RU2371535C1 - Способ термической обработки сварных стыков рельсов - Google Patents

Способ термической обработки сварных стыков рельсов Download PDF

Info

Publication number
RU2371535C1
RU2371535C1 RU2008116426/11A RU2008116426A RU2371535C1 RU 2371535 C1 RU2371535 C1 RU 2371535C1 RU 2008116426/11 A RU2008116426/11 A RU 2008116426/11A RU 2008116426 A RU2008116426 A RU 2008116426A RU 2371535 C1 RU2371535 C1 RU 2371535C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rails
rail
air
head
welded
Prior art date
Application number
RU2008116426/11A
Other languages
English (en)
Inventor
Аркадий Игорьевич Николин (RU)
Аркадий Игорьевич Николин
Александр Владимирович Гудков (RU)
Александр Владимирович Гудков
Михаил Михайлович Берзин (RU)
Михаил Михайлович Берзин
Original Assignee
Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" filed Critical Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги"
Priority to RU2008116426/11A priority Critical patent/RU2371535C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2371535C1 publication Critical patent/RU2371535C1/ru

Links

Landscapes

  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

Abstract

Изобретение относится к термической обработке сварных соединений, например сварных стыков рельсов, и может быть использовано на железнодорожном транспорте в составе путевых рельсосварочных машин при производстве сварочных работ в пути. В способе термической обработки сварных стыков объемно закаленных рельсов в составе путевых рельсосварочных машин в пути нагревают сечение рельса в зоне сварного шва до 850-900°С и принудительно охлаждают головку с одновременным охлаждением шейки и подошвы естественным путем на воздухе. При термообработке сварных стыков рельсов в составе путевых рельсосварочных машин в пути для упрочнения металла головки сварного стыка рельсов применяют поток воздуха с давлением 0,5-0,8 МПа и расходом 0,08-0,15 м3/с. Воздух подается в течение не менее 180 с со скоростями 60-200 м/с на поверхность рельса через ряд отверстий диаметром 2 мм каждое и с суммарной площадью 0,0008-0,0011 м2, расположенных в плоской панели нижней части закалочного устройства с воздухосборником объемом 0,002-0,003 м3. Воздухосборник установлен на расстоянии не более 10 мм между поверхностью головки рельса и плоскостью нижней панели с отверстиями. Предложенный способ обеспечивает требуемые твердость металла, живучесть и износостойкость стыков объемно закаленных рельсов, сваренных в составе путевых рельсосварочных машин в пути.

Description

Изобретение относится к термической обработке сварных соединений, например сварных стыков рельсов, и может быть использовано на железнодорожном транспорте в составе путевых рельсосварочных машин при производстве сварочных работ в пути.
Известен газопламенный способ термической обработки сварных изделий, например рельсов, в составе путевых рельсосварочных машин, при котором производят нагрев шейки и подошвы сварного стыка рельсов до температуры 850-900°С без нагрева головки.
Недостатком данного способа является несоответствие твердости металла головки рельса в зоне термического влияния сварки твердости металла самого рельса, что приводит к износу поверхности головки сварного стыка рельсов в эксплуатации.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ термической обработки сварных изделий, например рельсов, заключающийся в том, что головку, шейку и подошву сварного стыка рельсов нагревают до температуры 850-900°С с последующим охлаждением металла головки воздушноводяной смесью в течение 70 с со скоростью 10-40°С/с. При этом для нагрева стыков рельсов используется индукционное оборудование типа ИТТ-100/2,4. Ток средней частоты
2,4 кГц. Мощность установки 100 кВт. Расход воды 1,5-2 л/мин. Давление воздуха 0,5-0,6 МПа (см., например, описание изобретения к а.с. СССР №373318 кл. С21 9/04, 1973).
Недостатком данного способа является то, что для охлаждения головки сварного стыка рельсов используется воздушно-водяная смесь, применение которой в ряде случаев приводит к образованию хрупких закалочных структур (мартенсит) в металле головки с твердостью, превышающей твердость основного металла рельсов. В эксплуатации сварного соединения происходит выкрашивание областей металла с закалочными структурами с последующим изломом.
Образование мартенсита в поверхностном слое металла головки сварного стыка рельсов происходит вследствие превышения скорости охлаждения металла (выше 40°С/с) при закалке в струях воды не распыленных воздухом под давлением из-за засорения форсунок закалочного устройства.
Другим существенным недостатком данного способа является необходимость транспортировки к месту проведения работ в пути большого количества воды для закалки сварных рельсов, что является малоэффективным, так как для этого требуется выделение дополнительных путевых машин или грузовых платформ. Кроме того, пополнение запаса воды для закалки стыков при производстве работ в пути является в ряде случаев затруднительно.
Цель изобретения - повышение качества и надежности сварных изделий за счет повышения пластичности и применения закалочных сред, исключающих образование хрупких структур в металле рельсов.
Указанная цель достигается тем, что в известном способе термической обработки сварных стыков рельсов, включающем нагрев всего сечения рельса в зоне сварного шва до 850-900°С с принудительным охлаждением головки и естественным охлаждением шейки и подошвы на воздухе, охлаждение головки осуществляют в потоке воздуха под давлением не ниже 0,5-0,8 МПа и расходом не ниже 0,08-0,1 м3/с.
Изобретение осуществляется следующим образом.
Для апробации способа были сварены контактным стыковым способом пульсирующим оплавлением объемно закаленные рельсы типа Р65 из углеродистой стали марки Э76Ф. Сварку выполняли на контактной машине типа К-922 в составе путевой рельсосварочной машины ПРСМ-4. Параметры сварки: время 125 с, путь оплавления 18 мм, величина осадки 12 мм, усилие осадки 80 т.
Термическую обработку сварных стыков объемно закаленных рельсов выполняли на индукционной установке типа УИН-001-100/РТ-П в составе путевой рельсосварочной машины ПРСМ-4. Номинальная мощность установки 75 кВт, частота тока 8-16 кГц. Рельс типа Р65 в месте сварки нагревали до температуры 850°С с помощью двух одинаковых электрически соединенных индукторов, образующих резонансный контур с блоком согласования, и установленных на кронштейнах в виде двух симметричных створок. Время нагрева составляло 240 с. Охлаждение металла головки сварного стыка производили в потоке воздуха, подаваемого с помощью закалочного устройства, смонтированного на индукционной установке. Технологические параметры процесса закалки были выбраны опытным путем, исходя из условий эффективного упрочнения сварных рельсов сжатым воздухом, а именно реализации скорости потока воздуха в интервале 60-200 м/с. При этом должно использоваться закалочное устройство с воздухосборником объемом 0,002-0,003 м3 и подачей воздуха на поверхность рельса через ряд отверстий диаметром 2 мм каждое в плоской панели нижней части закалочного устройства с суммарной площадью выходных отверстий равной 0,0008-0,0011 м2. Время охлаждения составляло не менее 180 с. Давление воздуха 0,5-0,8 МПа. Расход воздуха 0,08-0,15 м3/с. Расстояние между панелью с отверстиями для подачи потока воздуха закалочного устройства и поверхностью катания головки сварного стыка рельсов составляло не более 10 мм. Подошву и шейки сварных стыков рельсов охлаждали естественным путем на воздухе.
Сварные стыки рельсов подвергали испытаниям на статический поперечный изгиб с приложением нагрузки к головке и подошве в месте расположения сварного шва. Расстояние между опорами составляло 1 м. Так же проводили измерения твердости поверхности металла головки сварного стыка методом Бринелля и металлографическое исследование структур металла головки в области закалки в потоке воздуха.
Сварные рельсы после термической обработки по предлагаемому методу и указанным выше параметрам при изгибе с растяжением, как в подошве, так и в головке имели высокие показатели прочности и пластичности (стрелы прогибов
35-45 мм, разрушающие нагрузки 1800-2000 кН), т.е. полностью удовлетворяли установленным требованиям к сварным рельсам.
Измерение твердости поверхности катания (методом Бринелля) в области сварки таких рельсов после термообработки по предлагаемому методу показало, что твердость металла головки по ширине зоны термического влияния термообработки в месте закалки составляет 310-325 НВ, что полностью удовлетворяет установленным требованиям к сварным рельсам.
Исследование микроструктуры металла головки сварного стыка рельсов после термообработки по предлагаемому методу не выявило наличия хрупких закалочных структур (мартенсит). В пределах упрочненного слоя структура металла представляет собой мелкодисперсный сорбит с небольшими участками разрозненного феррита, расположенных равномерно в пределах закаленного слоя в виде отдельных конгломератов.
По сравнению с известными предлагаемый способ термической обработки сварных стыков рельсов позволяет повысить качество и надежность сварных соединений изделий, изготовленных в составе путевых рельсосварочных машин за счет повышения прочности и пластичности, улучшения условий закалочного охлаждения при применении потока воздуха под давлением и снижения вероятности образования неблагоприятных закалочных структур в поверхностном слое металла головки стыка. При этом обеспечивается необходимый уровень твердости металла головки сварного стыка рельсов, повышается живучесть сварных стыков рельсов и уменьшается склонность к хрупким разрушениям стыков в процессе эксплуатации.
Таким образом, повышается качество и надежность сварных изделий за счет повышения пластичности и применения закалочных сред, исключающих образование хрупких структур в металле рельсов.
Приведенное выше раскрытие изобретения не ограничивает объем притязаний, а является лишь описанием одного из вариантов термической обработки сварных стыков рельсов. Специалисту в данной области техники должно быть понятно, что данный способ может осуществляться с помощью различных средств.

Claims (1)

  1. Способ термической обработки сварных стыков объемно закаленных рельсов в составе путевых рельсосварочных машин в пути, в котором нагревают сечение рельса в зоне сварного шва до 850-900°С и принудительно охлаждают головку с одновременным охлаждением шейки и подошвы естественным путем на воздухе, отличающийся тем, что при термообработке сварных стыков рельсов в составе путевых рельсосварочных машин в пути для упрочнения металла головки сварного стыка рельсов применяют поток воздуха с давлением 0,5-0,8 МПа и расходом 0,08-0,15 м3/с, подаваемый в течение не менее 180 с со скоростями 60-200 м/с на поверхность рельса через ряд отверстий диаметром 2 мм каждое и с суммарной площадью 0,0008-0,0011 м,2 расположенных в плоской панели нижней части закалочного устройства с воздухосборником объемом 0,002-0,003 м3, установленного на расстоянии не более 10 мм между поверхностью головки рельса и плоскостью нижней панели с отверстиями.
RU2008116426/11A 2008-04-29 2008-04-29 Способ термической обработки сварных стыков рельсов RU2371535C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008116426/11A RU2371535C1 (ru) 2008-04-29 2008-04-29 Способ термической обработки сварных стыков рельсов

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008116426/11A RU2371535C1 (ru) 2008-04-29 2008-04-29 Способ термической обработки сварных стыков рельсов

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2371535C1 true RU2371535C1 (ru) 2009-10-27

Family

ID=41353153

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008116426/11A RU2371535C1 (ru) 2008-04-29 2008-04-29 Способ термической обработки сварных стыков рельсов

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2371535C1 (ru)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2524526C1 (ru) * 2012-12-06 2014-07-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный университет путей сообщения" (СамГУПС) Способ термической обработки сварных стыков рельсов
RU2556257C2 (ru) * 2013-08-05 2015-07-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный университет путей сообщения" Способ термообработки рабочей поверхности головки рельса
CN107502730A (zh) * 2017-08-31 2017-12-22 攀钢集团研究院有限公司 136re+ss热处理钢轨焊接接头的焊后热处理方法
RU2667574C1 (ru) * 2017-09-14 2018-09-21 Общество С Ограниченной Ответственностью Научно-Производственное Предприятие "Томская Электронная Компания" Способ и устройство термической обработки сварных соединений рельсов
RU2704951C1 (ru) * 2018-06-18 2019-10-31 Общество с ограниченной ответственностью НПК "Магнит" Установка для термической обработки сварных стыков рельсов
RU2775526C1 (ru) * 2018-12-20 2022-07-04 Арселормиттал Способ изготовления т-образного рельса, имеющего высокопрочную подошву

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Николин А.И., Гудков А.В. и др. Перспективы развития парка путевых рельсосварочных машин. - Вестник ВНИИЖТ. - 2005, №6. *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2524526C1 (ru) * 2012-12-06 2014-07-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный университет путей сообщения" (СамГУПС) Способ термической обработки сварных стыков рельсов
RU2556257C2 (ru) * 2013-08-05 2015-07-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный университет путей сообщения" Способ термообработки рабочей поверхности головки рельса
CN107502730A (zh) * 2017-08-31 2017-12-22 攀钢集团研究院有限公司 136re+ss热处理钢轨焊接接头的焊后热处理方法
RU2667574C1 (ru) * 2017-09-14 2018-09-21 Общество С Ограниченной Ответственностью Научно-Производственное Предприятие "Томская Электронная Компания" Способ и устройство термической обработки сварных соединений рельсов
RU2704951C1 (ru) * 2018-06-18 2019-10-31 Общество с ограниченной ответственностью НПК "Магнит" Установка для термической обработки сварных стыков рельсов
RU2775526C1 (ru) * 2018-12-20 2022-07-04 Арселормиттал Способ изготовления т-образного рельса, имеющего высокопрочную подошву

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2756082C (en) Device and method for cooling rail weld zone
RU2371535C1 (ru) Способ термической обработки сварных стыков рельсов
US10125405B2 (en) Method and system for thermal treatments of rails
WO2013081837A1 (en) Method and apparatus for treatment of a rail weld
CN101148736A (zh) 钢轨及其生产方法
JP5531845B2 (ja) フラッシュバット溶接部近傍の後熱処理方法
CN104962717A (zh) 用于钢轨的冷却装置
RU2641586C1 (ru) Способ контактной стыковой сварки рельсов
JP5686231B1 (ja) レールの製造方法及び製造装置
CN104212965A (zh) 一种钢轨表面在线激光宽带淬火的方法
RU2309185C1 (ru) Способ термической обработки сварных соединений рельсов
EA000181B1 (ru) Способ термообработки рельсовых стыков, изготовленных с помощью сварки промежуточной заливкой, и применение в этом способе горелок с определенным расположением
JP4153650B2 (ja) 高溶接性レールの製造方法
RU2743440C1 (ru) Способ контактной стыковой сварки рельсов
RU2524526C1 (ru) Способ термической обработки сварных стыков рельсов
RU2411295C2 (ru) Способ и устройство термообработки рельсового стыка
JP2015066554A (ja) レールの製造装置
JPS61149436A (ja) レ−ルの熱処理方法
JPH09157750A (ja) 鋼管の高速焼入れ方法
CN117660743A (zh) 提高耐蚀钢轨气压焊接头正火硬度的喷风装置及工艺
WO2023080135A1 (ja) 溶接レール
CN117403049A (zh) 一种消除中碳低合金耐蚀钢轨气压焊接头异常组织的方法
NO301262B1 (no) Fremgangsmåte for mellomgodssveising av finperlittiserte skinner
CN112522504A (zh) 改善贝氏体钢轨闪光焊接头微观组织的焊后热处理方法
RU2423213C1 (ru) Способ алюминотермитной сварки рельсов