JPH03277720A - レール突合せ溶接部の耐疲労破壊特性向上法 - Google Patents
レール突合せ溶接部の耐疲労破壊特性向上法Info
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- JPH03277720A JPH03277720A JP7740690A JP7740690A JPH03277720A JP H03277720 A JPH03277720 A JP H03277720A JP 7740690 A JP7740690 A JP 7740690A JP 7740690 A JP7740690 A JP 7740690A JP H03277720 A JPH03277720 A JP H03277720A
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、レール突合せ溶接部の耐疲労破壊特性を向上
する方法に関するものである。
する方法に関するものである。
（従来の技術）
レールに要求される溶接性は、特開昭５９−９３８３７
号公報および特開昭５９−９３８３８号公報（レール溶
接部の耐疲労破壊特性向上法）に示されるように耐摩耗
性や耐損傷性と共に、レールの使用上から不可欠な特性
とされている。レールの継目部は、列車の通過による衝
撃や振動による損傷・騒音・乗り心地などの問題から、
最近では溶接によるロングレール化が進められている。
号公報および特開昭５９−９３８３８号公報（レール溶
接部の耐疲労破壊特性向上法）に示されるように耐摩耗
性や耐損傷性と共に、レールの使用上から不可欠な特性
とされている。レールの継目部は、列車の通過による衝
撃や振動による損傷・騒音・乗り心地などの問題から、
最近では溶接によるロングレール化が進められている。
その結果、レールの損傷は減少傾向にあり、快適な乗り
心地が得られるようになった。レールの継目部の溶接法
にはガス圧接・フラッシュ溶接・エンクローズドアーク
溶接など各種溶接法が用いられているが、その溶接部は
、金属鋳造組織の出現によって機械的性質が母材レール
部材に比較して劣化するため熱処理が施され、さらにレ
ールの頭頂部やその近傍に発生した凹凸面やハリは、列
車の振動・騒音などの原因となるため取り除かれている
。このためのレール継目切削機も開発されている。
心地が得られるようになった。レールの継目部の溶接法
にはガス圧接・フラッシュ溶接・エンクローズドアーク
溶接など各種溶接法が用いられているが、その溶接部は
、金属鋳造組織の出現によって機械的性質が母材レール
部材に比較して劣化するため熱処理が施され、さらにレ
ールの頭頂部やその近傍に発生した凹凸面やハリは、列
車の振動・騒音などの原因となるため取り除かれている
。このためのレール継目切削機も開発されている。
一方、余盛については、「金属材料、第５巻（１９６５
） 、第４号、第７２〜８０頁、レール」の第７５頁に
ｒ−−−−−一・・余盛をはつり、グラインダー仕上げ
、後処理をおこなって−−−−−−−−Ｊ、［溶接周囲
の余盛（カラー）を極力小さくし、ドイツではすでに“
カラーなし″と称し−−−−−・−・」と記載されてい
るように、一般に余盛止端部から疲労破壊し易くなると
言われている。すなわち、余盛を有するレール溶接継手
部には引張残留応力が内在し、これが外力によって、余
盛止端部に応力が集中する。したがって、これらの重畳
によって、その耐疲労特性が著しく劣化する。
） 、第４号、第７２〜８０頁、レール」の第７５頁に
ｒ−−−−−一・・余盛をはつり、グラインダー仕上げ
、後処理をおこなって−−−−−−−−Ｊ、［溶接周囲
の余盛（カラー）を極力小さくし、ドイツではすでに“
カラーなし″と称し−−−−−・−・」と記載されてい
るように、一般に余盛止端部から疲労破壊し易くなると
言われている。すなわち、余盛を有するレール溶接継手
部には引張残留応力が内在し、これが外力によって、余
盛止端部に応力が集中する。したがって、これらの重畳
によって、その耐疲労特性が著しく劣化する。
これに対し一般に引張残留応力を除去するために、残留
応力除去焼鈍（ＳＲ）を行って耐疲労特性の向上が計ら
れている。しかし、外力による応力集中は依然として残
るため、その特性の向上の程度は小さい。
応力除去焼鈍（ＳＲ）を行って耐疲労特性の向上が計ら
れている。しかし、外力による応力集中は依然として残
るため、その特性の向上の程度は小さい。
（発明が解決しようとする課題）
そこで本発明者らは、引張応力集中が生じても疲労特性
が向上することが必要であるとの観点から、種々の溶接
施工条件から検討した結果、余盛止端部に圧縮残留応力
を付加させておくと、引張応力が作用してもその圧縮残
留応力骨だけ引張応力が軽減され、耐疲労特性が向上す
ることを知見した。本発明はこのような知見に基づいて
、レール突合せ部の耐疲労特性を向上する方法を提供す
ることを目的とする。
が向上することが必要であるとの観点から、種々の溶接
施工条件から検討した結果、余盛止端部に圧縮残留応力
を付加させておくと、引張応力が作用してもその圧縮残
留応力骨だけ引張応力が軽減され、耐疲労特性が向上す
ることを知見した。本発明はこのような知見に基づいて
、レール突合せ部の耐疲労特性を向上する方法を提供す
ることを目的とする。
（課題を解決するための手段）
本発明の要旨とするところは、軸方向に相対向するレー
ルの脚部に余盛を形成するレール突合せ継手溶接を行っ
た後、溶接終了後または外部から加熱されて表面が５０
０°Ｃ以上の温度を保有するレール脚部を急冷すること
を特徴とするレール突合せ溶接部の耐疲労破壊特性向上
法にある。
ルの脚部に余盛を形成するレール突合せ継手溶接を行っ
た後、溶接終了後または外部から加熱されて表面が５０
０°Ｃ以上の温度を保有するレール脚部を急冷すること
を特徴とするレール突合せ溶接部の耐疲労破壊特性向上
法にある。
以下、本発明について詳細に説明する。
レール軸方向に適宜な間隙を設けて相対向するレールの
溶接継手部を、裏当金さらに該レール端面に沿った形状
の当金で囲みまたは囲みながら溶接心線を溶加しつつ、
余盛を形成すべきレール脚部からレール腹部を経て、レ
ール頭頂部を溶接する。この場合、溶接継手部近傍は溶
接施工性の点から予熱してもよく、レールの腹部および
頭頂部も必要によっては余盛を設ける溶接法を行っても
よい。このようにして溶接されたレール継手部において
、溶接終了後にまたは外部から加熱されて表面が５００
°Ｃ以上の温度を保有するレール脚部を急速冷却する。
溶接継手部を、裏当金さらに該レール端面に沿った形状
の当金で囲みまたは囲みながら溶接心線を溶加しつつ、
余盛を形成すべきレール脚部からレール腹部を経て、レ
ール頭頂部を溶接する。この場合、溶接継手部近傍は溶
接施工性の点から予熱してもよく、レールの腹部および
頭頂部も必要によっては余盛を設ける溶接法を行っても
よい。このようにして溶接されたレール継手部において
、溶接終了後にまたは外部から加熱されて表面が５００
°Ｃ以上の温度を保有するレール脚部を急速冷却する。
この時、レール頭頂部も急速冷却すると硬化して、耐摩
耗性の優れたレールを製造することも出来る。
耗性の優れたレールを製造することも出来る。
このようにレール脚部を急冷すると、その余盛止端部に
圧縮残留応力が付加され、たとえ列車通過に伴う繰り返
し曲げ応力の引張応力が作用しでも圧縮残留応力骨だけ
引張応力が軽減され、耐疲労特性を向上する効果をもた
らす。この圧縮残留応力は、鋼が高温度で示す熱可塑性
と冷却中に生じるレールの内外層の温度差によって発生
し、冷却中の温度差の大きさに追従して大きくなり、耐
疲労特性の向上には有効である。
圧縮残留応力が付加され、たとえ列車通過に伴う繰り返
し曲げ応力の引張応力が作用しでも圧縮残留応力骨だけ
引張応力が軽減され、耐疲労特性を向上する効果をもた
らす。この圧縮残留応力は、鋼が高温度で示す熱可塑性
と冷却中に生じるレールの内外層の温度差によって発生
し、冷却中の温度差の大きさに追従して大きくなり、耐
疲労特性の向上には有効である。
本発明においてレール脚部の急冷開始温度を表面温度で
５００°Ｃ以上に限定した理由は、レールの内外層の温
度差を大ならしめ、しかも、圧縮残留応力も大ならしめ
る温度であるからである。また、その温度は高い程好ま
しい。しかし、一般の炭素鋼レールについでは、Ａ３変
態点以上ではγ相が存在するため急冷によってマルテン
サイト、ベイナイトあるいは高硬質のパーライト組織を
生成せしめ、レール溶接継手部の靭性を損なう問題から
変態直下の冷却が好ましい。また、本発明における急冷
速度の程度については、衝風冷却（表面冷却で５０°Ｃ
／分）以上の速度が好ましい。
５００°Ｃ以上に限定した理由は、レールの内外層の温
度差を大ならしめ、しかも、圧縮残留応力も大ならしめ
る温度であるからである。また、その温度は高い程好ま
しい。しかし、一般の炭素鋼レールについでは、Ａ３変
態点以上ではγ相が存在するため急冷によってマルテン
サイト、ベイナイトあるいは高硬質のパーライト組織を
生成せしめ、レール溶接継手部の靭性を損なう問題から
変態直下の冷却が好ましい。また、本発明における急冷
速度の程度については、衝風冷却（表面冷却で５０°Ｃ
／分）以上の速度が好ましい。
以上のような本発明によれば、レール突合せ溶接部の耐
疲労破壊特性を著しく向上し、鉄道軌道の保守の軽減、
安全性の向上に有効なレールを製造することが出来る。
疲労破壊特性を著しく向上し、鉄道軌道の保守の軽減、
安全性の向上に有効なレールを製造することが出来る。
以下に実施例によって本発明の効果をさらに具体的に説
明する。
明する。
表１に本発明の有効性を比較法との対比で示す。
符号Ａ、Ｂ、Ｇ、Ｈは、テルミット溶接継手について、
比較法および本発明法の範囲から逸脱した条件を比較と
して示しである。比較材の疲労限が、２０ｋｇｆ／−程
度であるのに対し、本発明により処理した継手のそれは
、２５ｋｇｆ／−以上の値となっている。
比較法および本発明法の範囲から逸脱した条件を比較と
して示しである。比較材の疲労限が、２０ｋｇｆ／−程
度であるのに対し、本発明により処理した継手のそれは
、２５ｋｇｆ／−以上の値となっている。
また、符号Ｃ，Ｄ、 Ｅ、 Ｆ、 Ｉ、 Ｊ、
Ｋで示すエレクトロスラグ溶接法についても、同様な
結果であり、比較法で示した比較材の疲労限が１０〜２
０ｋｇｆ／−であるのに対して、 本発明による処理 材は、 ２３〜３０ｋｇｆ／−と著しく向上している。
Ｋで示すエレクトロスラグ溶接法についても、同様な
結果であり、比較法で示した比較材の疲労限が１０〜２
０ｋｇｆ／−であるのに対して、 本発明による処理 材は、 ２３〜３０ｋｇｆ／−と著しく向上している。
（発明の効果）
本発明によれば、レールの突合せ溶接部の耐疲労破壊特
性を著しく向上させることが出来るので産業上に碑益す
るところが極めて大である。
性を著しく向上させることが出来るので産業上に碑益す
るところが極めて大である。
Claims (1)
- 軸方向に相対向するレールの脚部に余盛を形成するレ
ール突合せ継手溶接を行った後、溶接終了後または外部
から加熱されて表面が５００℃以上の温度を保有するレ
ール脚部を急冷することを特徴とするレール突合せ溶接
部の耐疲労破壊特性向上法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7740690A JPH03277720A (ja) | 1990-03-27 | 1990-03-27 | レール突合せ溶接部の耐疲労破壊特性向上法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7740690A JPH03277720A (ja) | 1990-03-27 | 1990-03-27 | レール突合せ溶接部の耐疲労破壊特性向上法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03277720A true JPH03277720A (ja) | 1991-12-09 |
Family
ID=13633031
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7740690A Pending JPH03277720A (ja) | 1990-03-27 | 1990-03-27 | レール突合せ溶接部の耐疲労破壊特性向上法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03277720A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10144983B2 (en) | 2011-05-25 | 2018-12-04 | Nippon Steel and Sumitomo Metal Corporation | Method of reheating rail weld zone |
| US10544479B2 (en) | 2014-04-08 | 2020-01-28 | Nippon Steel Corporation | Heat treatment device, heat treatment method, and rail steel |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5430386A (en) * | 1977-08-11 | 1979-03-06 | Caterpillar Tractor Co | Method of and device for transmitting data |
| JPS5993837A (ja) * | 1982-11-19 | 1984-05-30 | Nippon Steel Corp | レ−ル溶接部の耐疲労破壊特性向上法 |
-
1990
- 1990-03-27 JP JP7740690A patent/JPH03277720A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5430386A (en) * | 1977-08-11 | 1979-03-06 | Caterpillar Tractor Co | Method of and device for transmitting data |
| JPS5993837A (ja) * | 1982-11-19 | 1984-05-30 | Nippon Steel Corp | レ−ル溶接部の耐疲労破壊特性向上法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10144983B2 (en) | 2011-05-25 | 2018-12-04 | Nippon Steel and Sumitomo Metal Corporation | Method of reheating rail weld zone |
| US10544479B2 (en) | 2014-04-08 | 2020-01-28 | Nippon Steel Corporation | Heat treatment device, heat treatment method, and rail steel |
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