Технология сварки рельсовых стыков ручной дуговой сваркой

Обновлено: 18.05.2024

«Рельсовые» электроды. Подготовка электрода к сварке. Требования к качеству электродов для сварки рельсов. Противопоказание к использованию электродов.

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.

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.

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

Общие сведения

Этот вид обеспечения целостности полотна известен и применяется уже очень давно, пользуется стабильной популярностью и считается классическим решением, но до сих пор ведутся работы по его совершенствованию. Периодически внедряются инновационные решения, призванные убыстрить сварку, а также удешевить ее без ухудшения конечного результата.

Почему до сих пор нет какой-то единой технологии, которая была бы оптимальной? Потому что есть ограничения, возникающие при производстве рельсов: их специально делают из высокопрочных металлов, чтобы они дольше служили. И чем надежнее элемент ВСП, тем хуже он поддается контролируемому нагреву и пластическому деформированию.

Если же повысить твердость прокатного изделия сверх меры, его будет сложнее соединить с такими же конструкциями, укладываемыми в колею. Поэтому и производители двутавровых балок не экспериментируют, и ответственные подрядчики, привыкшие делать магистрали на совесть, придерживаются четко установленных стандартов, в частности, ГОСТа 103-76.

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.

Сферы применения

Термитную сварку на сегодняшний день используют для сваривания чугуна, электрических и телефонных коммуникаций, труб, частей двигателя и так далее. Особо часто термит используют для сваривания железнодорожных рельсов. Соединения получаются достаточно надёжные. Место ремонта может быть на любом участке дороги, даже в несколько сот километров от населенного пункта.

Свойства свариваемости

Решить описанную выше проблему, то есть обеспечить высокое качество стыка при сравнительно малых затратах времени и сил, позволяет правильный выбор электродов. Хорошие варианты (из тех, что постоянно есть в продаже и стоят сравнительно недорого) – это УОНИ из серий 13/45 и 13/55, которые подходят даже для ответственных объектов или усиленных конструкций.

Хотя еще важнее правильно выбрать метод и в процессе его реализации придерживаться норм и требований, прописанных в межгосударственном стандарте 103-76. Это позволит упростить работы, которые и так проводятся с не самыми благоприятными исходными данными.

Электроконтактный метод

Этот тип обработки рельсовых стыков известен еще со времен СССР, где часто применялся для изготовления рельсов. Пригоден он и для ремонта, кроме стрелочных участков.

Суть контактной обработки состоит в сильном нагреве стыка током низкого напряжения, в процессе которого происходит расплавление свариваемых краев образовавшейся электрической дугой.

Для качественного сварного соединения путем электроконтактной обработки требуется большое количество времени и специальные автоматические сварочные комплексы (например, МС-5002, К-90). Такие агрегаты весьма громоздкие, но, несмотря на габариты, самостоятельно передвигаются по ремонтируемому участку, осуществляя сварку рельсов.

Из положительных моментов стоит отметить, что свариваемые поверхности практически не требуют предварительной подготовки. Все манипуляции по подготовке осуществляются вышеозначенными сварочными механизмами.

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.
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

Электроды для сварки рельс

Ваше доверие — источник нашего качества!

ООО «Центр Сварки» — представитель крупнейших мировых лидеров в области сварки на территории Сибири. Неотъемлемое правило нашей работы – соблюдение высокого качества, предельной четкости и скорости обслуживания наших клиентов.

Мы знаем, что Вам нужно!

Проволока сварочная омедненная
Проволока сварочная порошковая
Проволока сварочная алюминиевая
Проволока для сварки нержавеющих сталей
Проволока сварочная полированная
Сварочный пруток
- Для сварки нержавеющих сталей
- Для сварки алюминиевых сплавов
- Электроды универсальные
- Вольфрамовые электроды
- Электроды для сварки нержавеющих сталей
- Сварка на постоянном токе обратной полярности
- Графитовые электроды
- Рутиловые электроды
- Рельсовые сварочные каретки
- Специальные каретки
- Электрогазовые сварочные каретки
- Блоки колебаний
- Каретки для сварки горизонтальных швов
- Каретки для сварки вертикальных швов
- Сварочные роботы FANUC
- Установки консольного типа
- Установки портального типа
- Комплекты оборудования
- Системы плазменной резки
- Резаки Duramax
- Практика применения
- Стол сварочный с подъемным стеклом
- Cтол для раскроя металла
- Сварочные столы Tempus
- Модельный ряд Rilon
- Серия MMA
- Серия MIG/MAG
- Серия TIG
- Серия CUT
- Оборудование Gazcut
- Гарнитуры
- Клапана
- Линзы
- Покрытия для дуговой сварки
- Стекла
- Флюсы
- Электросварочные горелки
  - Для аргонодуговой сварки
  - Для полуавтоматической сварки
  - Маски
  - Продукция Optrel
  - Перчатки сварочные
  - Кислородные
  - Ацетиленовые
  - Газовые резаки
  - Газовые горелки
    - Ацетиленовые
    - Пропановые
    - Анализаторы газов
    - Газовые смесители
    - Регуляторы давления, предохранительная арматура
    - Тестеры герметичности упаковки
    - Ударно-точечные маркираторы TECHNOmark
    - Машины для термической резки металла
    - Запасные части для машин термической резки
    - Расходники для машин термической резки
    - Ручная дуговая сварка (ММА)
    - Полуавтоматическая MIG/MAG сварка
    - Аргонодуговая TIG сварка
    - Сварочные горелки
    - Газовые редуктора SMP
    - Маски сварщика SMP
    - Защита рук SMP
    CS-21 Однопозиционная каретка
    
    Автоматическая сварка ребер жесткости с обеих сторон (I-ребра).
    
    Сварка двумя горелками — возможно сварить обе стороны ребра и таким образом это может уменьшить деформацию изделия.
    
    Механизм расцепления для быстрого перемещения каретки в желаемое положение на направляющей.
    
    Рельс для установки на торце I-образного ребра.
    
    Можете добавить функцию слежения за сварочным швом (Опция).
    
    Способы сварки рельсовых стыков
    
    При выборе технологии учитывают свариваемость сталей, их текучесть, пластичность. Немаловажный фактор – трудозатраты, стоимость оборудования. С учетом всех составляющих решают, как сваривать рельсы.
    
    Для заделки стыков используют следующие технологии:
    - электродуговую;
    - электроконтактную;
    - алюмотермитную;
    - газопрессовую.
    На предприятиях чаще используют термитную сварку рельсов, реже контактную. У каждой технологии есть преимущества.
    
    Электродуговой
    
    Сварка рельсов с использованием электродов используется для стыков и плетей. Ванным способом удается получить прочное соединение. Концы укладывают на небольшом возвышении над полотном с зазором 14–16 мм в специальную ванночку, удерживающую расплав. В стык вертикально помещается электрод диаметром 5 или 6 мм. При подаче высокочастотного переменного или постоянного тока прямой полярности мощностью 300–350 ампер в зависмости от толщины профиля, расплав постепенно заполняет весь стык. Диффузионный слой создается по всему сечению. Для сварки рельсов используют электроды с основным видом покрытия:
    - отечественные УОНИ 13/45 и УОНИ 13/55,
    - японские LB 52U.
    Их предварительно прокаливают: в течение 2 часов выдерживают при температуре 180 – 230°С.
    
    Достоинства электродуговой сварки:
    - не нужно использовать флюс, обмазка создает слой шлака над ванной, он препятствует окислению;
    - не требуется предварительной разделки торцов;
    - для образования плотного соединения не нужно дополнительно прикладывать усилий;
    - доступность, в качестве генератора тока используют трансформаторы, выпрямители и профессиональные инверторы.
    После охлаждения ванны стык зачищают, снимают окалину, выравнивают поверхность головки рельса.
    
    Термитный
    
    Метод основан на способности алюминия восстанавливать окись железа с большим выделением тепла. Сварку рельсов по алюмотермитной технологии освоили больше века назад. При поджоге термита в рабочей зоне создается температура от 1200 до 2000°С в зависимости от химического состава сплава. Восстановленное железо затекает в форму, по профилю совпадающую с рельсом.
    
    В термит помимо оксида железа и алюминия входят легирующие добавки, небольшие кусочки металла (они затормаживают химический процесс). Шлак, образующийся при расплаве, всплывает, его удаляют после охлаждения металла.
    
    Самое главное преимущество метода – высокая скорость термитной сварки рельсов. Он применяется для закаленных и холоднокатаных балок. Его используют при монтаже магистральных железнодорожных линий и плетей.
    
    Газопрессовый
    
    Сварку рельсовых стыков этим методом проводят на пластичных сталях. Температура в зоне стыка концов повышается за счет энергии сдвига. Она выделяется при высоком давлении. Образуется качественное соединение за счет однородности диффузного слоя. Для плотной стыковки рельсов торец прорезают рельсорезом. Металл консервируют 4-хлористым углеродом или дихлорэтаном, под составом металл не окисляется. Стык нагревают до температуры вязкости, под 10–15-тонным давлением гидропресса слои сдвигаются, торцы плавятся, образуется диффузный слой.
    
    Главные достоинства газопрессового метода:
    - однородность химического состава;
    - отсутствие окалины, процесс протекает внутри профиля;
    - возможность соединяться профиль любой конфигурации и толщины.
    Электроконтактный
    
    Автоматная технология основана на нагреве стыка за счет пронизывающей электродуги, возникающей под воздействием высоких токов небольшого напряжения. Электроконтактная сварка проводится самоходными комплексами МСГР-500, МС-5002, К-190 непосредственно в месте укладки или с небольшим смещением ветки. Для разного вида рельсового профиля используют сменные контактные головки. Работу проводят методом непрерывного оплавления или импульсным прогревом рельсов.
    
    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.
    
    Меры безопасности
    
    Сваривать рельсы электродами необходимо с применением средств индивидуальной защиты, пользуясь исключительно исправными инструментами и приспособлениями и только при надежном заземлении. Если же поручить эту задачу машинам, необходимо удостовериться, что автоматизированный комплекс исправен и будет функционировать по заданной программе. Важно проверять даже расходники: если какой-то из них бракован или не отвечает должному уровню качества, он подлежит обязательной замене.
    
    У газопрессовой сварки есть и недостатки:
    - неравномерность нагрева изделия по сечению при сварке в пластическом состоянии и
    - более низкая производительность по сравнению с контактной сваркой.
    Этот способ нашел применение при ремонте и изготовлении деталей локомотивов и вагонов. Газопрессовая сварка применяется для соединения ответственных деталей подвижного состава железных дорог (буферные стержни, рессорные листы, паровозные дышла, рельсы и др.), при изготовлении арматуры железобетона для соединения в производстве инструмента и др. Возможно использование горелок для термообработки (поверхностная закалка и нормализация и др.) изделий.
    
    Технология и способы сварки железнодорожных рельсов
    
    Отдельные элементы ВСП необходимо надежно соединять между собой. И сегодня мы рассмотрим классическое решение по созданию единой магистрали – в фокусе внимания сварка железнодорожных рельсов: она выигрывает у сборной технологии, так как не дает стыков, снижающих скорость перемещения транспорта. Поэтому подробно разберемся, какими методами ее можно осуществлять и что за особенности есть у каждого из них. На основе этого вы сможете определить, чем воспользоваться в случае с вашей ЖД-линией.
    
    Особенности сварки рельсовых стыков
    
    Мы уже выяснили, что профили для укладки в колею выполняют из особо прочного металла, а именно из высокоуглеродистой стали. Это материал, у которого есть своя специфика термообработки: превышение температуры воздействия обернется внутренними напряжениями, появлением трещин и других мелких дефектов, способных стать причиной аварии.
    
    Чтобы обеспечить достаточное качество шва и одновременно минимизировать вероятность возникновения микроповреждений, при соединении двух элементов ВСП необходимо соблюдать следующие правила:
    
    Пользоваться именно профессиональным оборудованием – как наиболее точным, производительным и безопасным в своем классе.
    
    Ответственно подойти к покупке расходников (мы уже упоминали о важности тех же электродов).
    
    В обязательном порядке применять флюсы (там, где они необходимы) и другие вспомогательные средства припоя.
    
    Придерживаться оптимального режима работы, выбранного ранее (особенности каждого мы еще рассмотрим).
    
    Уделить внимание постобработке шва, а дальше проверить его соответствующими приборами на предмет целостности.
    
    В процессе эксплуатации колеи сварные плети необходимо периодически осматривать на предмет микроповреждений, чтобы своевременно предупредить более значительные разрушения.
    
    Виды рельсов
    
    Химический сплав металлоконструкции, укладываемой на шпалы, играет важную роль. Согласно ГОСТам, он должен быть строго определенным для каждого профиля, и следующая таблица поможет понять, что же используется.
    
    Как сваривают рельсы
    
    Монтаж железнодорожных магистралей проводится двумя методами: сборным и сварным. Второй предпочтительнее, потому что сборные стыки снижают скорость движения подвижного состава. Сварка рельсов производится несколькими методами. При выборе способа монтажа бесстыковых линий учитывают свариваемость материала и стоимость работ. Наиболее распространенные: контактная и алюмотермитная сварка, есть и другие виды. О каждом стоит сказать отдельно. Стыки варят с использованием специального оборудования.
    
    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.
    
    Как осуществляется сварка рельсов, какие применяются методы
    
    Прочное соединение материалов — актуальный вопрос современности. Не каждая обработка способна обеспечить прочное и долговечное скрепление. Не каждая, но сварочная технология положительно зарекомендована в данном вопросе. Прочно соединить детали, выполняющие несущую функцию, под силу именно сварочным работам. Рельсы также относятся к несущим элементам, а сварка рельсовых стыков является сложным и кропотливым процессом. Рассмотрим его подробнее.
    
    Электродуговой вариант
    
    В данный период электродуговая сварка рельсов наиболее распространена среди применяемых технологий. Причина в том, что этот тип обработки совмещает:
    - простое и доступное оборудование;
    - легкость выполнения;
    - качественные швы.
    Данные характеристики позволяют сваривать как стыки рельсовых плетей, так и поврежденные участки.
    
    Перед началом работы необходима предварительная зачистка и шлифовка краев свариваемых изделий — это улучшит итоговое качество соединения. Обязательна укладка с зазором между деталями — это облегчит проваривание стыков.
    
    Расстояние между торцами рельсов послойно проваривается (заполняется) металлом электродов, расплавляют который при помощи высокой температуры образующейся в момент работы дуги. Функционирует полуавтомат от источника постоянного или переменного тока.
    
    «Ванный» способ
    
    Известен своей эффективностью и «ванный» способ дуговой сварки. В этом случае на путь монтируется специальная «ванночка», а торцы рельсовых плетей обрезают перпендикулярно основной оси и укладывают в «ванну». Зазор между стыками рельсов не должен превышать 16 мм. Допустима неровность поверхности 3-5 мм, но не более. Проваривают пространство между стыками плавким электродом, по которому пропускается электрический ток мощностью 300-350 ампер.
    
    Чтобы во время сварки расплавленный металл не вытек за пределы «ванночки» ставят специальные ограждения. По окончании процесса швы проверяют на качество и шлифуют по всему периметру.
    
    Термитная сварка
    
    Соединение рельсовых нитей путем термитной обработки востребовано не менее, чем другие способы сварки рельсов. Метод основан на восстанавливающей реакции, образующейся при контакте алюминия и окиси железа. Происходит весь процесс довольно быстро, но при тысячных температурах (не менее 2000°С). Такой тип сварки известен еще как алюминотермитный.
    
    Для проведения термитной обработки торцевые части плетей зачищают и укладывают ванну (форму), повторяющую рельсовую геометрию. Полученное во время реакции восстановленное железо заполняет форму, выталкивая шлак наверх. По окончании процесса такой шлак легко счистить, не разрушая структуру шва.
    
    Смесь для проведения термитной сварки состоит из:
    - алюминиевого порошка;
    - окиси металла (чаще железа);
    - запальной смеси (не всегда);
    - легирующих добавок;
    - демпфирующих частиц.
    Легирующие добавки наряду с тормозящими частицами добавляют в термитную смесь для придания сварному соединению требуемой прочности и устойчивости к механическим воздействиям. Высокое качество шва значительно снижает износ участка и реже требует ремонта.
    
    Воспламенение термитной смеси происходит при температуре около 1300°С градусов, при наличии запальной составляющей — 800°С градусов. В процессе горения, а это всего лишь несколько секунд, выделяется большое количество тепла, поэтому такую сварку часто называют алюмотермической.
    
    Термитная обработка позволяет соединять различные типы рельсовых плетей, независимо от их плотности:
    - поверхностно — закаленные;
    - объемно — закаленные;
    - не обработанные термически.
    Полученное в результате алюминотермитной сварки соединение обладает высокой прочностью, что широко применяется при постройке магистралей для высокоскоростных поездов.
    
    Газопрессовая обработка
    
    Данный способ тоже входит в число востребованных технологий сварки рельсовых стыков. Основан на использовании температур намного ниже границы плавления. Процесс осуществляется при высоком давлении, что обеспечивает однородность структуры и плотное и надежное стыковое соединение.
    
    Для успешного выполнения работ необходима небольшая подготовка. Подготавливают рельсы к сварке при помощи специального оборудования — рельсорезного станка с дисковой пилой, механической ножовки. Рельсовые нити стыкуют между собой, после чего вертикально прорезают одновременно оба рельса. Такая обработка обеспечивает чистую отшлифовку свариваемых поверхностей, максимальную плотность прилегания и улучшает итоговое качество шва.
    
    По окончании подготовки торцы рельсов можно промыть дихлорэтаном или четыреххлористым углеродом. Другой вариант промывки можно выполнить непосредственно в процессе сварки — для этого применяется треххлористый углерод.
    
    Обработанные стыки прижимаются друг к другу при помощи гидравлического пресса и вдоль стыка нагреваются многопламенными горелками до 1200°С. В процессе нагрева рельсы продолжают сдавливаться, образуя усадку до 20 мм. Сила давления на рельсовые стыки во время нагрева составляет 10-13 тонн. Точное значение силы выполняется специальными расчетами.
    
    Выполненное сварное соединение тщательно зачищают и шлифуют, то есть проводят нормализацию. Обработанный и остывший шов проверяют на качество при помощи различных приборов.
    
    Рассмотренные технологии сварки рельсовых стыков соответствуют современным требованиям для создания прочного сварного соединения. Каждый тип обработки имеет как положительные, так и отрицательные стороны. Разновидность применяемой методики зависит от типа рельсовых плетей, доступности и качества необходимого оборудования. Правильно подобранный способ, соблюдение условий обработки и мер безопасности гарантируют высокое качество итогового шва.
    
    Читайте также: