KR20070087001A - 마찰 용접 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 단단한 주물 망간강 또는 단단한 망간강 레일로 만들어진 교차 부품을 탄소강으로 만들어진 레일에 교차시키거나 또는 결합시키기 위한 방법에 관한 것이고, 결합되는 부품은 이들 사이에 위치한 중간 부재와 마찰 용접에 의해 선택적으로 결합된다. 단단한 망간강으로의 용접 결합은 어떠한 열처리 없이 정적 에어로 냉각된다.

Description

마찰 용접 방법 {FRICTION WELDING METHOD}

본 발명은 오스테나이트계(austenitic) 망간강 레일 또는 오스테나이트계 망간강 주물(casting)로 만들어진 스위치 또는 십자형 부품(crossing parts)을 탄소강으로 만들어진 레일과 연결시키기 위한 방법에 관한 것이다.

표준 레일과 오스테나이트계 망간강으로 만들어진 십자형 프로그(frog)를 연결시키기 위해, AT 350881 B 및 DE 2834282 A에서 플래시 버트 용접(flash butt weld)을 이용하여 구현하도록 제안되었고, 이에 의해 중간 부재가 표준 레일에 연결된다. 종래 제안에 따르면, 중간 부재는 최대 길이가 20 내지 25mm로 커팅되고, 중간 부재와 오스테나이트계 망간강 주물 십자형 프로그과의 연결은 추가적인 플래시 버트 용접에 의해 영향받았다. 제 2 용접 과정은 제 1 용접 과정 이후보다 더욱 빠른 냉각을 요구했고, 이에 의해 늦은 냉각은 레일 강의 강화가 증가되는 것을 피하도록 작용했다. 합금 성분은 이러한 용접 과정 동안 표준 레일의 탄소강으로 확산되고 그 결과 증가된 파괴 위험을 수반하는 부정확하게 형성된 조직이 생기기 때문에, 중간 부재의 이용이 무엇보다 필요했다. 한편, 중간 부재는 오스테나이트계 망간강보다 실질적으로 더 연한 것이고, 결과적으로 증가된 마멸이 일어난다. 이러한 중간 부재로 제안된 오스테나이트계 강은 십자형 프로그의 물질보다 마멸에 덜 저항성을 가지고 이에 의해 움푹 팬 곳(dents)이 긴 길이를 갖는 중간 부재의 상부면 상에서 관찰되었다. 한편, 중간 부재가 매우 짧은 경우, 이는 오스테나이트계 망간강으로부터 탄소강으로의 합금 성분의 확산의 위험을 수반할 것이다. 따라서, 중간 부재는 열적으로 두 용접부를 분리시키는 역할을 하고, 이에 의해 개별적인 용접부 상에서 개별적으로 필요한 냉각 조건을 유지할 수 있으며 취성화(embrittlement)를 막는다. 우선 오스테나이트계 망간강의 이러한 취성화는 확산 효과 때문이고, 반면에 탄소강은 이에 따라 플래시 버트 용접의 온도에 의해 연성화-냉각될 수 있다.

망간강 주물의 레일 및 보통 탄소강의 레일 간의 연결을 만들기 위한 방법은, EP 0070774 A에서 알 수 있고, 이 경우 특별한 합금이 망간강 주물 레일 부품에 사용될 수 있다. 오스테나이트계 망간강 및 강 워크피스(workpiece) 간의 이러한 연결을 위해, 서로 이격된 채 주형에 위치한 두 레일 부품 사이에서 얻어진 금속의 주물 및 알루미노열적(aluminothermal) 용해금속은 이미 EP 181251 A에서 제안되었다. AT 395122 B에서, 니오븀 및/또는 티타늄으로 안정화된 오스테나이트계 저탄소강으로 된 중간 부재가 제안되었고, 크롬-니켈 강이 특히 이용되었으며, 이에 의해 중간 부재 및 표준 레일 사이의 제 1 용접 작업 후 열처리가 요구되었고, 350℃ 내지 1000℃의 온도에서 균질화가 특히 얻어졌다.

본 발명은 처음에 정의된 종류의 방법을 제공할 목적이고, 이는 실질적으로 더 짧은 중간 부재를 다룰 것이고, 바람직한 방법으로 중간 부재의 이용이 포기될 수 있다. 이러한 목적을 해결하기 위해, 본 발명에 따른 방법은, 선택적으로 중간 부재의 삽입시, 연결되는 부품이 마찰 용접에 의해 연결되고 오스테나이트계 망간강과의 용접이 열처리 없이 정적 에어(static air)에서 냉각된다. 놀랍게도, 다른 공지된 용접 공정과 비교할 때, 마찰 용접 공정을 가함에 의해, 용접부 상의 열적 하중은, 확산 과정이 최소화되고 바람직하지 않은 열적 변화가 거의 완전히 제거될 정도로, 감소될 수 있다. 상기 연결을 만들기 위한 방법으로서 마찰 용접을 채택함에 의해, 용접 공정 이후의 분리된 열처리의 필요 없이 중간 부재의 삽입이 완전히 제거될 수 있다. 선택적으로 필요한 열처리(실제로는 열처리로 언급되지는 않음)는, 표준 레일을 예열하는 단계를 포함할 수 있고, 이에 의해 용접부를 만드는데 필요한 온도를 쉽게 얻을 수 있다. 어느 경우든, 열처리 없이 그리고 중간 부재의 삽입 없이, 정적 에어에서 용접 조인트를 냉각시키는 것이 가능하고, 따라서 이 방법은 공지된 방법보다 단순화된다.

바람직한 방법에서, 중간 부재를 이용할 때, 본 발명에 따르면, 선택적으로 영향을 받는 열처리 또는 지체된 냉각이, 탄소강 및 중간 부재 사이에 만들어진 용접에 제한되어 진행된다. 레일 및 중간 부재 사이의, 제 1 용접부가 만들어진 후의 이러한 열처리는, 마찰 용접 공정이 채택된다면 대체로 생략될 수 있다.

오스테나이트계 망간강으로의 용접 후, 열적 후처리는 확실히 필요하지 아니 하다. 단지 마찰 용접 공정을 위한 표준 레일의 예열이 장점을 가진다고 판명될 수 있을 뿐이다.

대체로, 비싼 열처리는 공지된 마찰 용접 공정을 이용함에 의해 특히 단순한 방법으로 제거될 수 있고, 이는 예를 들어 EP 1459833 A1 또는 WO 2004/028733 A1으로부터 알 수 있고, 이에 의해 공지된 용접 공정의 부작용은 중간 부재의 사용 없이도 놀랍게도 제거될 것이고, 움푹 패인 곳으로 될 수 있는 연성화-어닐링된(soft-annealed) 구역의 형성이 피해질 것이다.

Claims (2)

1. 오스테나이트계(austenitic) 망간강 레일 또는 오스테나이트계 망간강 주물(casting)로 만들어진 스위치 또는 십자형 부품(crossing parts)을 탄소강으로 만들어진 레일과 연결시키기 위한 방법으로서,

   선택적으로 중간 부재(piece)의 삽입시, 연결되는 상기 부품이 마찰 용접에 의해 연결되고, 상기 오스테나이트계 망간강과의 용접이 열처리 없이 정적 에어(static air)에서 냉각되는 것을 특징으로 하는, 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   중간 부재를 이용할 때, 선택적으로 영향받는 열처리 또는 지체된 냉각이, 상기 탄소강 및 상기 중간 부재 사이에 이루어진 용접에 제한되는 것을 특징으로 하는, 방법.