания). 4олибден и вольфрам применяются в качестве катализаторов. Относительно чистый хром получают методом алюмотермии [c.550]

Вычислите термодинамические характеристики АЯ°298, AS°298, ЛС°298 процссса алюмотермии при стандартной температуре и 1000°С [c.113]

Вследствие высокого сродства к кислороду (ДС /== —1582кДж/моль А12О3) алюминий активно восстанавливает многие металлы из оксидов алюмотермия). При этом реакция обычно сопровождается выделением большого количества тепла и повышением температуры до 1200— 3000 С. Алюмотермия применяется в производстве марганца, хрома, ванадия, вольфрама, ферросплавов. [c.452]

В промышленности используют два типа скелетных никелевых катализаторов — катализатор Бага [193] и никель Ренея [194]. Оба получают из сплава N1 с А1, однако, если никель Ренея представляет собой мелкодисперсный порошок, состоящий из чистого никеля, то катализатор Бага — кусочки никель-алюминиевого сплава (65—75% N1 и 35—25% А1). Исходные сплавы получают чаще всего пирометаллургическими способами — сплавлением компонентов или алюмотермией. В последнее время используют методы порошкообразной металлургии — спекание предварительно спрессованных смесей никелевых и алюминиевых порошков в восстановительной или инертной атмосфере при 660—700 °С. Реакции между двумя твердыми телами с образованием новой твердой фазы включают процесс диффузии, поскольку реагирующие вещества разделяются образующимся продуктом реакции [174]. Реагирующие вещества сохраняют постоянную активность с обеих сторон реакционной поверхности раздела фаз, в связи с чем скорость переноса материала определяется скоростью нарастания толщины диффузионного слоя продукта и выражается формулой [c.166]

При восстановлении 80 г оксида жепеза (1Л) алюминием (реакция алюмотермии) выделяется 42 6,3 кДж. При сгорании 5,4 г металлического алюминия выделяется 167,3 кДж. На основании этих данных вычислить теплоту образования оксида железа (111). [c.46]

Кобальт обычно получают переработкой полиметаллических руд. Рядом последовательных пйрометаллургических операций выделяют С03О4, который затем восстанавливают углем, водородом, иногда методом алюмотермии. Особо чистый кобальт получают электролитическим рафинированием, а также термическим разложением некоторых его соединений. Основная масса производимого кобальта используется для получения сплавов его применяют для электролитического покрытия металлических деталей. [c.596]

Благодаря большому отрицательному значению ДО (АЬОз) возможна алюмотермия — выделение металлов из их оксидов при действии алюминия. Этот весьма общий метод получения металлов был предложен Н. Н. Бекетовым в 1859 г. Алюмотермию используют для лабораторного получения многих металлов (Мп, Сг, У, V и др.) и в ряде случаев в промышленности (получение Са, 5г, Ваидр.). [c.343]

Кобальт обычно получают переработкой полиметаллических руд. Рядом последовательных пирометаллургических операций выделяют С03О4, который затем восстанавливают углем, водородом, иногда методом алюмотермии. Особо чистый кобальт получают электролитическим рафинированием, а также термическим разложением некоторых его соединений. [c.634]

Наряду с сродством к фтору бор обладает также очень сильным сродством к кислороду (см. получение элементов из их оксидов алюмотермией в разд. 36.2). Соединения бора с кислородом обычно можно получить путем окисления бора кислородом воздуха. Гидролиз галогенидов бора (ВС1з и др.), в которых [c.573]

Применение основа легких сплавов, применяемых в авто- и самолетостроении, судо- и вагоностроении, моторо- и машиностроении и т. д., раскислитель стали, в алюмотермии (с. 152). [c.183]

Опыт 15. Алюмотермия (ТЯГА ). Термит — сухую смесь порошков Рсз04 (257о) и А1 (75%) — внесите в тигель из термостойкого материала, насыпьте в середину зажигательную смесь и укрепите в ней магниевую ленту. (Зажигательная смесь готовится из порошка А1 и ЫагОг или ВаОг в соотношении 1 1.) Установите тигель за защитным экраном на асбестовом листе и подожгите ленту магния. Объясните наблюдаемое. Какое практическое значение находит термит [c.94]

Опыт 2. Получение марганца методом алюмотермии. Приготовьте МП3О4. Для этого 40 г тонкоизмельченного МпОг поместите в тигель и нагревайте при 800° С в муфельной печи в течение часа. После охлаждения полученный МП3О4 разотрите в порошок и тщательно перемешайте с 10 г порошка алюминия. Смесь поместите в шамотный тигель, покройте слоем 10 г зажигательной смеси. В смесь вставьте магниевую ленту. Тигель поставьте а вытяжной шкаф, магниевую ленту подожгите горящей лучинкой, закрепленной в длинную стеклянную трубку. Объясните энергичное течение реакции. По охлаждении металлический порошок отделите от шлака и сдайте лаборанту. [c.139]

Значительное количество алюминия расходуется для получения металлов методом алюмотермии. Соединение алюминия с кислородом, как указывалось, сопровождается очень большим выделением теплоты, намного превышающим таковое для других металлов. В связи с этим при накаливании смеси оксида с порошком алюминия происходит бурная реакция, сопровождающаяся выделением свободного металла. Например, при поджигании особым запалом термита (смеси А1 и Рез04) [c.282]

Читать еще:  Габионные заборы своими руками

Наибольшие количества металлического хрома получают из хромита. Для этого предварительной обработкой получают окись хрома СггОз, а затем алюмотерми-ческим способом восстанавливают металлический хром (см. 3, гл. XVni). Отметим, что металлический хром можно получить не только алюмотермией, но также восстанавливая СггОз при нагревании с кремнием, кальцием, водородом, а также электролитическим восстановлением расплавов солей хрома. [c.339]

Теплота образования V2O5 равна 1050 1 Цж/моль, а АЬОз— 1652 кДж/моль. Определите тепловой эффект реакции получения ванадия методом алюмотермии. [c.26]

Смотреть страницы где упоминается термин Алюмотермия: [c.242] [c.277] [c.94] [c.18] [c.28] [c.282] [c.112] [c.63] [c.291] Неорганическая химия (1989) — [ c.44 , c.45 , c.131 ]

Общая и неорганическая химия Изд.3 (1998) — [ c.489 ]

Справочник Химия изд.2 (2000) — [ c.307 ]

Современная общая химия Том 3 (1975) — [ c.182 ]

Курс неорганической химии (1963) — [ c.385 ]

Неорганическая химия (1979) — [ c.252 ]

Общая и неорганическая химия (1981) — [ c.343 ]

Современная общая химия (1975) — [ c.182 ]

Общая и неорганическая химия (1994) — [ c.355 ]

Общая и неорганическая химия (1981) — [ c.242 ]

Основы общей химической технологии (1963) — [ c.194 ]

Теоретические основы общей химии (1978) — [ c.262 ]

Общая химическая технология Том 2 (1959) — [ c.126 , c.174 , c.189 ]

Курс неорганической химии (1972) — [ c.345 ]

Проведение алюминотермитного сваривания рельс — технология, необходимое оборудование, нюансы

Рельсы можно варить при помощи арочной сварки, методики газопресса, с применением алюминотермитной технологии. Последний метод работает, когда используют воспламенитель.

Подают заряд, который эквивалентный одной порции. Температура при этом увеличивается до показателей в 1000 градусов. Любые рельсы могут расплавиться при этих цифрах.

Алюминотермитная сварка рельсовых соединений считается сложной технологией. Она требует от мастера умений и внимательности. В материале есть много углеродистых соединений. Его сварка будет непростой.

Если отнестись к процессу без энтузиазма, то можно на выходе получить непрочное соединение. Могут быть многочисленные трещины, которые усложнят работу конструкции. В статье поговорим о том, что из себя представляет этот вид сварки.

Что такое алюминотермитная сварка

Порошок размещают в емкость из металла. Она расположен над границей двух частей холста. После этого порошок расплавляют. Рассыпчатая смесь необходима для того, чтобы получить прочное соединение базового металла.

Мелкие части шва станут вязкими, стыки при этом будут надежными. На протяжении десятков лет определили, что алюминотермитная сварка не проседает. Этот метод считается одним из наиболее эффективных.

Порошок, который связывает полотна, на четверть состоит из алюминиевого песка. В основной его части находится оксид железа. Гранулы по размерам не более 0.5 мм. Она мелкорассеянная, при этом податлива к любым действиям.

Металл может восстанавливаться в окислах материала. Но это возможно только в тех случаях, когда в работу вступает высокая температура. Необходимо поджигать смесь методом запала. Это приводит к тому, что оксид железа становится чистым сплавом.

На местах применяют заливочную емкость. Она направляет сплав в места алюминотермитной сварки. Герметичность конструкции играет важную роль. Разные виды рельс предполагают использование особой формы.

После того, как работа завершена, вы обнаружили зазоры или трещины? Необходимо их заделать при помощи термоустойчивой обмазки. Из-за того, что она жидкая, смесь поможет затечь во все труднодоступные места. Как итог – получится много лишнего шлака.

Нужно уплотнить соединение во время того, как оно не утратило высокую температуру. В этом помогут прессы. Когда работа закончена, от шлака избавляются при помощи молотка. Шлифовка стыков при помощи болгарки.

Плюсы и минусы

Этот метод применяется достаточно часто. Этому послужило то, что у него есть преимущества, которые по достоинству оценивают сварщики. Среди них выделяют такие:

  • Быстрая скорость работы. Все этапы занимают не более получаса. При большом опыте за 60 минут можно обработать до десяти швов.
  • Не используйте стационарную электрическую энергию. Это позволяет перемещать аппарат с места на место.
  • Все части конструкции можно найти в одном месте. Они продаются в специализированных магазинах.
  • Для получения ровного соединения не нужно иметь профессиональное образование. Нужно попробовать себя в сварочных работах несколько раз.
  • Если не забывать о правилах работы и придерживаться всех технологий, можно получить прочный итоговый результат.
  • Весь процесс не представляет опасности для работников, если применяется качественная техника и материалы.
  • Сварочные работы можно проводить как дома, в цехах, так и на открытом поле.

Использование алюминотермитной сварки предполагает возникновение некоторых сложностей. Они могут быть такими:

  • Порошок может легко поджечся, поэтому нужно вести себя с ним крайне осторожно.
  • Подготовительные работы проводят тщательно и детально, чтобы не упустить важные нюансы.
  • Техника, с которой вы будете работать, должна быть в рабочем состоянии. Проверьте ее исправность до начала сварки.
  • Если в горячую посуду попадут капли жидкости, тогда вся смесь будет разбрызгана. Не допустите этого случая.

Установки

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.

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.
Читать еще:  Самодельное отопление в доме от электричества

Подведем итоги

Сварочные работы при помощи алюминотермитной технологии не представляют опасности для мастера.

Но только в том случае, если вы работаете с проверенным оборудованием и придерживаетесь всех правил.

Огромным преимуществом будет 10-летний опыт. У сварщика всегда должна быть защитная спецодежда, маска, очки и перчатки. Это сделает процесс безопасным.

Как сваривают рельсы

При проведении монтажных и ремонтных работ на участках железнодорожного полотна, а также в схожих условиях, связанных с прокладкой рельсовых ниток, применяются специальные технологии сварки.

Особенности технологий сварки рельсов выражаются в повышенных требованиях к эксплуатационной надёжности соединений, а также их устойчивости к механическим нагрузкам.

Основные методы

Сварка рельсовых стыков относится к разряду особо ответственных мероприятий, организация и проведение которых невозможны без привлечения оборудования и современных сварочных механизмов.

Основными видами сварочных технологий, применяемых при монтаже и ремонте рельсов, являются:

  • электроконтактная сварка;
  • электродуговой метод;
  • термитная обработка (алюминотермитная сварка рельсов);
  • современная газо-прессовая сварка.

Каждый из этих методов отличается определёнными достоинствами и недостатками. Для более полного ознакомления с ними рассмотрим каждый из перечисленных способов сварки более подробно.

Электроконтактный способ

Электроконтактный подход к соединению стыков рельсов основывается на их сильном нагреве и последующем расплаве посредством электрической дуги, которая формируется значительным по величине током низкого напряжения.

Для реализации метода используют специальные машинные комплексы, работающие в автоматическом режиме (МСГР-500, МС-5002 или К-190, например).

Подлежащие обработке рельсы перед началом сварки укладываются либо непосредственно на путях, либо же с небольшим смещением внутри ветки или снаружи колеи (на удалении порядка 260 сантиметров от её оси).

При этом сам сварочный механизм перемещается по восстанавливаемой нитке, то есть представляет собой самоходную рельсосварочную станцию.

В процессе её работы используются сменные контактные головки различного типа, обеспечивающие необходимые режимы сварки (непрерывное оплавление или прерывистый разогрев контактов).

Электродуговой метод

Дуговая бесконтактная сварка относится к наиболее распространенным методикам, применяемым при сопряжении стыков рельсовых ниток.

Согласно этому подходу рельсы сначала укладывают с небольшим зазором, после чего их концы проваривают металлом электродов, расплавляемых посредством дугового разряда. Этот вид бесконтактной сварки не нуждается в приложении избыточного осадочного давления и реализуется с помощью переменного или постоянного токов, поступающих от передвижной сварочной станции.

Наиболее эффективным способом реализации дуговой сварки рельс является так называемый «ванный» метод, согласно которому заранее обрезанные поперёк продольной оси рельсы укладываются строго по линии путей с небольшим возвышением и с зазором приблизительно 14-16 миллиметров.

Между торцами уложенных таким образом рельсовых заготовок вводится рабочий электрод с последующим пропусканием через него тока порядка 300-350 ампер.

В результате такого воздействия расплавленная масса равномерно растекается по зазору и полностью заполняет его. Для предотвращения её стекания наружу зазор между рельсами закрывается специальными блокирующими ограждениями. По завершении сварки образовавшиеся швы шлифуются по всей площади стыка.

Термитная обработка

Алюминотермитная технология проверена временем.. В основу применения термитной сварки рельс заложена восстанавливающая реакция, происходящая при контакте основания (алюминия) с ещё одой составляющей – окисью железа.

Возникающий в результате этого металл (восстановленное железо) при рабочих температурах порядка 2000 градусов заливается в специальную огнеустойчивую форму, совпадающую с геометрией свариваемых рельсов.

Указанная реакция сопровождается выделением значительного количества тепловой энергии.

Сваривать рельсы по термитному методу начали очень давно (с середины 19-го века), однако уже с тех пор этот вид сварки из-за применения алюминия стал называться алюминотермитным.

Важно отметить, что описываемая химическая реакция после поджога специального высокотемпературного горючего (термита) длится лишь несколько секунд.

Помимо двух рассмотренных составляющих (окиси железа и алюминия) в состав рабочей сварной смеси вводятся легирующие добавки и мелкие стальные частицы, слегка тормозящие или демпфирующие протекающий процесс. Добавки необходимы для того, чтобы сталь в зоне сварки приобрела требуемые качества и параметры, характерные для большинства рельсовых изделий.

При рассмотрении особенностей этого вида сварочного процесса следует отметить, что по завершении реакции общая химическая масса разделяется на две фракции: жидкий металл и лёгкий шлак, всплывающий в верхнюю часть формы.

Термитаня технология позволяет сочленять между собой следующие виды путевых изделий:

  • поверхностно-закалённые рельсовые заготовки;
  • объёмно-закалённые стыкующиеся части рельс,
  • не прошедшие специальную термическую обработку рельсы в любых комбинациях.

Данный вид сварки обеспечивает выполнение требований основных стандартов, предъявляемых к высокоскоростным рельсовым магистралям, в части соблюдения нормативов сварочных технологий.

Газопрессовой способ

Эта технология сварки основывается на соединении металлических стыков рельс при относительно низких температурах (заметно ниже границы плавления), но при достаточно высоком давлении.

К основным преимуществам газопрессового метода следует отнести однородность структуры материала в зоне сварки, а также высокую прочность получаемого сочленения.

Благодаря перечисленным достоинствам, этим методом можно эффективно «варить» даже очень тяжёлые и габаритные железнодорожные изделия. Перед сваркой концы таких рельсов плотно пристыкуются один к другому, после чего посредством специального инструмента (рельсорезного станка с дисковой пилой или механической ножовки) осуществляется одновременный их рез.

В результате подготовительных операций обеспечивается требуемая плотность прилегания торцевых частей рельсов с высокой чистотой металлического сопряжения.

Помимо этого, непосредственно перед самим свариванием торцы обрабатываются дихлорэтаном или четыреххлористым углеродом. На этапе подготовки рельс к сварке их концы нагреваются до необходимой температуры посредством специальных комбинированных горелок, обеспечивающих получение достаточной температуры.

После тщательного разогрева концы рельсов зажимаются посредством гидравлического пресса особой конструкции и продолжают разогреваться до 1200 градусов.

В процессе сварки корпуса горелок слегка смещаются относительно обрабатываемого стыка (совершают небольшие колебательные движения). Частота таких периодических перемещений, как правило, не превышает 50-ти колебаний в одну минуту.

Одновременно с этими перемещениями газовой горелки рельсы сжимаются гидравлическим прессом с усилием от 10-ти до 13-ти тонн, точное значение которых определяется путём специальных расчетов. По результатам такой обработки свариваемый металл в месте стыка осаждается примерно на 20 миллиметров.

Для реализации описанной технологической цепочки применяется специальное газопрессовое оборудование (универсальные станки).

По завершении всего комплекса газосварочных операций готовый стык тщательно зачищается от шлаков, а затем приводится к нормальному виду (говорят, что осуществляется его «нормализация»).

Итак, рассмотренные ключевые методики сварки рельсовых стыков применяются в соответствие с техническими требованиями и условиями проведения ремонтно-восстановительных мероприятий.

Из всех подходов особо выделяется алюмотермитная сварка, как максимально отвечающая современным требованиям к бесконтактному восстановлению рельсов или прокладке железнодорожных веток. Именно термитный способ наиболее часто применяется при сооружении и ремонте современных транспортных магистралей.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector