RU179347U1 - Device for induction heating of welded joints of railway rails during heat treatment - Google Patents
Device for induction heating of welded joints of railway rails during heat treatment Download PDFInfo
- Publication number
- RU179347U1 RU179347U1 RU2017124145U RU2017124145U RU179347U1 RU 179347 U1 RU179347 U1 RU 179347U1 RU 2017124145 U RU2017124145 U RU 2017124145U RU 2017124145 U RU2017124145 U RU 2017124145U RU 179347 U1 RU179347 U1 RU 179347U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- conductors
- rail
- welded joints
- windings
- railway rails
- Prior art date
Links
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 230000006698 induction Effects 0.000 title claims abstract description 12
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 27
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 18
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 3
- 238000010791 quenching Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 3
- 239000010953 base metal Substances 0.000 description 2
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910001562 pearlite Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019362 perlite Nutrition 0.000 description 1
- 239000010451 perlite Substances 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/06—Surface hardening
- C21D1/09—Surface hardening by direct application of electrical or wave energy; by particle radiation
- C21D1/10—Surface hardening by direct application of electrical or wave energy; by particle radiation by electric induction
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K37/00—Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/25—Process efficiency
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Induction Heating (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
Устройство для нагрева сварных стыков железнодорожных рельсов относится к термической обработке металлических изделий и может быть использовано для объемного индукционного нагрева сварных стыков железнодорожных рельсов в местах их эксплуатации перед закалкой, а также для других длинномерных изделий.Задача полезной модели - исключить взаимовлияние «прямых» и «обратных» проводников, при этом обеспечить высокий КПД нагрева, а также простую и удобную в изготовлении конфигурацию проводников в обмотках для создания их последовательной цепи.Поставленная задача решается тем, что в устройстве для нагрева сварных стыков железнодорожных рельсов, содержащем индуктор, подключенный к источнику переменного тока высокой частоты, в виде двух одинаковых обмоток, охватывающих рельс с двух сторон в месте стыка, выполненных из витков, состоящих из «прямых» и «обратных», электрически соединенных в последовательную цепь, проводников, «прямые» и «обратные» проводники выполнены из прямолинейных отрезков индуцирующих проводов, расположенных вдоль продольной оси рельса, с размерами, воспроизводящими задаваемое температурное поле, причем проводники каждой из обмоток с одним направлением тока (например «прямые») разделены на две группы, одна из которых предназначена для охватывания соответствующей внешней поверхности половины подошвы, а другая - соответствующей внешней половины головки, а проводники с другим направлением тока (соответственно «обратные») предназначены для охватывания внешней поверхности шейки рельса.A device for heating welded joints of railway rails refers to the heat treatment of metal products and can be used for volume induction heating of welded joints of railway rails in places of their operation before quenching, as well as for other lengthy products. The objective of the utility model is to exclude the mutual influence of “straight lines” and “ reverse ”conductors, while ensuring high heating efficiency, as well as a simple and convenient configuration of conductors in the windings to create their consistent The task is solved in that in a device for heating welded joints of railway rails, containing an inductor connected to a high-frequency alternating current source, in the form of two identical windings covering the rail on both sides at the junction made of turns consisting of " direct and reverse conductors, electrically connected in a series circuit, conductors, direct and return conductors are made of rectilinear segments of induction wires located along the longitudinal axis of the rail, with dimensions of producing a given temperature field, and the conductors of each of the windings with one current direction (for example, “direct”) are divided into two groups, one of which is designed to cover the corresponding outer surface of the sole half, and the other to the corresponding outer half of the head, and the conductors with the other direction current (respectively, "reverse") are intended to cover the outer surface of the rail neck.
Description
Устройство для индукционного нагрева сварных стыков железнодорожных рельсов при термообработке.Device for induction heating of welded joints of railway rails during heat treatment.
Полезная модель относится к термической обработке металлических изделий и может быть использована для объемного индукционного нагрева сварных стыков железнодорожных рельсов в местах их эксплуатации перед закалкой, а также для других длинномерных изделий.The utility model relates to the heat treatment of metal products and can be used for volume induction heating of welded joints of railway rails in the places of their operation before quenching, as well as for other long products.
Известно, что сварка всегда приводит к образованию в сварном соединении дефектных структур, могущих привести к разрушению в условиях эксплуатации рельса. Структура шва, структура границ шва с основным металлом и структура околошовной зоны ослабляют сварное соединение. Эффективный путь исправления этих дефектов в области сварного соединения - термообработка после сварки. Нагрев после сварки с одновременным принудительным охлаждением деформируемой зоны для предотвращения процессов собирательной и вторичной рекристаллизации и получения мелкозернистой перлитной структуры в сварном соединении позволяет получить в сварном соединении ферритоперлитную смесь со свойствами, идентичными свойствам основного металла. При такой закалке необходимо, чтобы зона фазовой перекристаллизации перекрывала зону термического влияния сварки по всему сечению сварного соединения. Поскольку рельс в сечении имеет сложную форму, возникают определенные требования к конструкции индукционного нагревательного устройства, которое должно обеспечить определенное распределение температуры по сечению сварного соединения для обеспечения вышеуказанных задач, и разработанное с возможностью его применения в установках термической обработки сварных стыков рельсов в стационарных и путевых условиях.It is known that welding always leads to the formation of defective structures in the welded joint, which can lead to destruction during operation of the rail. The structure of the weld, the structure of the boundaries of the weld with the base metal, and the structure of the heat-affected zone weaken the welded joint. An effective way to correct these defects in the weld area is post-weld heat treatment. Heating after welding with simultaneous forced cooling of the deformable zone to prevent the processes of collective and secondary recrystallization and obtain a fine-grained pearlite structure in the welded joint allows to obtain a ferritic perlite mixture in the welded joint with properties identical to those of the base metal. With such hardening, it is necessary that the phase recrystallization zone overlaps the zone of thermal influence of welding over the entire cross section of the welded joint. Since the rail in the cross section has a complex shape, certain requirements arise for the design of the induction heating device, which should provide a certain temperature distribution over the cross section of the welded joint to ensure the above tasks, and designed with the possibility of its use in heat treatment plants for welded rail joints in stationary and track conditions .
Известен индуктор для термической обработки остряковых и рамных рельсов, имеющий форму поверхности катания головки, и подошвы рельса (патент РФ 2135607, однако, выполнение этого индуктора направлено на достижение оптимальных соотношений температур в головке и подошве рельса, и не учитывает распределение температуры по сечению, поэтому может оказаться, что в средней части головки и шейке не достигается необходимое распределение температуры и, вследствие этого, не достигается необходимая стойкость ударным нагрузкам и остается возможность возникновения поперечных трещин усталости в месте сварного соединения.A known inductor for heat treatment of witty and frame rails, having the form of a rolling surface of the head and the sole of the rail (RF patent 2135607, however, the implementation of this inductor is aimed at achieving optimal temperature ratios in the head and sole of the rail, and does not take into account the temperature distribution over the cross section, therefore it may turn out that in the middle part of the head and neck the necessary temperature distribution is not achieved and, as a result, the necessary resistance to shock loads is not achieved and there remains the possibility of occurrence of transverse fatigue cracks at the weld joint.
Наиболее близким по достигаемому эффекту и выполнению к заявляемой полезной модели является устройство индукционного нагрева по патенту РФ №2200764, содержащее индуктор, подключенный к источнику переменного тока высокой частоты, и выполненный в виде двух плоских прямоугольных спиралевидных обмоток, расположенных друг против друга с двух сторон рельса, «прямые» и «обратные» проводники которых разделены подвижными магнитопроводами, свободно перемещающимися относительно обмоток перпендикулярно боковым поверхностям рельса, при этом обмотки подключены к источнику питания так, чтобы обеспечить протекание токов в одном направлении в частях обмоток, прилегающих к головке рельса.The closest effect and implementation to the claimed utility model is an induction heating device according to RF patent No. 2200764, containing an inductor connected to a high-frequency alternating current source, and made in the form of two flat rectangular spiral windings located opposite each other on both sides of the rail , The “direct” and “return” conductors of which are separated by movable magnetic cores, freely moving relative to the windings perpendicular to the side surfaces of the rail, while The webs are connected to a power source so that currents flow in one direction in parts of the windings adjacent to the rail head.
Недостатком данного устройства является возможность взаимовлияния «прямых» и «обратных» проводников с наложением магнитных полей с противоположным направлением, что приводит к их вычитанию.The disadvantage of this device is the possibility of the interaction of “direct” and “reverse” conductors with the imposition of magnetic fields in the opposite direction, which leads to their subtraction.
Задача полезной модели - исключить взаимовлияние «прямых» и «обратных» проводников, при этом обеспечить высокий КПД нагрева, а также простую и удобную в изготовлении конфигурацию проводников в обмотках для создания их последовательной цепи.The objective of the utility model is to exclude the influence of “direct” and “return” conductors, while ensuring high heating efficiency, as well as a simple and convenient configuration of conductors in the windings to create their serial circuit.
Поставленная задача решается тем, что в устройстве для индукционного нагрева сварных стыков железнодорожных рельсов при термообработке, содержащем индуктор, включающий в себя две обмотки, выполненные с возможностью охватывания рельса с двух сторон в месте стыка с размещением проводников витков обмоток на частях рельса с соответствующим направлением тока, при этом проводники витков электрически соединены в последовательную цепь, подключенную к источнику переменного тока высокой частоты, проводники витков выполнены прямолинейными с возможностью размещения вдоль продольной оси рельса и с размерами, соответствующими заданному температурному полю нагрева стыка, при этом проводники витков, предназначенные для размещения на внешней поверхности половины подошвы и внешней поверхности половины головки рельса, имеют одно направление тока вдоль продольной оси рельса, а проводники витков, предназначенные для размещения на поверхности шейки рельса, имеют противоположное направление тока вдоль продольной оси рельса.The problem is solved in that in a device for induction heating of welded joints of railway rails during heat treatment, containing an inductor comprising two windings made with the possibility of covering the rail from two sides at the junction with the placement of the conductors of the turns of the windings on the parts of the rail with the corresponding current direction wherein, the conductors of the turns are electrically connected in a serial circuit connected to a high-frequency alternating current source, the conductors of the turns are made rectilinear with the possibility of placement along the longitudinal axis of the rail and with dimensions corresponding to a given temperature field for heating the joint, while the conductors of the coils intended to be placed on the outer surface of the half sole and the outer surface of the half of the rail head have one current direction along the longitudinal axis of the rail, and the conductors of the coils, designed to be placed on the surface of the rail neck, have the opposite direction of the current along the longitudinal axis of the rail.
Далее сущность изобретения поясняется рисунком, на котором представлена конфигурация обмотки для выполнения устройства.Further, the invention is illustrated in the figure, which shows the configuration of the winding for the implementation of the device.
Устройство для индукционного нагрева сварных стыков железнодорожных рельсов при термообработке состоит из двух обмоток, расположенных в месте сварного стыка друг против друга с двух сторон рельса, имеющего головку, шейку и подошву. На рисунке схематически показаны область головки 1 рельса, область шейки 2 и область подошвы 3. Обмотки имеют плоскую прямоугольную спиралевидную конфигурацию, показанную на рис. 1 Плоские обмотки изогнуты таким образом, что каждая их них огибает часть головки рельса со своей стороны, соответствующую сторону шейки и верхнюю часть подошвы. В области головки 1 рельса расположены прямоугольные отрезки проводников 4, 5, 6 с одним направлением тока вдоль продольной оси рельса (например «прямые проводники»). В области подошвы 3 рельса также расположены отрезки «прямых» проводников 7, 8, и 9. В области 2 шейки рельса расположены отрезки проводников 10, 11, 12, 13, 14, 15 с противоположным направлением тока вдоль продольной оси рельса («обратные проводники»). Отрезки «прямых» и «обратных» проводников соединены в последовательную цепь с выводами 16 и 17, расположенных с одной стороны обмотки.A device for induction heating of welded joints of railway rails during heat treatment consists of two windings located in the place of the welded joint against each other on two sides of the rail having a head, a neck and a sole. The figure schematically shows the region of the
При работе индукционный нагрев ведут непосредственно на месте расположения рельса. Перед началом индукционного нагрева устройство устанавливают на рельсе в месте сварного стыка. Включается подача высокочастотного питания. Высокочастотный ток индуктирует токи высокой частоты в обмотках, расположенных с двух сторон рельса, которые возбуждают электромагнитное поле, воздействующее на область нагрева, вызывая в ней вихревые токи, разогревающие ее до необходимых температур. Предложенная конфигурация расположения витков с одним направлением тока и с противоположным направлением тока вдоль продольной оси рельса позволяет, используя форму рельса, исключить взаимовлияние «прямых» и «обратных» проводников, а, соответственно, наложение магнитных полей с противоположным направлением (т.е. их вычитание), повышая эффективность установки с данным индукторным узлом. Устройство удобно для изготовления, позволяя достаточно просто за счет такого расположения «прямых» и «обратных» проводников, сформировать требуемое температурное поле во всем объеме металла в области сварного стыка.During operation, induction heating is carried out directly at the rail location. Before induction heating, the device is mounted on a rail at the welded joint. The high-frequency power supply is turned on. The high-frequency current induces high-frequency currents in the windings located on both sides of the rail, which excite an electromagnetic field that acts on the heating region, causing eddy currents in it, heating it to the required temperatures. The proposed configuration of the arrangement of turns with one direction of the current and with the opposite direction of the current along the longitudinal axis of the rail allows, using the shape of the rail, to exclude the mutual influence of “direct” and “reverse” conductors, and, accordingly, the imposition of magnetic fields in the opposite direction (ie, their subtraction), increasing the efficiency of the installation with this inductor assembly. The device is convenient for manufacturing, allowing quite simply due to this arrangement of “direct” and “return” conductors to form the required temperature field in the entire volume of the metal in the region of the welded joint.
Для коррекции температурного поля на соответствующих витках можно разместить концентраторы магнитного потока.To correct the temperature field, magnetic flux concentrators can be placed on the corresponding turns.
Устройство легко и быстро настраивается на работу при переходе на рельсы другого сортамента.The device is easily and quickly configured to work when switching to rails of a different range.
Разработанное в настоящее время устройство предназначено для проведения нагрева сварных стыков перед их закалкой для термообработки рельсов Р50; Р65; Р75. Обеспечение необходимых условий нагрева места сварного стыка повышает безопасность движения поездов за счет получения необходимой прочности и пластичности сварных стыков.Currently developed device is designed to heat welded joints before hardening for heat treatment of P50 rails; P65; P75 Providing the necessary conditions for heating the place of the welded joint increases the safety of trains by obtaining the necessary strength and ductility of the welded joints.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017124145U RU179347U1 (en) | 2017-07-06 | 2017-07-06 | Device for induction heating of welded joints of railway rails during heat treatment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017124145U RU179347U1 (en) | 2017-07-06 | 2017-07-06 | Device for induction heating of welded joints of railway rails during heat treatment |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU179347U1 true RU179347U1 (en) | 2018-05-10 |
Family
ID=62105112
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017124145U RU179347U1 (en) | 2017-07-06 | 2017-07-06 | Device for induction heating of welded joints of railway rails during heat treatment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU179347U1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2705820C1 (en) * | 2018-10-29 | 2019-11-12 | Общество С Ограниченной Ответственностью Научно-Производственное Предприятие "Томская Электронная Компания" | Method of thermal treatment of weld joints of rails and device for implementation of method |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2135607C1 (en) * | 1996-09-27 | 1999-08-27 | Научно-производственная фирма "Металлотерм" | Method of heat treatment of switch and stock rails and device for its embodiment |
| RU2200764C2 (en) * | 2001-04-09 | 2003-03-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Магнит" | Induction apparatus for thermal treatment of welded joints, for example, rails |
| RU59058U1 (en) * | 2006-06-26 | 2006-12-10 | Общество с ограниченной ответственностью (ООО) "Магнит" | INSTALLATION OF THERMAL TREATMENT OF WELDED JOINS OF RAILS IN STATIONARY TECHNOLOGICAL CONDITIONS |
| US20130133784A1 (en) * | 2011-11-29 | 2013-05-30 | Cf&I Steel L.P., D/B/A Evraz Rocky Mountain Steel | Method and apparatus for treatment of a rail weld |
| RU2487177C2 (en) * | 2011-07-28 | 2013-07-10 | Общество С Ограниченной Ответственностью Научно-Производственное Предприятие "Томская Электронная Компания" | Method and installation for thermal treatment of rails |
| WO2014077140A1 (en) * | 2012-11-16 | 2014-05-22 | 新日鐵住金株式会社 | Post-heating treatment device |
-
2017
- 2017-07-06 RU RU2017124145U patent/RU179347U1/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2135607C1 (en) * | 1996-09-27 | 1999-08-27 | Научно-производственная фирма "Металлотерм" | Method of heat treatment of switch and stock rails and device for its embodiment |
| RU2200764C2 (en) * | 2001-04-09 | 2003-03-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Магнит" | Induction apparatus for thermal treatment of welded joints, for example, rails |
| RU59058U1 (en) * | 2006-06-26 | 2006-12-10 | Общество с ограниченной ответственностью (ООО) "Магнит" | INSTALLATION OF THERMAL TREATMENT OF WELDED JOINS OF RAILS IN STATIONARY TECHNOLOGICAL CONDITIONS |
| RU2487177C2 (en) * | 2011-07-28 | 2013-07-10 | Общество С Ограниченной Ответственностью Научно-Производственное Предприятие "Томская Электронная Компания" | Method and installation for thermal treatment of rails |
| US20130133784A1 (en) * | 2011-11-29 | 2013-05-30 | Cf&I Steel L.P., D/B/A Evraz Rocky Mountain Steel | Method and apparatus for treatment of a rail weld |
| WO2014077140A1 (en) * | 2012-11-16 | 2014-05-22 | 新日鐵住金株式会社 | Post-heating treatment device |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2705820C1 (en) * | 2018-10-29 | 2019-11-12 | Общество С Ограниченной Ответственностью Научно-Производственное Предприятие "Томская Электронная Компания" | Method of thermal treatment of weld joints of rails and device for implementation of method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10526674B2 (en) | Stress-relief heat treatment apparatus | |
| US20070235446A1 (en) | Transverse flux induction heating apparatus and compensators | |
| RU2497314C2 (en) | Electric induction heating of edges of electrically conducting slab | |
| US20200377966A1 (en) | Heating device and corresponding apparatus and method | |
| RU179347U1 (en) | Device for induction heating of welded joints of railway rails during heat treatment | |
| JP5477453B1 (en) | Post heat treatment equipment | |
| RU2200764C2 (en) | Induction apparatus for thermal treatment of welded joints, for example, rails | |
| CA2975666C (en) | Electric resistance welded pipe welding apparatus | |
| JP5477452B1 (en) | Post heat treatment equipment | |
| US2632840A (en) | Means for inductively heating narrow elongated portions of cylindrical bodies | |
| RU195280U1 (en) | DEVICE FOR HARDENING WELDED JOINS OF RAILWAY RAILS | |
| KR20190088505A (en) | Welding machine of electroseamed tube and welding method of electrodeless tube | |
| KR20180050644A (en) | Transverse flux induction heating device | |
| JP4963947B2 (en) | Heat treatment method and apparatus for thin plate member | |
| US3072772A (en) | Arrangement for inductive soldering or welding longitudinal seams on tubes | |
| JP7290858B2 (en) | induction heating coil | |
| AU2013346021B8 (en) | Stress-relief heat treatment apparatus | |
| RU2187215C2 (en) | Inductor of induction heating installation | |
| RU2193293C2 (en) | Inductor heating flat surfaces | |
| RU2237386C2 (en) | Automatic coupler shank heating unit | |
| RU71202U1 (en) | INDUCTION FUSION FURNACE | |
| SU907878A1 (en) | Induction heating device | |
| UA116086U (en) | INDUCTION DEVICE FOR HEAT TREATMENT OF WELDED JOINTS OF RAILWAY RAILS | |
| JP2006328447A (en) | Method for electrical heating steel strip |