SK284023B6

SK284023B6 - Spôsob navarovania koľajníc

Info

Publication number: SK284023B6
Application number: SK654-98A
Authority: SK
Inventors: V�Clav Foldyna; Ivo Hlavat�; Kamil P�Tro�; Jarom�R Polach; Zden�K K�Bel; Michal Hrot�K
Original assignee: Jinpo Plus A.S.
Priority date: 1995-11-23
Filing date: 1996-11-22
Publication date: 2004-08-03
Also published as: WO1997018921A1; DE59609164D1; PL326842A1; AU7559596A; HU223154B1; HUP0003611A3; PL181562B1; SK65498A3; HUP0003611A2; EP0866741B1; ATE216936T1; EP0866741A1

Abstract

Spôsob automatického alebo poloautomatického navarovania s použitím taviva s bazicitou pH = 1,3 až 3,2 na opotrebovanú hornú alebo bočnú plochu koľajnice, s chemickým zložením v hmotnostných %: uhlík C = 0,45 až 0,82 %, mangán Mn = 0,7 až 1,5 %, kremík Si = 0,07 až 0,55 %, zvyšok tvorí železo Fe a výrobné nečistoty, pričom prídavný materiál je v rozmedzí: uhlík C = 0,06 až 0,1 %, mangán Mn = 0,5 až 1,5 %, kremík Si = 0,05 až 0,5 %, zvyšok tvorí železo Fe a výrobné nečistoty. Na navarovanie hlavy koľajnice sa aplikuje oblúkové navarovanie, pri ktorom sa privedené teplo Q pohybuje v rozmedzí (5,9 až 8). K (kJ/cm), kde K = 1 pri navarovaní na hornej (vodorovnej) ploche koľajnice a K = 2,6 pri navarovaní na bočnej (zvislej) strane koľajnice. Privedené teplo Q = h. 60. U. I/v, kde h je tepelná účinnosť, U = napätie, I = prúdová intenzita a v = rýchlosť navarovania, ktorá sa pohybuje v rozmedzí 40 až 75 cm/min. Ak je prídavný materiál legovaný, pričom celkový obsah legujúcich prvkov je maximálne 5 hmotnostných %, a to: nikel Ni = 1,8 až 4,5 %, vanád V = 0,0 až 0,2 %, molybdén Mo = 0,0 až 0,3 %, niób Nb = 0,0 až 0,1 %, chróm Cr = 0,0 až 0,4 %, hliník Al = 0,0 až 1,6 % a titán Ti = 0,0 až 0,1 %, zvýši sa horná hranica dodaného tepla na 11,5 kJ/mól.ŕ

Description

Oblasť techniky

Vynález sa týka spôsobu automatického alebo poloautomatického navarovania opotrebovaných úsekov hláv koľajníc a iných exponovaných miest koľajnicovej dráhy, ako napríklad jazykov výhybiek, srdcoviek a krížení koľajníc. Navarovanie je výhodné uskutočňovať bez ich demontáže, priamo na koľajnicovej dráhe.

Doterajší stav techniky

Podľa dosiaľ známych postupov sa uskutočňuje navarovanie opotrebovaných úsekov hláv koľajníc, jazykov výhybiek, srdcoviek a krížení koľajníc pomocou prídavných materiálov, elektrickým oblúkom, a to ručne obalenou elektródou alebo zváracím automatom s použitím plného drôtu alebo rúrkových drôtov s vlastnou ochranou, alebo v ochrannej atmosfére, alebo pod tavivom. Automatické navarovanie je oproti ručnému navarovaniu výhodnejšie z hľadiska produktivity práce, nemennej kvality návaru po celej dĺžke navarovaného úseku v dôsledku minimalizovaných vplyvov ľudského faktora. Dosiaľ sa pri navarovaní automatom pod tavivom používali prídavné materiály zo stredne alebo vysoko legovaných ocelí, ktorých hmotnostné percentuálne zloženie sa pohybuje v rozmedzí: uhlík C = = 0,04 až 0,15 %, kremík Si = 0,05 až 1,0 %, mangán Mn = = 1,1 až 15,0 %, chróm Cr = 0,05 až 20,0 %, nikel Ni = = 0,05 až 13,0 %, molybdén Mo = 0,05 až 1,0 %, hliník Al = 0,02 až 1,5 %, vanád V = 0,05 až 0,6 %, pričom zvyšok tvorí železo Fe a výrobné nečistoty. Tieto materiály sa navarujú na koľajnicu podľa odporúčaní výrobcu predhriate na 350 až 400 °C pod tavivom s pH =1,3 až 3,2 pri navarovacích parametroch v rozmedzí napätia U = 25 až 32 V, intenzity prúdu I = 270 až 500 A a rýchlosti navarovania v = 55 až 85 cm/min.

Hlavné nevýhody tohto spôsobu navarovania spočívajú v používaní drahého, vysoko legovaného materiálu a v niektorých prípadoch prebytočnej alebo dokonca škodlivej tvrdosti návaru, ktorá je o viac než 30 % vyššia než tvrdosť základného materiálu koľajnice, pričom tvrdosť návaru sa pri nasledujúcej prevádzke ďalej zvyšuje mechanickým namáhaním vyvolaným prejazdom kolies podvozku po koľaji. Vyššia tvrdosť návaru než tvrdosť koľajnice je nevhodná a v danom prípade škodlivá, napríklad v oblúkoch, kde spôsobuje rýchle opotrebovanie okolesníkov kolies električkového, respektíve železničného podvozku, čo potom ďalej vyvoláva náklady na ich výmenu a renováciu.

Ďalšie nevýhody tohto spôsobu spočívajú v tom, že následkom veľmi ťažkej opracovateľnosti návaru daného chemického zloženia nie je možné neskôr opotrebovaný navar znovu opraviť ďalším návarom, že pri navarovaní je vo väčšine prípadov nutný predohrev na 350 až 400 °C.

Nevýhody drahého prídavného materiálu a vysokej tvrdosti navarenej vrstvy sa nevyskytujú pri ručnom oblúkovom navarovaní, pri ktorom sa ako prídavný materiál používajú obalené elektródy, ktorých hmotnostné percentuálne zloženie sa pohybuje v rozmedzí: uhlík C = 0,06 až 0,75 %, kremík Si = 0,1 až 0,5 %, mangán Mn = 0,7 až 1,5 %, molybdén Mo = 0,1 až 0,35 %, zvyšok tvorí železo Fe a výrobné nečistoty.

Nevýhodou ručného oblúkového navarovania je však už skôr uvedená nízka produktivita práce a nezaručená stála kvalita návaru.

Navarovanie koľajníc automatom pod tavivom iným materiálom, než uvedenými, sa nevykonávalo, pretože existoval predsudok, že pri navarovaní nelegovaného prí davného materiálu vznikne následkom metalurgických pochodov pri navarovaní prevažne difúziou uhlíka zo základného materiálu koľajníc do návaru, buď to nevhodná martenzitická štruktúra, alebo nežiaduce trhliny v návare a jeho okolí. Preto sa pri navarovaní automatom pod tavivom dosiaľ používajú vysoko legované prídavné materiály na báze chrómu Cr, niklu Ni, napríklad prídavné materiály pod obchodným označením OK - Tubrodur 15.65 a 14.71, ktoré teplom dodaným pri navarovaní a spravidla v kombinácii s predchádzajúcim ohrevom vytvoria po vychladení na vzduchu pri teplote cca 10 °C a vyššej austenitickú štruktúru návaru a martenzitickú štruktúru podnávarovej vrstvy.

Úlohou predkladaného vynálezu je taký spôsob automatického alebo poloautomatického navarovania opotrebovaných hláv koľajníc koľajového zvršku, pri ktorom sa dosiahne tvrdosť návaru v rozmedzí návaru cca 250 HV až 315 H V, čo v podstate zodpovedá tvrdosti základného materiálu koľajnice, ako aj dosiahnutiu nemennej kvality návaru s prípustnými chybami zodpovedajúcimi prípustným chybám koľajnice pri použití niekoľkonásobne lacnejšieho prídavného materiálu, ako sa dosiaľ používal pri navarovaní automatom pod tavivom. Cieľom vynálezu sú tiež úspory nákladov na predohrev koľajníc a možnosť neobmedzeného opakovania ďalších opráv navarovania.

Ďalšou úlohou predloženého vynálezu je dosiahnuť tvrdosť návaru, respektíve hornej vrstvy návaru od 285 HV do 350 HV a pri použití známych stredne a vysoko legovaných materiálov od cca 400 HV až 500 HV, bez dosiaľ nutného predhriatia úsekov koľajníc, pri podstatne nižšej spotrebe týchto drahých prídavných materiálov. Výhodnosť tohto postupu je obzvlášť zjavná pri opravách jazykov výhybiek, kde pri až dosiaľ nutnom predhriatí vznikali nežiaduce deformácie.

Podstata vynálezu

Tieto úlohy sú vyriešené význakmi uvedenými v nárokoch 1,4 a 7, pričom ďalšie výhodné význaky sú uvedené v závislých návrhoch.

Spôsob automatického alebo poloautomatického navarovania prídavného materiálu podľa vynálezu pri použití taviva s bazicitou pH =1,3 až 3,2 na opotrebované homé alebo bočné plochy koľajnicovej dráhy, napríklad hlavy koľajníc, jazykov výhybiek, srdcoviek a krížení koľajníc, ktoré sú vyrobené z ocele s hmotnostným chemickým zložením pohybujúcim sa v rozmedzí: uhlík C = 0,45 až 0,82 %, mangán Mn = 0,7 až 1,5 %, kremík Si = 0,07 až 0,55 %, zvyšok tvorí železo Fe a výrobné nečistoty. Podstata vynálezu spočíva v tom, že prídavný materiál s hmotnostným chemickým zložením : uhlík C = 0,06 až 0,10 %, mangán Mn = 0,5 až 1,5 %, kremík Si = 0,05 až 0,5 %, zvyšok tvorí železo Fe a výrobné nečistoty, sa navaruje na koľajnicu elektrickým oblúkom pri množstve dodaného tepla Q = (5,9 až 8,0 kJ/cm) . K a rýchlosti posunu v = 40 až 70 cm/min., kde Q = η . 60.U. I /v, pričom η je účinnosť, U napätie, I intenzita prúdu, v rýchlosť posunu a konštanta K = 1 pre navarovanie hornej plochy koľajnice a K = 2,6 pre navarovanie bočnej plochy koľajnice.

Spôsobom podľa uvedeného vynálezu, pri použití lacného prídavného materiálu a bez nutnosti predhriatia koľajnice, sa docieli návar, ktorého tvrdosť sa nelíši od tvrdosti základného materiálu o viac než 10 % a je teda v rozmedzí od 250 HV do 315 HV, pričom v návare ani jeho okolí sa nevyskytuje nepriaznivá martenzitická štruktúra ani trhliny. Vzhľadom na to, že chemické zloženie koľajníc aj prídavného materiálu sa pohybuje v určitých toleranciách, je vý

SK 284023 Β6 hodné, ak sa zvolia parametre navarovania hornej plochy hlavy koľajnice v tomto rozmedzí: napätie U -24 až 27 V, intenzita prúdu I = 250 až 350 A, parametre pre navarovanie bočných plôch koľajnice: napätie U = 34 až 38 V, intenzita prúdu I = 450 až 550 A. Pri navarovani týmito parametrami sa aj pri nevhodnom strete tolerancií hmotnostného chemického zloženia a nečistôt základného materiálu koľajnice a prídavného materiálu docieli vždy navar bez nepopustenej martenzitickej štruktúry a bez škodlivých trhlín. Pokiaľ je nutné dosiahnuť vyššiu tvrdosť návaru až cca 350 HV je výhodné použiť prídavný materiál s hmotnostným chemickým zložením: nikel Ni = 1,8 až 4,5 %, vanád V = 0,0 až 0,2 %, molybdén Mo = 0,0 až 0,3 %, niób Nb = = 0,0 až 0,1 %, chróm Cr = 0,0 až 0,4 %, hliník Al = 0,0 až 0,6 %, titán Ti = 0,0 až 0,1 %, pričom celkový obsah legujúcich prvkov nesmie prekročiť 5 %. Tento prídavný materiál sa navaruje pri privádzanom množstve tepla Q = (5,9 až 11,5 kJ/cm) . K pri rýchlosti posunu v = 40 až 75 cm/min., pritom je vhodné zvoliť navarovacie parametre horných plôch koľajnice v rozmedzí: napätie U = 24 až 34 V, intenzita prúdu I = 250 až 350 A, pri navarovani na bočných stenách koľajnice: napätie U = 34 až 38 V, intenzita prúdu 1 = 450 až 550 A.

Ak je potrebné dosiahnuť tvrdosť návaru hornej plochy koľajnice v rozmedzí cca 350 HV až 500 HV bez predhriatia opravovaného úseku koľajnice, je výhodné, ak sa navarí na koľajnicu predkladaným spôsobom podkladová vrstva, na ktorú sa potom navarí homá vrstva stredne alebo vysoko legovaného materiálu.

Týmto spôsobom sa jednak docieli značná úspora vysoko legovaného prídavného materiálu, ktorým sa už nevypĺňa celý obsah opotrebovanej koľajnice, ale iba jej homá povrchová časť. Okrem toho je vďaka podkladovej vrstve značne obmedzená difúzia uhlíka C zo základného materiálu koľajnice do hornej povrchovej návarovej vrstvy, takže odpadá dosiaľ nutné predhriatie opravovaného úseku. Pritom sa docieli prinajmenšom rovnaká kvalita návaru ako pri predošlom predhriatí.

Ak sa má dosiahnuť tvrdosť návaru cca 400 HV, ktorá sa pri následnom mechanickom spevňovaní pri prevádzke už markantne nezvyšuje, je výhodné navariť na podkladovú vrstvu viac legovaný materiál so smerným hmotnostným zložením: uhlík C = 0,15 %, kremík Si = max 0,5 %, mangán Mn = 1,1 %, chróm Cr =1 %, nikel Ni - 2,3 %, molybdén Mo = 0,5 %, hliník Al = 1,4 %, zvyšok tvorí železo Fe a výrobné nečistoty.

Ak sa má dosiahnuť navar, ktorého tvrdosť dosiahne pri následnom mechanickom spevňovaní až 500 HV, je výhodné navariť na podkladovú vrstvu vysoko legovaný prídavný materiál so smerným hmotnostným chemickým zložením: uhlík C = 0,3 %, kremík Si = 0,55 %, mangán Mn = = 13,5 %, chróm Cr = 16 %, nikel Ni = 1,7 %, molybdén Mo = 0,8 %, vanád V = 0,6 %, zvyšok tvorí železo Fe a výrobné nečistoty.

Z dôvodu vytvorenia čo možno najmenej zvlneného obrysu návaru, a tým zjednodušenia nasledujúceho prebrúsenia, ako aj vhodného prevarenia je výhodné, ak zviera os hubice, ktorou je privádzaný prídavný materiál vo forme drôtu, s kolmicou uhol α = 0 až 45°.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Ďalšie prednosti podľa vynálezu sú schematicky znázornené na vybraných príkladoch uskutočnenia návaru. Na priložených výkresoch je znázornený príklad profilu koľajníc, na ktorých opotrebované hlavy sa navaruje prídavný materiál podľa vynálezu, kde jednotlivé obrázky predstavujú:

obr. 1 - Priečny rez žliabkovou alebo električkovou koľajnicou.

obr. 2 - Priečny rez hlavovou alebo železničnou koľajnicou, obr. 3 - Spojenie koncov dvoch hlavových koľajníc.

obr. 4 - Prierez hlavovej koľajnice (pozri obr. 3) pri navarovaní.

obr. 5 - Jazyk výhybky.

obr. 6 - Prierez jazykom výhybky (pozri obr. 5) pri navarovaní.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Na priloženom obrázku 1 je znázornená hlava žliabkovej - električkovej koľajnice a na obrázku 2 je znázornená hlava hlavovej- železničnej koľajnice v reze, kde vyšrafovaná časť znázorňuje tvar opotrebovanej hlavy a nevyšrafované časti ju dopĺňajú na pôvodný neopotrebovaný tvar. Opotrebovaná homá časť hlavy koľajnice je označená vzťahovou značkou 1 a opotrebovaná bočná časť hlavy je označená vzťahovou značkou 2. Opotrebované plochy sa očistia, zbrúsia do kovového lesku a hlava sa doplní do pôvodného tvaru navarením prídavného materiálu, ktorým je navarovací drôt 9, automatom pod tavivom 7, pri ďalej uvedených parametroch. Húsenice 4, 4’ návaru sa nanášajú na nepredhriate koľajnice koľajového zvršku v pozdĺžnom smere pri teplote okolitej atmosféry vyššej alebo rovnajúcej sa 10 °C a pred nasledujúcim nanesením nasledujúcej susednej alebo hornej húsenice sa predchádzajúca húsenica vždy očistí. Ako je zjavné z obrázku 2, zviera os hubice os 8, ktorou je privádzaný navarovací drôt 9, s kolmicou 3 uhol v rozmedzí α = 0° až 45°, čím sa docieli jednak minimálne zvlnenie navarenej plochy, tvorenej obálkou 4, 4’ a jednak vhodný návar. Húsenice 4, 4’ sa navarujú na základný materiál koľajnice na ploche stavenia 5, 5’ a na bočnú, respektíve hornú plochu predchádzajúcej húsenice. Plocha stavenia 5 hornej húsenice 4 je K-krát väčšia než plocha stavenia 5’ bočnej húsenice 4’, pričom K = 2,6. V tomto pomere tiež difunduje pri navarovani uhlík zo základného materiálu koľajnice do návaru pri rovnakom vnášanom teple Q, takže pri navarovani bočných húseníc 4’ je možné zvýšiť tepelný príkon Q_b na hodnotu Q_b = Q_b. K bez toho, aby sa výrazne zvýšil obsah uhlíka v bočnom návare, pričom Q_b = dodané teplo Q pri navarovani bočnej plochy, Q_h = dodané teplo pri navarovani hornej plochy.

K = konštanta 2,6

Q = η . 60 .U. I/v(kJ/cm) η = účinnosť zdroja (0,95 pri navarovani automatom pod tavivom)

U = zváracie napätie (V)

I = intenzita zváracieho prúdu (A) v = rýchlosť posunu navarovacej hubice (cm/min.)

Obsah uhlíka v návare značne ovplyvňuje štruktúru návaru a nesmie byť vyšší než 0,3 hmotnostných %, aby návar neobsahoval martenzitickú štruktúru a nežiaduce trhliny.

Hmotnostné percentuálne chemické zloženie oceľových koľajníc, na ktoré sa návar uskutočňuje: uhlík C = 0,4 až 0,85 %, mangán Mn = 0,7 až 1,45 %, kremík Si = 0,08 až 0,55 %, pričom zvyšok tvorí železo Fe a výrobné nečistoty. Ide napríklad o koľajnice podľa podnikovej normy TŽ 4201150 firmy „Železámy Tŕinec AG“ - CZ, ktoré sú vyrobené z oceli známych pod obchodným označením 75 ČSD s tvrdosťou cca 250 HV, 85 ČSD -Vk s tvrdosťou cca 270 HV a 95 ČSD - Vk s tvrdosťou cca 290 HV. Navaro

SK 284023 Β6 vanie sa uskutočňuje automatom pod tavivom s bazicitou pH =1,3 až 3,2, napríklad ta vi vo s obchodným označením OK 10.71. Navaruje sa nelegovaným prídavným materiálom vo forme drôtu s hmotnostným chemickým percentuálnym zložením: uhlík C = 0,06 až 0,10 %, mangán Mn = = 0,5 až 1,5 %, kremík Si = 0,05 až 0,50 %; zvyšok tvorí železo Fe a výrobné nečistoty.

V nasledujúcej tabuľke I sú uvedené parametre prídavného materiálu - navarovacieho drôtu pod obchodným označením A106 so smerným hmotnostným percentuálnym chemickým zložením: uhlík C = 0,07 %, kremík Si = 0,06 %, mangán Mn =1,11 %, fosfor P = 0,009 %, sira S = 0,011 % na horné plochy (poradové číslo 1 až 12) a na bočné plochy (poradové číslo 13 až 17) hláv koľajníc 75 CSD a 95 ČSDVk, ktorými sa docieli navar maximálne o 10 % vyšší než tvrdosť základného materiálu koľajnice, t. j. v rozmedzí 250 až 350 HV, neobsahuje martenzit, pričom prípustné chyby zodpovedajú prípustným chybám základného materiálu koľajnice. Táto tvrdosť návaru je vhodná na opravy úsekov koľajového zvršku s nižšou požadovanou tvrdosťou, napr. oblúkov alebo rovných úsekov dráhy.

Tabuľka č. 1

Por. číslo	Typ koľajnice	Parametre navarovania	Dodané teplo Q (kJ/cm)	Tvrdosť HV
U (V)	I(A)	v (cm/min.)
1	95 ČSD-Vk	24	350	75	6,38	287
2		24	350	61	7,85	295
3		24	360	75	6,57	315
4		27	300	75	6,15	310
5	75 ČSD	24	250	43	7,95	255
6		24	250	57	6,00	260
7		24	300	60	6,84	267
8		24	350	61	7,85	265
9		24	360	75	6,57	270
10		24	280	65	5,90	265
11		24	330	57	7,92	263
12		27	350	75	7,18	271
13		34	450	60	14,50	252
14		34	450	45	19,30	264
15		34	550	55	19,38	272
16		36	450	60	15,39	258
17		38	550	60	19,90	261

Ak je potrebné dosiahnuť tvrdosť návaru od 285 do 350 HV, je výhodné použiť prídavný materiál s nasledujúcim chemickým zložením v hmotnostných percentách: uhlík C = 0,06 až 0,10 %,mangán Mn = 0,5 až 1,5 %, kremík Si = 0,05 až 0,5 %, nikel Ni =1,8 až 4,5 %, vanád V = 0,0 až 0,2 %, molybdén Mo = 0,0 až 0,3 %, niób Nb = 0,0 až 0,1 %, chróm Cr = 0,0 až 0,4 %, hliník Al = 0,0 až 1,6 %, titán Ti = 0,0 až 0,1 %, zvyšok je železo Fe a výrobné nečistoty, pričom spodná hranica uvedených legujúcich prvkov môže byť 0,0 % a súčet všetkých prvkov neprekročí 5 %. Ide o prídavný materiál známy pod obchodným označením A234 so smerným chemickým zložením v hmotnostných percentách: uhlík C = 0,07 %, kremík Si = = 0,3 %, mangán Mn = 1,2 %, nikel Ni = 2,3%, fosfor P = = 0,01 I %, síra S = 0,14 %, ktorý sa navaruje pri parametroch uvedených v tabuľke 2, v ktorej sú tiež uvedené tvrdosti návaru, táto tvrdosť sa nezvyšuje pri nasledujúcom mechanickom namáhaní v prevádzke koľajnicového zvršku.

Tabuľka č. 2

Por. číslo	Typ koľajnice	Parametre navarovania	Dodané teplo Q (kJ/cm)	Tvrdosť HV
U (V)	I(A)	v (cm/min.)
1	75CSD	25	250	60	5,94	328
2		25	300	60	7,13	328
3		34	350	60	11,31	339
4		34	480	60	15,50	286
5		38	550	60	19,86	289
6	95 ČSD-Vk	34	450	60	14,54	292
7		25	250	60	6,18	332
8		30	330	60	9,41	346
9		34	480	60	15,50	297
10		38	550	60	19,86	296

Poradové čísla 1 až 3 ako aj 7 a 8 opisujú príklady navarovania na hornej ploche koľajnice, zatiaľ čo poradové čísla 4 až 6 ako aj 9 a 10 opisujú príklady navarovania na bočnej strane koľajnice.

Predložený spôsob automatického a poloautomatického navarovania opotrebovaných úsekov hláv koľajnice vyžaduje vhodnú kombináciu chemického zloženia materiálu, navarovaného prídavného materiálu a zváracích parametrov, to znamená napätia U, prúdovej intenzity I a rýchlosti posunu v, v rámci uvedených hodnôt dodaného tepla Q. Dodané teplo Q sa pri navarovaní hornej plochy koľajnice pohybuje v rozmedzí Q_H = 5,9 až 11,5 kJ/cm, rýchlosť navarovania v_H = 40 až 75 cm/min., napätie Uh= 24 až 34 V a prúdová intenzita Ih= 250 až 350 A, dodané teplo Q_B pre navarovanie bočných plôch koľajnice sa pohybuje v rozmedzí Q_b =15,3 až 29,9 kJ/cm, rýchlosť navarovania v_B = = 40 až 75 cm/min., napätie U_B = 34 až 38 V, prúdová intenzita I_B= 450 až 550 A.

Pri navarovaní uvedenými parametrami je potlačená difúzia uhlíka do návaru, takže návar obsahuje uhlík C v rozmedzí 0,1 až 0,3 %, takte privedené teplo Q zaručuje, že pri ochladzovaní na vzduchu pri teplote rovnajúcej sa alebo vyššej 10 °C sa neprekročí kritická rýchlosť ochladzovania, ktorá vedie ku vzniku martenzitických štruktúr a v návare ani jeho okolí nevzniknú žiadne trhliny.

Ak je potrebné dosiahnuť tvrdosť návaru od cca 350 HV až do cca 500 HV, čo je nutné pri opravách extrémne namáhaných úsekov koľajníc, ako napríklad spojení koncov koľajníc (pozri obr. 3), jazykov výhybiek (pozri obr. 5 a 6), srdcoviek a krížení koľajníc, postupuje sa nasledujúcim spôsobom: opotrebované plochy sa očistia a zbrúsia do kovového lesku a nanesie sa jedna podkladová vrstva v hrúbke minimálne 1 húsenice 4, 4’, a to prídavným materiálom a postupom podľa patentových nárokov 1 a 4. Na túto podkladovú vrstvu sa navaria ďalšie húsenice 44, 44’ až dosiaľ používaným materiálom pod obchodným označením OK - Tubrodur 15.43 so smerným chemickým zložením v hmotnostných percentách: uhlík C = 0,15 %, kremík Si = max 0,5 %, mangán Mn = 1,1 %, chróm Cr =1 %, nikel Ni = 2,3 %, molybdén Mo = 0,5 %, hliník Al = 1,4 %, zvyšok tvorí železo Fe a výrobné nečistoty. Tiež je možné použiť prídavný materiál OK -Tubrodur 15.65 so smerným chemickým zložením: uhlík C = 0,3 %, kremík Si = 0,55 %, mangán Mn =13,5 %, chróm Cr =16,5 %, nikel Ni = 1,7 %, molybdén Mo = 0,8 %, vanád V = 0,6 %, zvyšok tvorí železo Fe a výrobné nečistoty, podkladovú vrstvu môžu tvoriť jedna alebo viac vrstiev navarovacích húseníc 4,4’ a horná vrstva môže byť tvorená jednou alebo viacerými vrstvami navarených húseníc 44,44’.

Parametre navarovania hornej povrchovej vrstvy stredne alebo vysoko legovaným materiálom sú odporúčané výrobcom a sú všeobecne známe. Navarovaním podkladovej vrstvy s nízkym obsahom uhlíka sa dosiahne zníženie obsahu uhlíka v návare povrchovej vrstvy stredne alebo vysoko legovaného materiálu. Tým sa dosiahne stálosť návaru proti krehkému porušeniu a tvrdosť návaru podľa požiadaviek na dané exponované úseky (napríklad pri použití OK -

- Tubrodur 15.43 od 350 do 400 HV a pri použití OK -

- Tubrodur 15.65 od 400 do 500 HV). Spôsob navarovania opotrebovaných úsekov koľajníc koľajnicovej dráhy je možné využiť pri opravách vysoko opotrebovaných koľajníc železničných, električkových, žeriavových, lanovkových a iných analogických dráh, rovnako ako jazykov výhybiek a srdcoviek a krížení koľajníc. Predložený postup v žiadnom prípade nemení tvar a prierez koľajnice alebo dielu koľajového zvršku.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Spôsob automatického alebo poloautomatického navarovania prídavného materiálu s použitím taviva s bazicitou pH = 1,3 až 3,2 na opotrebované horné alebo bočné plochy koľajnicovej dráhy, ako napríklad hláv koľajníc, výhybkových jazykov a srdcoviek, krížení koľajníc, obzvlášť električkového a železničného zvršku s hmotnostným chemickým zložením oceľových koľajníc pohybujúcim sa v rozmedziach: uhlík C = 0,45 až 0,82 %, mangán Mn = 0,7 až 1,5 %, kremík Si = 0,7 až 0,55 %, pričom zvyšok tvorí železo Fe a výrobné nečistoty, vyznačujúci sa tým, že prídavný materiál s hmotnostným chemickým zložením v rozmedzí: uhlík C = 0,06 až 0,10 %, mangán Mn = 0,5 až 1,5 %, kremík Si = 0,05 až 0,5 %, zvyšok tvorí železo Fe a výrobné nečistoty, sa nanáša na hlavu koľajnice elektrickým oblúkom pri množstve privedeného tepla Q = (5,9 až 8,0 kJ/cm). K a rýchlosti navarovania v = 40 až 75 cm/min., kde Q = η . 60 . U . I/v, kde η je účinnosť, U je napätie, I je intenzita prúdu, v je rýchlosť navarovania, kde K = 1 pre navarovanie hornej plochy koľajnice a K = 2,6 pre navarovanie bočnej plochy koľajnice.
2. Spôsob navarovania podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že parametre navarovania hornej plochy koľajnice sa volia v rozmedzí napätia U = 24 až 27 V a intenzita prúdu I = 250 až 350 A.
3. Spôsob navarovania podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že parametre navarovania bočnej plochy koľajnice sa pohybujú v rozmedzí napätia U = = 34 až 38 V a intenzita prúdu I = 450 až 550 A.
4. Spôsob automatického alebo poloautomatického navarovania prídavného materiálu s použitím taviva s bazicitou pH =1,3 až 3,2 na opotrebované horné alebo bočné plochy koľajnicovej dráhy, ako napríklad hláv koľajníc, výhybkových jazykov a srdcoviek, krížení koľajníc, obzvlášť električkového a železničného zvršku s hmotnostným chemickým zložením oceľových koľajníc pohybujúcim sa v rozmedziach: uhlík C = 0,45 až 0,82 %, mangán Mn = 0,7 až 1,5 %, kremík Si = 0,7 až 0,55 %, pričom zvyšok tvorí železo Fe a výrobné nečistoty, vyznačujúci sa tým, že prídavný materiál s chemickým zložením v hmotnostných percentách je v rozmedzí: uhlík C = 0,06 až 0,10 %, mangán Mn = 0,5 až 1,5 %, kremík Si = 0,05 až 0,5 %, nikel Ni =1,8 až 4,5 %, vanád V = 0,0 až 0,2 %, molybdén Mo = 0,0 až 0,3 %, niób Nb = 0,0 až 0,1 %, chróm Cr = 0,0 až 0,4 %, hliník Al = 0,0 až 1,6 %, titán Ti = 0,0 až 0,1 %, kde celkový súčet obsahov niklu Ni, vanádu V, molybdénu Mo, nióbu Nb, chrómu Cr, hliníka Al a titánu Ti neprekročí 5 %, zvyšok tvorí železo Fe a výrobné nečistoty, pričom navarovanie na koľajnicu sa uskutočňuje pomocou elektrického oblúka pri množstve dodaného tepla Q = (5,9 až 11,5 kJ/cm). K a rýchlosti navarovania v = 40 až 75 cm/min., kde Q = η . 60 . U . I/v, kde η = účinnosť, U = napätie, I = intenzita prúdu, v = rýchlosť navarovania, kde K = 1 pre navarovanie hornej plochy koľajnice a K = = 2,6 pre navarovanie bočnej plochy koľajnice.
5. Spôsob navarovania podľa nároku 4, vyznačujúci sa tým, že parametre navarovania hornej plochy koľajnice sa volia v rozmedzí: napätie U = 24 až 34 V a intenzita prúdu I = 250 až 350 A.
6. Spôsob navarovania podľa nároku 4, vyznačujúci sa tým, že parametre navarovania na bočnej ploche koľajnice sa volia v rozmedzí: napätie U = = 34 až 38 Va intenzita prúdu I = 450 až 550 A.
7. Spôsob navarovania podľa nárokov 1 a 4, vyznačujúci sa tým, že na takto navarenú vrstvu sa navarí vrstva z viac legovaného materiálu.
8. Spôsob navarovania podľa nároku 7, vyznačujúci sa tým, že sa použije viac legovaný prídavný materiál so smerným chemickým zložením: uhlík C = 0,15 %, kremík Si = max 0,5 %, mangán Mn = 1,1 %, chróm Cr = 1,0 %, nikel Ni = 2,3 %, molybdén Mo = 0,5 %, hliník Al = 1,4 %, kde zvyšok tvorí železo Fe a výrobné nečistoty.
9. Spôsob navarovania podľa nároku 7, vyznačujúci sa tým, že sa použije viac legovaný prídavný materiál so smerným chemickým zložením: uhlík C = 0,3 %, kremík Si = 0,55 %, mangán Mn =13,5 %, chróm Cr =16,0 %, nikel Ni =1,7 %, molybdén Mo = 0,8 %, vanád V = 0,6 %, kde zvyšok tvorí železo Fe a výrobné nečistoty.
10. Spôsob navarovania podľa nárokov 1 a 4, vyznačujúci sa tým, že prídavný materiál sa privádza hubicou tak, že os hubice zviera s vertikálou uhol α = 0 až 45°.