RU2163184C1 - Способ алюминотермитной сварки рельсов - Google Patents
Способ алюминотермитной сварки рельсов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2163184C1 RU2163184C1 RU2000106320/02A RU2000106320A RU2163184C1 RU 2163184 C1 RU2163184 C1 RU 2163184C1 RU 2000106320/02 A RU2000106320/02 A RU 2000106320/02A RU 2000106320 A RU2000106320 A RU 2000106320A RU 2163184 C1 RU2163184 C1 RU 2163184C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rail
- rails
- molten metal
- weld
- welding
- Prior art date
Links
Landscapes
- Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
- Machines For Laying And Maintaining Railways (AREA)
Abstract
Изобретение относится к ремонту рельсов железнодорожного пути без изымания их с полотна. Вырезают дефектный участок действующего пути. Размещают вокруг концов рельсов в зоне сварочного зазора разъемную форму. Устанавливают над формой реакционный тигель, заполненный дозой алюминотермитной смеси, и осуществляют сварку. При этом дополнительно нагревают концы рельсов и залитый в сварочный зазор расплавленный металл в конце подачи последних порций расплавленного металла в пространство над головками рельсов. После затвердевания сварной шов и область, близлежащую к нему, охлаждают струей сжатого воздуха до температуры 250 - 300oC, далее - на воздухе. Дополнительное охлаждение после сварки позволяет получить равнопрочное основному металлу сварное соединение с высокой цилиндрической прочностью. 1 ил.
Description
Известен способ ремонта рельсов с помощью алюминотермитной сварки с промежуточным литьем (патент РФ N2088390, по МКИ В 23 К 23/00, опублик. 27.08.97 г.), согласно которому устанавливают концы рельсов на одном уровне с образованием между их торцами сварного зазора, размещают вокруг концов рельсов разъемную форму, нагревают концы рельса и разъемную форму до 800-1000oC, заливают расплавленный металл в разъемную форму снизу вверх с подачей части расплавленного металла в среднюю часть сварного зазора после заполнения его нижней части разъемной формы. В конце заливки осуществляют дополнительный нагрев всего места сварки до температуры не ниже 800oC путем подачи последних порций расплавленного металла в пространство над головками концов рельсов. После затвердевания расплавленного металла удаляют с головки сваренного рельса прибыльную часть сварного шва.
Недостатком указанного способа является недостаточное качество получаемого сварного шва при производстве работ в полевых условиях, особенно в зимнее время, поскольку происходит быстрое и неравномерное охлаждение расплавленного металла, ухудшающее структуру и механические свойства места сварки.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ ремонта рельсов, применение которого позволяет восстанавливать рельсы железнодорожного пути без удаления их с полотна (патент РФ N 2119854, по МКИ В 23 К 23/00, В 23 К 101/26, опублик. 10.10.98 г.), согласно которому устанавливают концы рельсов на одном уровне с образованием между их торцами сварного зазора, размещают вокруг концов рельсов разъемную форму, нагревают концы рельса и разъемную форму до температуры свыше 1000 до 1500oC, заливают расплавленный металл в разъемную форму снизу вверх с подачей части расплавленного металла в среднюю часть сварного зазора после заполнения его нижней части разъемной формы. В конце заливки осуществляют дополнительный нагрев всего места сварки до температуры не ниже 800oC путем подачи последних порций расплавленного металла в пространство над головками концов рельсов. После затвердевания расплавленного металла удаляют с головки сваренного рельса прибыльную часть сварного шва.
Недостатком этого способа является снижение прочности сварного шва при его остывании под действием окружающего воздуха и, как следствие, невыполнение условия равнопрочности восстановленного участка рельса.
Сущность изобретения
Техническим результатом изобретения является повышение прочности сварного соединения и сопротивляемости циклическим нагрузкам в месте рельса, близлежащем к сварному соединению, с целью обеспечения условия равнопрочности восстановленного участка рельса.
Техническим результатом изобретения является повышение прочности сварного соединения и сопротивляемости циклическим нагрузкам в месте рельса, близлежащем к сварному соединению, с целью обеспечения условия равнопрочности восстановленного участка рельса.
Технический результат изобретения достигается тем, что вырезают дефектный участок действующего пути, расслабляют концы рельсов на действующем пути в обе стороны от разреза, устанавливают концы рельсов с образованием между их торцами сварочного зазора, размещают вокруг концов рельсов в зоне сварочного зазора разъемную форму, уплотняют контакт разъемной формы с концами рельсов, устанавливают над формой реакционный тигель, заполненный дозой алюминотермитного состава, нагревают концы рельсов и разъемную форму до температуры в диапазоне 1000-1500oC, поджигают дозу алюминотермитного состава и разогревают его до образования расплавленного металла, подают из реакционного тигля расплавленный металл в среднюю часть разъемной формы после заполнения ее нижней части, дополнительно нагревают концы рельсов и залитый в сварочный зазор расплавленный металл до температуры не ниже 800oC в конце подачи расплавленного металла в разъемную форму путем подачи последних порций расплавленного металла в пространство над головками рельсов, выдерживают расплавленный металл до затвердевания, после чего сварной шов и область, близлежащую к нему, охлаждают струей сжатого воздуха до температуры 250-300oC, далее - на воздухе, удаляют с головки сваренного рельса прибыльную часть сварного шва.
На чертеже изображена схема размещения концов свариваемого рельса перед проведением сварки.
При реализации данного способа ремонта результатом охлаждения восстановленного участка рельса струей сжатого воздуха до температуры 250-300oC является упрочнение сварного шва и области, близлежащей к нему. Результатом данного упрочнения является улучшение режима работы рельса при приложении внешней нагрузки, например от движущегося подвижного состава, выражающееся в обеспечении условия равнопрочности восстановленного участка рельса и повышении сопротивляемости циклическим нагрузкам в месте рельса, близлежащем к сварному соединению.
Участок рельса с обнаруженным дефектом, протяженностью до 10 мм, вырезается, например, автогеном. Размер удаляемого куска рельса превышает величину дефекта, т. е. захватывает ненарушенные участки рельса с обеих сторон. Для устранения прогиба рельсового пути в месте сварки после удаления дефектного куска производят расслабление концов рельса в обе стороны на 1-2 м. Расстояние между концами рельсов может достигать 70 мм. Соединяют концы рельсов алюминотермитной сваркой с промежуточным литьем. Восстановленный участок рельса после его остывания и зачистки закрепляют.
При длине дефектного участка более 70 мм вырезают участок рельса длиной не менее 3 м, на его место устанавливают кусок бездефектного рельса и соединяют полученные стыки алюминотермитной сваркой тем же способом. Рациональный зазор для алюминотермитной сварки с промежуточным литьем составляет 23 - 27 мм.
Концы рельса предварительно очищают от ржавчины, окалины, краски и жировых пленок при помощи металлической щетки и абразивных материалов или путем обжига кислородно-ацетиленовым пламенем с излишком кислорода. Место контакта формы с рельсом уплотняется формовочным материалом, в качестве которого может быть использован, например, материал на основе каолина и асбестовой ваты.
Реакционный тигель наполняют дозой алюминотермитного состава, устанавливают над разъемной формой, например на поворотном кронштейне.
На газовых редукторах газовой горелки устанавливается давление пропана 3,5 бар, кислорода 1 бар, после чего поджигают горелку. Горелку с нормально отрегулированным пламенем перемещают в зону сварки для предварительного нагрева концов рельсов и литьевой формы. За время около 10 минут концы рельса и литьевая форма нагреваются до температуры 1000 - 1500oC.
При производстве работ в полевых условиях для получения качественного сварного шва и поддержания оптимального температурного режима не ниже 800oC наряду с заливкой расплавленного металла, в разъемную форму в три этапа - нижняя, средняя и затем верхняя часть разъемной формы над головками рельсов - необходимо также нагрев концов рельсов и разъемной формы осуществлять до температуры свыше 1000 до 1500oC.
Нагрев концов рельса до температуры выше 1500oC нецелесообразен, поскольку может произойти частичное расплавление металла рельса и потеря им исходных механических свойств, которыми он обладает после изготовления.
Нагрев концов рельса и разъемной формы до температуры ниже 1000oC не позволяет предотвратить быстрое охлаждение расплавленного металла, заливаемого в разъемную форму, и тем самым обеспечить выделение из него шлаков и газов.
Зажженная термитная спичка вставляется в дозу алюминотермитного состава. После воспламенения дозы алюминотермитного состава протекают легирующие, рафинирующие и раскислительные реакции, в результате которых происходит его разогрев до образования расплавленного сварного металла, и через 20 - 28 сек - автоматический выпуск расплавленного сварного металла из тигля в разъемную форму, в которой он снизу вверх заполняет сварной зазор.
При изменении физического состояния расплавленного сварного металла, заполняющего сварной зазор, происходит выделение газов и выплавление (удаление) шлаков из него. Газы и шлаки всплывают из расплавленного сварного металла, заполняющего сварной зазор, и переходят в прибыльную (наплавляемую) часть сварного шва, образующуюся над головками концов рельсов, т.е. за пределами сварного зазора. Т.о. в прибыльной части сварного шва над головками концов рельсов концентрируются загрязнения и пузыри от выходящих газов, а количество дефектов в металле сварного шва от включений шлаков и пузырей газов значительно уменьшается.
Кристаллизация металла сварного шва производится при охлаждении конструкции с помощью обдува сварного шва струей сжатого воздуха до температуры 250-300oC, далее - на воздухе. После затвердевания металла сварного шва его прибыльная часть удаляется с головки сваренного рельса обрезным приспособлением, и затем поверхность сварного шва на головке рельса шлифуют до высоты приблизительно 1 мм над верхом головки рельса, а после полного остывания сварного шва (до температуры окружающей среды) отшлифовывают весь сварной шов на головке рельса до размера головки рельса с допуском 0,3 мм.
После зачистки сварного шва с головки рельса очищают остальную часть сварного шва от остатков материала формы, а восстановленный участок рельса закрепляют.
Получается качественное сварное соединение рельсов, что подтверждают результаты проведенных экспериментальных сварок. Проведенные сварки рельсов на железнодорожных путях показали, что получаются прочные и долговечные сварные соединения рельсов, выдерживающие более значительные нагрузки и в течение более длительного периода эксплуатации.
Таким образом, предложенный способ ремонта может применяться при восстановлении рельсов с дефектами различной протяженности и с любыми характеристиками, обеспечивая повышение прочности сварного соединения, способствующее выполнению условия равнопрочности, и повышение сопротивляемости циклическим нагрузкам в месте близлежащему к сварному соединению при приложении внешней нагрузки.
Claims (1)
- Способ алюминотермитной сварки рельсов, при котором устанавливают концы рельсов с образованием между их торцами сварочного зазора, размещают вокруг концов рельсов в зоне сварочного зазора разъемную форму, уплотняют контакт разъемной формы с концами рельсов, устанавливают над формой реакционный тигель, заполненный дозой алюминотермитного состава, нагревают концы рельсов и разъемную форму до температуры в диапазоне 1000 - 1500oC, поджигают дозу алюминотермитного состава и разогревают его до образования расплавленного металла, подают из реакционного тигля расплавленный металл в среднюю часть разъемной формы после заполнения ее нижней части, дополнительно нагревают концы рельсов и залитый в сварочный зазор расплавленный металл до температуры не ниже 800oC в конце подачи расплавленного металла в разъемную форму путем подачи последних порций расплавленного металла в пространство над головками рельсов, выдерживают расплавленный металл до затвердевания и образования сварного шва, удаляют с головки сваренного рельса прибыльную часть сварного шва, отличающийся тем, что сварной шов после затвердевания и область, близлежащую к последнему, охлаждают струей сжатого воздуха до температуры 250 - 300oC, затем - на воздухе.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000106320/02A RU2163184C1 (ru) | 2000-03-16 | 2000-03-16 | Способ алюминотермитной сварки рельсов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000106320/02A RU2163184C1 (ru) | 2000-03-16 | 2000-03-16 | Способ алюминотермитной сварки рельсов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2163184C1 true RU2163184C1 (ru) | 2001-02-20 |
Family
ID=20231840
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2000106320/02A RU2163184C1 (ru) | 2000-03-16 | 2000-03-16 | Способ алюминотермитной сварки рельсов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2163184C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2574144C1 (ru) * | 2014-09-29 | 2016-02-10 | Алексей Михайлович Лыков | Способ алюминотермитной сварки рельсов и устройство для его осуществления |
WO2016053136A1 (ru) * | 2014-09-29 | 2016-04-07 | Алексей Михайлович ЛЫКОВ | Способ алюминотермитной сварки рельсов и устройство для его осуществления |
RU2681068C2 (ru) * | 2016-06-17 | 2019-03-01 | Ооо "Гт-Алюминотермитная Сварка" | Способ ремонта рельсов в пути и приспособление для его реализации |
-
2000
- 2000-03-16 RU RU2000106320/02A patent/RU2163184C1/ru active IP Right Revival
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2574144C1 (ru) * | 2014-09-29 | 2016-02-10 | Алексей Михайлович Лыков | Способ алюминотермитной сварки рельсов и устройство для его осуществления |
WO2016053136A1 (ru) * | 2014-09-29 | 2016-04-07 | Алексей Михайлович ЛЫКОВ | Способ алюминотермитной сварки рельсов и устройство для его осуществления |
EP3202522A4 (en) * | 2014-09-29 | 2018-07-04 | Lykov, Aleksei Mikhailovich | Method for the alumino-thermite welding of rails and device for carrying out said method |
RU2681068C2 (ru) * | 2016-06-17 | 2019-03-01 | Ооо "Гт-Алюминотермитная Сварка" | Способ ремонта рельсов в пути и приспособление для его реализации |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101346968B1 (ko) | 초음파 충격 처리에 의한 용접된 레일 조인트 특성의 품질및 신뢰성 향상 방법 | |
AU725419B2 (en) | Method and system for welding railroad rails | |
CA3014533C (en) | Robotically-controlled laser cladding process for repair of worn and/or damaged railway structures | |
MXPA06003428A (es) | Metodo de reparacion de un riel. | |
US5773779A (en) | Method and system for welding railroad rails | |
US6166347A (en) | Method and system for welding steel rails | |
US5877468A (en) | Method and system for welding railroad rails | |
RU2163184C1 (ru) | Способ алюминотермитной сварки рельсов | |
JP5977156B2 (ja) | 鉄道用レール傷補修方法及びその装置 | |
US4247074A (en) | Casting mold for aluminothermically welding rails together | |
AU636958B2 (en) | Process for the intermediate cast welding of finely pearlitized rails | |
CN111590192A (zh) | 一种无缝钢轨的铝热焊方法 | |
US6069333A (en) | Method and system for welding railroad rails | |
RU2124424C1 (ru) | Способ ремонта рельсов | |
US3171013A (en) | Process and apparatus for joining steel work by automatic and semi-automatic electric arc welding | |
JP5176310B2 (ja) | レールのテルミット溶接方法及びロングレール | |
RU2543112C2 (ru) | Способ переустройства действующего звеньевого рельсового пути в бесстыковой путь | |
JP2708259B2 (ja) | レールのテルミット溶接方法 | |
RU2119854C1 (ru) | Способ алюминотермитной сварки рельсов | |
US3180970A (en) | Fusion welding process, apparatus and product | |
US1607118A (en) | Method of and apparatus for repairing the ends of rails by the aluminothermic process | |
UA146354U (uk) | Спосіб алюмінотермітного зварювання рейкових стиків | |
RU2464141C2 (ru) | Способ алюминотермитной сварки рельсов при отрицательных температурах | |
RU2349433C2 (ru) | Способ алюминотермитной сварки рельсов | |
WO2004014708A2 (en) | Method of repairing a rail |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC4A | Invention patent assignment |
Effective date: 20041117 |
|
QB4A | Licence on use of patent |
Effective date: 20070601 |
|
QB4A | Licence on use of patent |
Effective date: 20071221 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090317 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20100410 |
|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: PLEDGE FORMERLY AGREED ON 20180517 Effective date: 20180517 Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20180517 Effective date: 20180517 |
|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20180720 |
|
RZ4A | Other changes in the information about an invention |