UA56221C2 - Спосіб зварювання залізничних рейок (варіанти), пристрій для здійснення способу та бар'єрна пластина - Google Patents

Спосіб зварювання залізничних рейок (варіанти), пристрій для здійснення способу та бар'єрна пластина Download PDF

Info

Publication number
UA56221C2
UA56221C2 UA99105446A UA99105446A UA56221C2 UA 56221 C2 UA56221 C2 UA 56221C2 UA 99105446 A UA99105446 A UA 99105446A UA 99105446 A UA99105446 A UA 99105446A UA 56221 C2 UA56221 C2 UA 56221C2
Authority
UA
Ukraine
Prior art keywords
specified
gap
barrier plate
bases
indicated
Prior art date
Application number
UA99105446A
Other languages
English (en)
Russian (ru)
Inventor
Майкл Дж. МОРЛОК
Original Assignee
Лінкольн Глобал, Інк.
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
Priority claimed from US09/167,463 external-priority patent/US6069333A/en
Application filed by Лінкольн Глобал, Інк. filed Critical Лінкольн Глобал, Інк.
Publication of UA56221C2 publication Critical patent/UA56221C2/uk

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00Arc welding or cutting
    • B23K9/0026Arc welding or cutting specially adapted for particular articles or work
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00Arc welding or cutting
    • B23K9/02Seam welding; Backing means; Inserts
    • B23K9/0213Narrow gap welding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00Arc welding or cutting
    • B23K9/02Seam welding; Backing means; Inserts
    • B23K9/0216Seam profiling, e.g. weaving, multilayer
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00Arc welding or cutting
    • B23K9/02Seam welding; Backing means; Inserts
    • B23K9/038Seam welding; Backing means; Inserts using moulding means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00Arc welding or cutting
    • B23K9/06Arrangements or circuits for starting the arc, e.g. by generating ignition voltage, or for stabilising the arc
    • B23K9/067Starting the arc
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00Arc welding or cutting
    • B23K9/16Arc welding or cutting making use of shielding gas
    • B23K9/162Arc welding or cutting making use of shielding gas making use of a stationary fluid
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01BPERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B11/00Rail joints
    • E01B11/44Non-dismountable rail joints; Welded joints
    • E01B11/50Joints made by electric welding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/26Railway- or like rails

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
  • Arc Welding In General (AREA)
  • Machines For Laying And Maintaining Railways (AREA)
  • Arc Welding Control (AREA)

Abstract

Спосіб дугового зварювання в середовищі захисного газу сталевих рейок, розділених одна від одної для утворення поздовжнього проміжку між ними, включає етапи встановлення довгастої сталевої бар'єрної пластини у цьому проміжку біля низу розділених рейок і заповнення проміжку вище бар'єрної пластини розплавленою сталлю з рухомого присадного металевого електрода у процесі електричного дугового зварювання у середовищі захисного газу. Бар'єрна пластина має центральну частину, що вміщена у проміжок, і поздовжньо витягнуті заглиблення, відкриті назовні у поперечному напрямку, поблизу центральної частини, які заходять під підошви рейок у нижній частині проміжку. Пристрій для реалізації способу містить названу бар’єрну пластину і зварювальний засіб, що містить рухомий електрод з присадним металом.

Description

Опис винаходу
Ця заявка є частковим продовженням заявки Мо167463, що була подана 7 жовтня 1998 року і являла собою часткове продовження заявки Мо802,935, поданої 21 лютого 1997 року, нині - патенту США Мо5877468, виданого 2 березня 1997 року.
Цей винахід відноситься до способу та пристрою для зварювання розділених кінців сталевих рейок, зокрема, зварювання двох розділених залізничних рейок "в полі" методом дугового зварювання.
Хоч винахід буде проілюстрований і докладно описаний тут у зв'язку зі зварюванням залізничних рейок, треба розуміти, що винахід може бути застосований для зварювання інших типів рейок, таких як кранові рейки та інші рейки для підтримання колісних транспортних засобів або пристроїв.
Багато років величезну кількість робіт було присвячено з'єднанню розділених залізничних рейок способом стикового зварювання того чи іншого типу. Такі спроби взагалі виявилися дорогими і невдалими через обмеження застосованих процесів, час, необхідний для здійснення процесу зварювання, вартість виконання 12 процесу зварювання і(або) непридатність для отримання вдалих, довговічних з'єднань. У патенті Мо4429207 на ім'я Девлетяна (ЮОеміейап) проілюстровано найпоширеніший процес електродугового зварювання, в якому застосовується спосіб електрошлакового зварювання для заповнення проміжків між розділеними залізничними рейками "в полі". Цей процес включає в себе заповнення проміжку між рейками ванною розплавленого металу, покритою придатним шлаком. Щоб запобігти витіканню маси розплавленого металу з проміжку між рейками, застосовано бокові форми і нижню деталь, що створює великий виступ металу нижче рейок, який простягається за межі фактичного проміжку. Цей попередній патент ілюструє модифікований спосіб електрошлакового зварювання (ЕШЗ), який можна застосувати "в полі", де рейки неможливо перевернути "догори ногами" для нормального зварювання. Пояснено переваги електрошлакового зварювання над нормальним термітним способом, що звичайно застосовується сьогодні. У цьому описі показано, що термітний спосіб має суттєві с 29 недоліки, які, як відомо, спричиняють численні невдачі "в полі". Цей патент включено сюди шляхом посилання, Ге) щоб описати спосіб електрошлакового зварювання, незважаючи на те, що цей спосіб було відкинуто як непрактичний з огляду на його очевидні недоліки і нездатність отримати рівномірні і надійні шви "в полі".
Справді, цей спосіб мусить використовувати великі маси розплавленого металу, що створює проблеми "в полі".
Як декларовану перевагу над електрошлаковим способом в патенті Мо5175405 на ім'я Каріміне (Кагітіпе) -- описано поєднання електрошлакового способу зі способом дугового зварювання у середовищі захисного газу. У су цьому патенті пропонується автоматизований спосіб зварювання для стикового зварювання розділених кінців залізничних рейок із застосуванням процесу дугового зварювання у захисному газі в поєднанні з с електрошлаковим процесом. Детально обговорюються недоліки поширеного у практиці способу термітного Ге) зварювання і випробуваного раніше способу зварювання закритою дугою. Як указано в описі, термітний спосіб
Зо утворює з'єднання, які мають неприпустимо велику частоту браку, однак з огляду на економіку, час і о неспроможність отримати вдалий процес дугового зварювання, цьому термітному процесу ще й досі віддають перевагу "в полі". Недоліком способу безперервного дугового зварювання, який обговорювався, зокрема в цьому патенті, є неможливість запалити дугу і необхідність запалювання і гасіння дуги після виконання процесу « зварювання. Для усунення деяких з цих недоліків в цьому патенті обговорюється застосування процесу дугового З 50 зварювання під флюсом в нижній частині проміжку між рейками для забезпечення надійного старту процесу с зварювання для подальшого безперервного дугового зварювання. Патент Мо5175405 (Каптіпе) включено сюди з» як посилання, щоб розкрити недоліки термітного процесу, способу зварювання закритою дугою і способу зварювання під флюсом; всі вони були випробувані і не мали успіху "в полі". Рішенням, що запропоновано у патенті Мо5175405 (Кагітіпе), є застосування способу електричного дугового зварювання у захисному газі у сполученні з процесом електрошлакового зварювання, в якому спосіб електричного дугового зварювання у і-й захисному газі застосовується біля основи проміжку для усунення недоліків попередніх спроб використати
Ге»! повністю електрошлакове зварювання. Однак цей процес з використанням дугового зварювання у захисному газі біля основи проміжку не міг би мати успіх "в полі" внаслідок того факту, що не існує спосіб, який забезпечить ді точний старт і відкладення першого шару присадного металу у нижній частині проміжку. ка 20 Ці два патенти, включені сюди шляхом посилання, ілюструють недоліки попереднього рівня галузі, до якої належить цей винахід, коли було випробувано без успіху сполучення різних типів процесів дугового зварювання.
З Внаслідок цього загально визнаний недосконалим термітний процес є єдиним процесом, який широко застосовується для введення розплавленого металу між розділеними рейками з метою з'єднання таких рейок "в полі". 29 Залізничні рейки необхідно встановлювати й ремонтувати шляхом з'єднання кінців рейок, коли вони
ГФ) знаходяться в експлуатації або збираються для використання "в полі". Процес з'єднування дає з'єднання між рейками, яке має високу міцність, піддається металургійному регулюванню, не буде розтріскуватися і може бути о виконане економічно за дуже короткий час. Як критерій для такого процесу зварювання, процес мусить виконуватися суттєво швидше, ніж за 45 хвилин, інакше такий процес спричинить затримку або змінювання 60 маршруту залізничного руху. Зараз застосовуються два процеси для з'єднання рейок "в полі". Перший процес - це термітний спосіб, в якому розділені рейки оточують придатною пісковою формою, і сталь розплавляють і заливають у форму для заповнення проміжку між розділеними рейками. Після твердіння розплавленого металу рейки стають з'єднаними; однак цей процес, який застосовується універсально, має частоту браку, яка, згідно з повідомленнями, може досягати 75905. Крім того, розплавлена сталь, залита у проміжки між рейками, повинна бо розплавляти рейки. Ця вимога щодо розплавлення не завжди виконується, що також вносить свій внесок у кількість бракованих з'єднань, виконаних "в полі" термітним процесом. Щоб різко зменшити недоліки універсально вживаного термітного процесу, в якому сталь заливають у проміжки між рейками, кінці рейок можуть бути з'єднані методом стикового зварювання оплавленням, при якому кінці рейок зводять докупи надзвичайно великими зусиллями, коли електричний струм проходить між рейками. Це спричиняє розплавлення кінців рейок і їх зварювання під тиском. Цей процес різко зменшує частоту браку з'єднання до менш ніж 10905.
Однак процес стикового зварювання рейок оплавленням краще здійснювати у виробничому підприємстві, де рейки не прикріплені до шпал і їх можна притискати одна до одної за допомогою стаціонарного гідравлічного устаткування. Щоб подолати недоліки універсально вживаного термітного процесу, метод стикового зварювання 7/0 оплавленням було модифіковано для застосування "в полі". Однак час, потрібний для такого процесу зварювання, значно довший, ніж для термітного процесу, оскільки рейки мають бути стягнуті під час операції гідравлічного зведення, і ця операція потребує від'єднання одної чи обох рейок від шпал. Ця ручна операція має бути виконана у зворотному порядку після завершення процесу зварювання, що потребує дуже багато часу.
Стикове зварювання оплавленням поглинає частину рейок, що спричиняє труднощі після закінчення процесу /5 Зварювання. До того ж може виявитися необхідним вварювати відрізки рейок у рейку для забезпечення необхідного для шва рейкового матеріалу.
Крім того, невигідно транспортувати гідравлічне обладнання, потрібне для створення величезного тиску між рейками, до віддалених місць, що необхідно "в полі". Процес стикового зварювання, крім того, утворює грат у формі валика навколо периферії з'єднаних рейок, який необхідно зрізати і потім зашліфувати, для того щоб 2о надати можливість гладкої роботи, а також запобігти концентрації напружень у з'єднанні під час використання.
Навіть незважаючи на те, що процес стикового зварювання оплавленням різко зменшує кількість браку з'єднань, зроблених "в полі", термітний процес все ще застосовується, оскільки його можна здійснити швидко простим укладенням форми навколо проміжку між розділеними рейками. Цей процес не потребує великого гідравлічного обладнання і є порівняно дешевим. Кількість браку компенсується повторним виконанням термітного процесу с ов Після бракування з'єднання. При здійсненні цього необхідно вирізати велику ділянку рейки і вставити на вільне місце новий відрізок рейки. Таким чином, брак термітного з'єднання звичайно спричиняє необхідність двох і) замінних термітних з'єднань з їхньою схильністю до браку. Як можна побачити, навіть незважаючи на те, що термітний процес застосовується універсально, існує суттєва необхідність у деякому процесі, який буде з'єднувати рейки "в полі", причому цей процес мусить давати низьку кількість браку, але зберігати переваги, "де зо притаманні термітному процесу. Ця необхідність існувала багато років. Періодично випробували процеси дугового зварювання, такі як електрошлакове, безперервне дугове зварювання, дугове зварювання під флюсом і с їх сполучення. Жоден з цих процесів не мав успіху, оскільки вони використовують непрактично велике с обладнання, потребують неприпустимо довгого часу для зварювання і кінцевого шліфування і не дають припустиму невелику кількість браку. Процес дугового зварювання, особливо у нижній частині проміжку між ісе) з5 рейками, був незадовільним. Крім того, ці попередні спроби застосування дугового зварювання для з'єднання ю кінців розділених залізничних рейок були дорогими, потребували складного обладнання і вимагали значного часу для підготовки до процесу зварювання і фактичного здійснення процесу зварювання. Такий час недоступний при зварюванні рейок "в полі".
Цей винахід відноситься до способу та пристрою для застосування дугового зварювання в середовищі « захисного газу для з'єднання розділених кінців рейок, наприклад, залізничних рейок, "в полі", причому спосіб з с і пристрій дають як наслідок економічну, швидку і механічно й металургійно обгрунтовану технологію. . Залізничні рейки мають практично стандартну форму у поперечному перерізі практично стандартну форму, в а якій є нижня основа з опорною підошвою, причому підошва є порівняно широкою для того, щоб мати можливість встановити рейку в стабільному положенні на рознесені шпали. Над основою є вертикальна шийка, яка плавно переходить у верхню головку, що контактує з колесами. Цю головку часто гартують для забезпечення кращої с зносостійкості, коли колеса поїзда котяться по рейках. Твердість у зоні головки особливо важлива на викривлених ділянках колії, оскільки між колесами і рейками існує проковзування внаслідок суцільної
Ме, конструкції осі між поперечно рознесеними залізничними колесами. Крім того, рейки повинні мати гладку головку ко для відвернення вібрації вагонів, що проходять по рейках. Ця потреба у зниженні вібрації спричинила суттєве
Збільшення бажання зварювати рейки фактично в стик у рейкових системах, розрахованих на великі швидкості і о великі навантаження. У далекому минулому рейки не зварювали одна з одною, що спричиняло характерну як вібрацію поїздів, що проходили по рейкам. З появою залізничних систем, розрахованих на високі швидкості, високі навантаження і з сучасними технологіями рейки мають бути з'єднані в довгу безперервну рейку, що підвищило потребу у процесах з'єднання, які виконуються "в полі" і вдосконаленням яких є цей винахід. Винахід усуває недоліки термітного способу і способу стикового зварювання оплавленням.
Згідно з цим винаходом, кінці рейок, що підлягають з'єднанню, відокремлюють один від одного для утворення (Ф, проміжку, який має нижній розхил. Цей проміжок має достатню ширину для здійснення дугового зварювання у ка захисному газі шляхом введення присадного металу і пістолета у проміжок. Згідно з винаходом, між рейками у нижній частині проміжку заклинюють довгасту сталеву бар'єрну пластину з довжиною, яка в цілому відповідає бо ширині рейок у підошві, і шириною, яка перевищує ширину проміжку. Таким чином, у нижніх частинах підошвових зон проміжку ця сталева бар'єрна пластина вводиться для утворення перекриття між розділеними рейками. Ця операція заклинювання створює контакт між бар'єрною пластиною і двома рейками, кожна з яких заземлена.
Після заклинювання бар'єрної пластини на своє місце внизу проміжку між рейками цей проміжок заповнюють розплавленим металом у процесі дугового зварювання в захисному газі який починають введенням 65 зварювального пістолета зверху вниз, доки не відбудеться контакт присадного металу електрода з бар'єрною пластиною. Товщина пластини звичайно становить одну восьму дюйма (3,175мм), але може лежати в інтервалі від 0,050 дюйма до 0,300 дюйма (від 1,27мм до 7,62мм). Оскільки цю нижню бар'єрну пластину туго заклинено між рейками у нижній частині проміжку, то процес зварювання починається з приведення присадного металевого електрода у контакт з бар'єрною пластиною. Таким чином, зварювання відбувається наверху порівняно суттєво фіксованої бар'єрної пластини згідно зі стандартною методикою газового зварювання. У нижній частині спосіб газового зварювання являє собою дугове зварювання зі струминним переносом металу ("зварювання розпилюванням") при постійній напрузі. Цей процес забезпечує сильне нагрівання і проникнення до нижнього шару розплавленого металу. Електрод являє собою електрод зі стержнем з високоміцного, низьколегованого металу, в якому матеріал стержня постачає необхідні легуючі метали. Електрод з металевим стержнем /о захищений придатним захисним газом. На практиці електрод з металевим стержнем являє собою електрод МС 1100 Ощіегзпіеїа, з газовим захистом із 9595 аргону і 595 діоксиду вуглецю або кисню. Метал стержня електрода вибрано так, щоб він пасував до металу, з якого виконано розділені рейки, для надання необхідної границі плинності. Газовий захист утворюється навколо електрода з металевим стержнем, що просувається вперед, згідно зі стандартною практикою - або в режимі струминного перенесення, або у використаному після нього 7/5 їмпульсному режимі дугового зварювання. У цьому процесі утворюється дуже мало шлаку, що було проблемою в процесі зварювання під флюсом і електрошлаковому процесі. Такий шлак, що утворювався у названих процесах, може спричинити включення в металі, особливо біля поверхні розділу між розплавленим металом і кінцями рейок. Ці включення спричиняють брак.
У цьому винаході використовується процес дугового зварювання в середовищі захисного газу в імпульсному 2о режимі або в режимі струминного перенесення при постійній напрузі, причому режим струминного перенесення застосовується на дні проміжку поблизу нової бар'єрної пластини, заклиненої між розділеними рейками. У винаході застосовується високоефективне джерело живлення з числовим управлінням, з комплексним високошвидкісним управлінням формою хвилі. На практиці застосовується джерело живлення і іпсоЇп ЕІесігіс
Роуегмаме 450, яке має можливість переключення безпосередньо від зварювання зі струминним перенесенням сч ов металу при постійній напрузі на процес імпульсного зварювання з належним управлінням. У кожному випадку процес зварювання за цим винаходом являє собою процес електродугового зварювання в середовищі захисного і) газу, який створює сильний нагрів, необхідний для забезпечення мідної металевої поверхні розділу між кінцями рейок і металом шва, що створюється електродом з металевим стержнем у процесі його просування вперед у напрямку ванни розплавленого металу згідно зі стандартною практикою зварювання. Перед виконанням цієї «- зо операції рейки попередньо розігрівають до температури близько 900" (48272). Перший шар металу шва відкладають з поглинанням бар'єрної пластини, заклиненої між рейками, шляхом просування електрода по с проміжку (поперек рейок), в той час як він рухається у перпендикулярному напрямку вздовж рейок. Кореневий с шар утворюється в процесі зварювання зі струминним перенесенням металу, як і наступні декілька шарів, для надання можливості високого проникнення і сильного нагріву в великій зоні біля основи рейок. Після цього ісе) з5 джерело живлення переключають на процес імпульсного зварювання. Додаткові проходи виконують, щоб ю заповнити зону між рейками біля нижньої основи рейок. Після першого або другого проходу заклинена бар'єрна пластина більш не має значення, оскільки розплавлений метал над пластиною твердішає. Коли процес зварювання наближається до шийкової частини рейок, використовують профільовані мідні башмаки для огородження проміжку, так що проміжок тепер утворює замкнену порожнину. Порожнину заповнюють шляхом « продовження процесу зварювання в захисному газі причому цей процес знову переходить до режиму в с струминного перенесення при постійній напрузі для ефективного проникнення. Цей процес дугового зварювання продовжується вище шийки до головки рейок. На практиці імпульсний режим зварювання застосовують для ;» створення перехідних зон між режимом зварювання струминним перенесенням при постійній напрузі, причому цей процес застосовують на більшій частині головки і шийки і на початковій частині нижньої основи. Було
Виявлено, що добрі результати можуть бути отримані шляхом переключення між режимом струминного с перенесення і імпульсним режимом роботи. Імпульсний дуговий режим зварювання застосовують для управління підведенням теплоти під час деяких етапів всього процесу зварювання.
Ме. Як було описано вище, в процесі електродугового зварювання в захисному газі заповнюється проміжок між ко розділеними рейками, і цей процес стає можливим завдяки використанню нижньої бар'єрної пластини, фактично 5р Заклиненої між двома рейками у нижній частині проміжку між рейками. Ця бар'єрна пластина виготовлена зі сталі де і має товщину між 0,050 дюйма і 0,300 дюйма (від 1,27мм до 7,62мм). Бокові кромки пластини мають фаску для як створення вертикального контактного борта висотою близько 0,030 дюйма (0,7бмм). У такий спосіб операція заклинювання може деформувати кромки бар'єрної пластини для забезпечення надійного електричного контакту між рейками і бар'єрною пластиною. На практиці початкова ширина бар'єрної пластини перевищує ширину ов проміжку між рейками для забезпечення тугого заклинювання при введенні бар'єрної пластини в заклинене положення у нижній частині проміжку. Ширина пластини на 0,010...0,025 дюйма (0,25...0,635мм) більша, ніж
Ф) ширина проміжку. Це спричиняє деформування пластини при її заклинюванні на своє місце і забезпечує ка фіксоване положення і електричний контакт; цей контакт суттєво важливий для ефективного подальшого процесу дугового зварювання. В минулому не було забезпечено такого стартового механізму для процесу бо електродугового зварювання, який застосовувався для з'єднання розділених кінців залізничних рейок.
Згідно з іншим аспектом цього винаходу, новий спосіб і пристрій включають в себе теплоізоляційний елемент, або керамічний шар, під бар'єрною пластиною, який перекриває нижній розхил проміжку для запобігання проникненню дуги наскрізь до міді, внаслідок чого дуга може розплавити частину міді, що може спричинити проблеми розтріскування, зумовлені міддю. Мідний опорний блок розташований під рейками для 65 Запобігання втраті розплавленого металу в проміжку і є стоком теплоти для запобігання перегріву наплавленого металу.
Згідно з дальшим аспектом винаходу, початковий процес дугового зварювання у захисному газі проводять з використанням довгастої сталевої бар'єрної пластини, виконаної так, щоб вона мала центральну частину, яка входить у нижній кінець проміжку між підошвами, і боковини, що йдуть вздовж центральної частини і заходять під підошви основ рейок. Теплоізоляційний елемент, переважно керамічна плитка, розташований під бар'єрною пластиною, перекриває її і має протилежні боки, які перекривають боковини бар'єрної пластини, а нижній мідний башмак має відкриту догори заглибину для вміщення до неї ізоляційного елемента і притиснення останнього до нижніх поверхонь підошов рейок у такий спосіб, щоб бар'єрна пластина трималася у фіксованому положенні відносно підошов основ. Детальніше у цьому відношенні, нижній башмак та ізоляційний елемент притискають 7/0 боковини бар'єрної пластини до нижніх поверхонь підошов рейок у такий спосіб, щоб запобігти деформації або переміщенню бар'єрної пластини через видовження рейок під час операції попереднього нагрівання, як і деформації тонкої бар'єрної пластини через просування зварювальної дуги під час відкладення кореневого шару. Далі, притиснення боковин бар'єрної пластини до рейок гарантує, що довжина дуги не буде змінюватися, коли зварювальний пальник рухається вздовж проміжку для відкладення кореневого шару. Переважно керамічна /5 плитка, що являє собою теплоізоляційний елемент, розміщена у нижньому башмаку, а бар'єрна пластина розташована на керамічній плитці, і вузол, що складається з нижнього башмака, плитки і бар'єрної пластини, вставляють як єдиний блок відносно підошов рейок. Далі, згідно з цим аспектом винаходу, нижній мідний башмак і мідні бокові формувальні башмаки охолоджують водою для поліпшення пластичності зварювального з'єднання.
Переважно у цьому варіанті виконання бар'єрної пластини остання має більшу довжину, ніж ширина підошов рейок, щоб забезпечити невеличкі зони входу та виходу шва на протилежних кінцях проміжку для оптимізації якості відкладення металу шва. Після того, як шов завершений, залишки наплавленого металу усувають, наприклад, шліфуванням. Переважно боковини бар'єрної пластини, що заходять під нижні поверхні підошов рейок, виконані з фасками, щоб зменшити товщину боковин бар'єрної пластини у такий спосіб, щоб дозволити дузі повністю поглинути пластину у бокових зонах і завдяки тому залишити плавний контур кореневого шва. с ов Далі, згідно з одним варіантом здійснення винаходу, протилежні бокові кромки бар'єрної пластини поблизу одного її кінця обладнані відкритими назовні у поперечному напрямку вирізами між верхньою і нижньою і) поверхнями бар'єрної пластини. Ці вирізи полегшують повне проникнення розплавленого металу у стартову зону кореневого шва, коли починає накопичуватися теплота при зварюванні. Відповідно, хоч теплота зварювання на початку може бути недостатньою, щоб повністю поглинути тонкі боковини бар'єрної пластини, як то бажане для «- зо отримання плавного контуру кореневого шва, ці вирізи сприяють досягненню бажаного кінцевого результату, забезпечуючи повне проникнення у стартову зону. Згідно з іншим варіантом здійснення винаходу, проникнення с розплавленого металу вздовж довжини бар'єрної пластини полегшується шляхом виконання кількох відкритих с назовні вирізів вздовж кожної з протилежних бокових кромок.
Згідно з ще одним аспектом винаходу, підвищена міцність шва у проміжку між головками рейок досягається ісе) з5 унікальним методом відкладення валиків з розплавленого металу в проміжок у перехідних зонах між головками (У та шийками рейок і в проміжки між центральною і купольною зонами рейок. У цьому процесі валики присадного металу відкладаються у такий спосіб, який забезпечує підсилення шва біля поперечно протилежних кромок перехідної і центральної частин головок з метою оптимізувати захист проти вертикального відокремлення головки від шийки під час подальшого використання рейок і дії великих зусиль, які прикладаються до них з боку « локомотивів і залізничних вагонів, що рухаються по них, причому ці зусилля викликають хвилеподібні деформації пе) с в рейках і у зварному з'єднанні між ними. Краще, якщо згідно з цим аспектом винаходу проміжок між нижньою частиною основ рейок заповнюється у такий спосіб, як описано вище, шляхом використання бар'єрної пластини і ;» процесу зварювання зі струминним перенесенням металу при постійній напрузі, за яким іде завершення заповнення проміжку між верхніми частинами основ і шийками та головками рейок із застосуванням процесу імпульсного зварювання. Коли зварювання шийок рейок завершено аж до перехідних частин до головок, валики с з присадного металу безперервно відкладають послідовно у поперечно протилежних напрямках між поперечно зовнішніми кромками перехідної, центральної і купольної частин головки, причому рух зварювального електрода
Ме. затримують на початку відкладення кожного валика у такий спосіб, який створює послідовні валики, що ко простягаються у протилежних напрямках відносно один одного. Кожний валик має кінець на одній із зовнішніх кромок, який має більшу товщину по вертикалі, ніж решта валика, і який є в консольному взаємо розташуванні о відносно кромки і завдяки цьому забезпечує нижню опору для наступного по вертикалі валика, який має свої як початкові і кінцеві кінці що простягаються у тому ж напрямку відносно поперечно протилежних кромок перехідної, центральної та купольної частин головок. Проміжки між перехідними, центральними і купольними частинами головок заповнюють безперервним переміщенням зварювального електрода назад і вперед між вв поперечно протилежними сторонами головки згаданим вище способом, доки операція заповнення не буде завершена. (Ф, Головною метою цього винаходу є створення способу і пристрою для дугового зварювання в середовищі ка захисного газу сталевих залізничних рейок, причому спосіб і пристрій могли б швидко здійснюватися "в полі" і мали низьку кількість браку. 60 Ще одною метою цього винаходу є створення способу і пристрою, визначених вище, причому спосіб і пристрій використовують концепцію заклинювання металевої бар'єрної пластини у нижній частині проміжку між розділеними рейками для старту і регулювання процесу дугового зварювання в середовищі захисного газу у нижній частині проміжку, що застосовується у способі та пристрої за цим винаходом.
Ще однією метою винаходу є створення бар'єрної пластини для заклинювання між розділеними залізничними 65 рейками у нижній частині проміжку між рейками з метою забезпечення можливості ефективного і швидкого з'єднання рейок у процесі дугового зварювання в середовищі захисного газу.
Ще одною метою цього винаходу є створення способу і пристрою, які використовують концепцію металевої бар'єрної пластини, виконаної так, щоб перекривати проміжок між розділеними рейками у нижній частині їхніх підошов і заходити під підошви назовні поблизу проміжку, а також бути зафіксованою відносно рейок так, щоб запобігати її деформації або переміщенню через видовження рейок під час операції попереднього нагрівання, і запобігати деформації бар'єрної пластини під дією зварювальної дуги під час операцій зварювання.
Подальшою метою цього винаходу є створення способу і пристрою попереднього характеру, у яких пластичність зварювального з'єднання оптимізують шляхом охолодження нижніх башмаків і бокових формувальних башмаків, що їх використовують під час заповнення проміжку між рейковими елементами. 70 Ще однією метою винаходу є створення конструкції бар'єрної пластини вищезгаданого характеру, у якій виконано наскрізні вирізи поблизу нижніх кромок розділених рейок, щоб сприяти повному проникненню розплавленого металу у кореневий шов і у якій влаштовані зони входу та виходу шва на протилежних кінцях бар'єрної пластини, щоб забезпечити високу якість відкладення металу шва на кореневому проході.
Наступною метою винаходу є створення способу з'єднання сталевих залізничних рейок таким чином, щоб /5 оптимізувати міцність шва у проміжку між головками рейок.
Іншою метою винаходу є створення способу згаданого вище характеру, який забезпечує підсилення шва на поперечно протилежних кромках головок рейок для оптимізації захисту проти вертикального відокремлення головок рейок від їхніх шийок.
Ці та інші цілі та переваги стануть яснішими з наступного опису, взятого у сполученні з супровідними 2о кресленнями.
Стислий опис креслень
Фіг1 являє собою перспективне зображення залізничної колії з рейками, розділеними для утворення проміжку і готовими до з'єднання "в полі".
Фіг.2 являє собою вид у поперечному розрізі кінця рейки з частиною колеса, показаний з метою ілюструвати сч потребу в твердості біля головки з'єднання між рейками.
Фіг.З являє собою вид збоку, який показує розділені рейки, підготовлені до старту способу і пристрою і) згідно з цим винаходом.
Фіг.4 являє собою вид у поперечному розрізі, взятий в цілому по площині 4 - 4, показаній на фіг.3.
Фіг.5 являє собою перспективне зображення нової бар'єрної пластини, сконструйованої у відповідності з цим «- зо винаходом.
Фіг.6 являє собою вид у частковому поперечному розрізі бар'єрної пластини, показаної на фіг.5. с
Фіг.7 являє собою схематичне зображення, яке ілюструє характеристики нової бар'єрної пластини, показаної с на фіг.5 і 6, під час її заклинювання на своє місце між рейками.
Фіг.8 являє собою зображення, аналогічне фіг.7, яке показує пістолет і електрод для дугового зварювання ісе) з5 на початку процесу дугового зварювання. ю
Фіг.9 являє собою вид зверху на проміжок між розділеними рейками, який ілюструє деякі вимоги до металевої бар'єрної пластини, показаної на фіг.5 і 6.
Фіг.10 являє собою вид зверху, який показує проміжок між розділеними рейками в першому проході або при створенні кореневого шару. «
Фіг.11 ії 11А являють собою збільшені види у частковому поперечному перерізі, які показують хід процесу з с зварювання у проміжках поблизу основ рейок і потім його початок у зоні шийки рейки. . Фіг.12 являє собою вид з торця у частковому поперечному розрізі, який показує модифікацію кращого а варіанту здійснення цього винаходу.
Фіг.13 являє собою вид рейки з торця, який показує частини проміжку, які зварюються струминним перенесенням металу при постійній напрузі та імпульсним зварюванням у варіанті здійснення цього винаходу, с якому віддається перевага.
Фіг.14 являє собою вид збоку, який показує розділені рейки у взаємодії з іншим варіантом здійснення
Ме, бар'єрної пластини, теплоізоляційним елементом, нижнім башмаком та боковими формувальними башмаками
ГІ для виконання операцій зварювання рейок згідно з цим винаходом.
Фіг.15 являє собою поперечний розріз по площині 15 - 15, показаній на фіг.14. ю Фіг.16 являє собою вид у плані із частковим розрізом по площині 16 - 16, показаній на фіг.14. як Фіг.17 являє собою перспективне зображення бар'єрної пластини згідно з цим винаходом.
Фіг.18 являє собою вид у частковому поперечному розрізі бар'єрної пластини, показаної на фіг.17.
Фіг.19 являє собою вид збоку із частковим розрізом по площині 19 - 19, показаній на фіг.16.
Фіг.20 являє собою перспективне зображення іншого варіанта здійснення бар'єрної пластини згідно з цим винаходом. (Ф, Фіг.21 являє собою дещо схематизований вид зверху, частково у розрізі, який показує взаєморозташування ка зварювального пістолета, електрода, рейкових шийок і мідних башмаків у зв'язку зі зварюванням залізничних рейок згідно з іншим варіантом здійснення цього винаходу. во Фіг.22 являє собою схематичну ілюстрацію зварювального пістолета та електрода, показаних на фіг.21.
Фіг23 являє собою дещо схематизований вид у вертикальному розрізі зварювального пістолета та електрода у проміжку між рейками, якщо дивитися в напрямку справа наліво на фіг.21.
Фіг.24 являє собою збільшений вид у вертикальному розрізі крізь проміжок між рейками, що зварюються, який показує відкладення валика присадного матеріалу в проміжок між перехідними частинами згідно з цим варіантом 65 Здійснення цього винаходу.
Фіг25 являє собою збільшений детальний вид, який показує утримання зварювального електрода біля початкового кінця валика, що відповідає лівому кінцю валика, показаного на фіг.24.
Фіг.26 являє собою вид зверху початкового кінця валика, показаного на фіг.25.
Фіг.27 являє собою збільшений вид у вертикальному розрізі початкового кінця валика, взятий по площині 27 вс 27, показаній на фіг.26.
Фіг.28 являє собою вид у вертикальному розрізі крізь проміжок між рейками, що зварюються, який показує проміжок між перехідними частинами рейок, що підлягає заповненню шляхом відкладення валиків згідно з цим варіантом здійснення цього винаходу.
Фіг.29 являє собою збільшену схематичну ілюстрацію головки рейки, яка показує час затримки відносно 7/о Відкладення валиків присадного матеріалу між головочними частинами згідно з цим варіантом здійснення цього винаходу; і
Фіг.30 являє собою схематичну ілюстрацію залізничної рейки, яка показує, що у цьому варіанті здійснення цього винаходу майже всі частини проміжку між рейками, які підлягають з'єднанню, зварені імпульсним зварюванням.
Звернемось тепер до ілюстрацій, креслення на яких призначені тільки для ілюстрування варіанту здійснення винаходу, якому віддається перевага, але не для його обмеження. Фіг.1 показує залізничну рейку А, укладену на полотно В у смузі відведення, яка включає в себе рейки 10, 12, що підлягають з'єднанню для утворення безперервної звареної рейки (БЗР), і підтримується на полотні В шпалами 20, сталевими опорними підкладками
ЗО і костилями 32. Рейки 10, 12 розділено для утворення проміжку 9, який треба заповнити розплавленим 2о металом, щоб з'єднати дві рейки 10, 12 у безперервну рейку "в полі", на відміну від заводського збирання безперервної рейки. Проміжком д може бути проміжок між двома відрізками рейки, що підлягають ремонту, або проміжок між двома відрізками рейки, які треба перший раз змонтувати як безперервну зварену рейкову систему.
Якщо проміжок д використовується для ремонту, то іноді необхідно розрізати рейки і вставити довгий відрізок рейки. Цей процес застосовується для ремонту рейок, які мають тріщини, з'єднання з тріщинами або дефектні сч з'єднання. В усіх випадках дві окремі рейки 10, 12 розділено проміжком 49, який звичайно дорівнює 1,00 дюйма (25,44мм). На перспективному зображенні на фіг.2 показано рейку 10, яка має стандартний профіль або і) поперечний переріз, який включає в себе нижню основу 40, яка досить широка і має опорну підошву 42 для стабілізації рейки на шпалах 20, щоб витримувати вагу поїздів, які проходять по рейках. Основа 40 має дві висхідні під кутом верхні частини 44, 46, які плавно переходять у вертикально висхідну шийку 50, що має нижнє «- зо закруглення (галтель) 52 і верхнє закруглення 54. Верхнє закруглення плавно переходить у головку 60, яка має велику корпусну частину 62 і верхню опорну поверхню 64 для коліс, яку називають куполом рейки, і ця с поверхнева зона сприймає колесо МУ, що котиться, яке має циліндричний обід 70 і диск 72, який запобігає с переміщенню колеса вліво на головці 60, коли колесо котиться по рейці. З урахуванням контакту колеса з боковиною або корпусною частиною 62 і постійного контакту обода 70 з верхньою поверхнею 64 під високим ісе)
Ззв5 навантаженням головка 60 має нормальну твердість по Брінелю 300 з допуском від - бО до ї- 40 за шкалою ю
Брінеля. Оскільки головку загартовано, то метал, з якого зроблено рейку, має бути, принаймні в головочній частині, досить високолегованою сталлю. Легована сталь, що застосовується в присадному металі для заповнення проміжку 9, має твердість уздовж верхньої частини рейки в зоні проміжку 9, яка відповідає специфікації на зварювання рейок згідно з цим винаходом. «
На фіг.3 елементи рейки 12, які відповідають елементам рейки 10, позначені суфіксом "а". Те ж саме з с позначення буде застосоване при поясненні мідних башмаків 100, 110, причому башмак 100 надітий на рейку 10, а башмак 110 надітий на рейку 12. Башмак 100 буде описано детально, і той же опис стосується і башмака 110, з причому відповідні елементи башмака 110, що відповідають елементам башмака 100, будуть позначені літерою "а". На фіг.4 башмак 100 включає в себе верхню опорну балку 120, яка дозволяє підвішувати башмаки 122, 124, зроблені з важких мідних блоків, з можливістю ковзання вздовж головки рейки. Верхня опорна балка 120, крім с того, забезпечує вирівнювання башмаків 122, 124 і підтримує відстань від башмака 122 до башмака 124, а також проміжок між башмаками і відрізками рейок. Профільовані грані 126, 128, відповідно, звернені усередину до
Ме, поперечного перерізу рейки. Ці грані пасують до контурів рейки 10, так що пересування башмаків 100, 110 на ко проміжок д закриває проміжок для утворення порожнини, що має форму поперечного перерізу рейок 10, 12. Для стабілізації підвішених башмаків застосовано установочні шпильки 130 разом з болтами 132, 134 для надання ю можливості збирання важких мідних башмаків 122, 124 на опорній балці 120. Під час роботи башмаки як пересувають в положення, показане на фіг.3, для відкриття проміжку 9 і надання можливості зварювання нижніх базових частин рейок. Після цього башмаки 100, 110 зсувають докупи для закриття проміжку, щоб надати можливість зварювання на вертикально висхідних шийкових частинах 50, 50а рейок 10, 12, відповідно. Як буде дв пояснено далі, нижній блок 150, виконаний з міді або сплаву з високим вмістом міді, розташований під підошвою 42 основи рейок 40, 40а. Верхня заглибина 152, що простягається у поперечному напрямку, має такі розміри,
Ф) щоб вмістити ізоляційний елемент у вигляді керамічного шару 154, який перекриває нижню частину проміжку а ка під рейками, як показано на фіг.3. Для закривання дна проміжку д служить нова довгаста бар'єрна пластина Р, найкраще показана на фіг.5, 6 і 7. 60 В минулому були спроби електродугового зварювання у проміжку 9, але вони були невдалими, тому що процеси не були стабільними в роботі і не мали опорної конструкції для відкладення першого або другого шарів присадного металу в проміжку 9. Цей проміжок дорівнює приблизно 1,00 дюйма (25,4мМм) для вміщення спрямованого униз пістолета, який несе на собі електрод і газове сопло, так, як показано на фіг.8. В минулому, оскільки проміжок мав бути досить широким, щоб вміщувати зварювальне обладнання, не 65 забезпечувалося рівномірне і стабільне заповнення проміжку, особливо в нижній частині, де воно критичне з огляду на несучу функцію рейок. Рейки вигинаються і мають великі напруження в основі 40. Для вирішення цих проблем цей винахід включає використання пластини Р, показаної на фіг.5 - 7. Ця пластина зроблена з низьковуглецевої сталі, оскільки легування в проміжку здійснюється металевим порошком у стержні електрода, що застосовується в процесі дугового зварювання. Ця пластина має товщину в інтервалі від 0,050 дюйма до 0,300 дюйма (від 1,27мм до 7,62мм). На практиці пластина має товщину 0,125 дюйма (3,175мм) з шириною між паралельними кромками 200, 202, позначеною на фіг.7 як розмір Б. Цей розмір у його первісному стані трохи перевищує ширину проміжку 9. Внаслідок цього пластину Р треба вбити, наприклад, молотком, для заклинювання між рейками 10, 12 у найнижчій частині рейок, як показано на фіг.3. Ця операція заклинювання спричиняє обтиснення пластини до трохи меншої кінцевої ширини. Ця операція заклинювання, яка обтискує одну 70 або більше з кромок 200, 202 пластини Р, забезпечує електричний контакт між пластиною Р і рейками 10, 12, причому ці рейки заземлено. На своєму місці пластина Р спирається на верх ізоляційного елемента 154, розташованого в заглибині 152 нижнього опорного мідного блока 150. Блок 150 утворює нижній бар'єр для розплавленого металу, який відкладається у проміжок 9 між рейками 10, 12 під час процесу дугового зварювання, який буде пояснено далі. Паралельні кромки 200, 202, показані на фіг.5 і 6, мають 30"-фаски 210, 212, відповідно, які починаються приблизно на 0,030 дюйма (0,7бмм) нижче верхньої поверхні пластини Р для утворення плоских бортів або стінок 220, 222, відповідно. Ці стінки обтискуються торцевими поверхнями рейок 10, 12 унизу проміжку 9 для формування дна проміжку для початку процесу зварювання. Пластину Р забивають і заклинюють на своє місце, як показано на фіг.8, у жорстке, фіксоване положення.
Звернемось тепер до фіг.8. Пістолет 250 для дугового зварювання у захисному газі металевим електродом 2о має діаметр х приблизно 1/2 дюйма (12,7мм), а проміжок д має товщину 1,00 дюйма (25,4мм), що дає можливість переміщення пістолета 250 у проміжку 49. З пістолета 250 постійно висувається електрод з металевим стержнем 260, який підтримується в напрямній 262 і на практиці є електродом зі стержнем з високоміцного, низьколегованого металу, звичайно типу є 1100-05. Дріт або електрод може бути електродом фірми І іпсоїЇп
ЕІесігіс, що продається під маркою ОшегепіеМ МС 1100. Коли електрод 260 просувають униз, між пластиною Р і сч ов електродом 260 утворюється дуга С. Ця дуга може бути використана для зварювання зі струминним перенесенням металу або імпульсного зварювання, як буде описано далі. Захисний газ С надходить з каналу і) 264 навколо напрямної електрода 262 згідно зі стандартною технологією дугового зварювання у захисному газі.
Заклинювання пластини Р забезпечує щільний контакт заземлених рейок з бар'єрною пластиною Р. Верхня поверхня пластини використовується для запалення дуги, а сама пластина підтримує зварювальну ванну на «- зо протязі першого і (або) другого проходів електрода 260 при його пересуванні уздовж верхньої поверхні пластини
Р, зафіксованої у проміжку 9. Ця пластина підтримує дугу під час операції старту. Ізоляція 154 відвертає с проникнення дуги до мідного опорного блока 150. У такий спосіб блок 150 забезпечує добрий стік теплоти, але с запобігає міграції міді у шов. Забруднення міддю відвертається пластиною Р і використанням нижнього керамічного шару 154. Під час запалювання дути вона не буде пропалювати наскрізь порівняно товсту пластину ісе)
Р. Коли дуга рухається назад і вперед між рейкою 10 і рейкою 12, дуга буде потрапляти в зони фасок 210, 212, ю і в ці моменти дуга може проникати крізь пластину Р вздовж кромок 200, 202. Однак розплавлений зварювальний метал із електрода з металевим стержнем може витікати крізь цю частину пластини Р на нижній ізоляційний шар або керамічний шар 154, не створюючи ніяких проблем. На кромках 200, 202 знято фаски, щоб дозволити заклинювання, необхідне для створення надійного електричного контакту, завдяки чому пластина чудово « заземлена на протязі процесу дугового зварювання. Пластина заклинена внизу проміжку 9. Захисний газ б в с оточує дуту С, і пластина Р підтримує нижній бар'єр для зварювального металу. На фіг.10 показано, що електрод . 260 рухається назад і вперед по траєкторії, подібній до серпантину, коли електрод вперше проходить над а пластиною Р для відкладення першого або кореневого шару К. Метал з цього першого проходу затримується на пластині Р і утворює ванну розплавленого металу, що з'єднує нижні частини рейок 10, 12.
Процес дугового зварювання здійснюється з використанням зварювального джерела живлення з інвертором с з числовим управлінням, придатного до комплексного високошвидкісного управління формою хвилі, наприклад, джерела живлення Іі іпсоіп ЕІесігіс Роужепуиаме 450. Перший прохід К здійснюється в процесі зварювання зі
Ме. струминним перенесенням металу при постійній напрузі з метою сильного нагрівання і глибокого проникнення в ко корінь шва. Як показано на фіг.11, декілька шарів відкладають упоперек (рейки) по всьому проміжку 9 в нижній частині проміжків між основами 40, 40а рейок 10, 12, відповідно. Після відкладення декількох шарів металу у ю процесі при постійній напрузі джерело живлення переключають на імпульсний режим роботи і відкладають як додаткові шари, як показано знов-таки на фіг.11. Це завершує операцію зварювання основи проміжку 49. Після цього, як показано на фіг.11А, башмаки 100, 110 пересувають, щоб закрити проміжок д біля шийкової частини і головочної частини рейок 10, 12. Як показано на фіг.3, балки 120, 120а зміщені в поперечному напрямку по рейках. Цим утворено верхній отвір між башмаками 100, 110 для надання можливості продовжувати застосування пістолета 250 у процесі зварювання. Цей процес зварювання можна переключати з струминного
Ф) перенесення при постійній напрузі на більш швидкий імпульсний режим роботи. В обох випадках процес є ка процесом дугового зварювання в середовищі захисного газу для заповнення проміжку присадним металом з електрода 260. Метал стержня вибирають для належного легування присадного металу в проміжку д для бор створення бажаних міцностних і металургійних характеристик зварювального з'єднання.
Зварювальний процес, який застосовується на практиці, схематично проілюстрований на фіг.13. Імпульсний режим роботи використовується поблизу висхідних під кутом верхніх частин 44, 46 основ 40, 40а. Аналогічним чином, імпульсний режим роботи застосовується в зоні закруглення 54 і біля верхньої поверхні 64 головки 60.
Режим роботи зі струминним перенесенням застосовується біля дна для стартування першого проходу процесу, 65 / щоб забезпечити належний початок процесу зварювання і з'єднання рейок біля кореня шва в проміжку 9. Можна застосувати сполучення режиму струминного перенесення і імпульсного режиму, або можна застосувати режим струминного перенесення для всього процесу. Режим струминного перенесення застосовується біля нової пластини Р.
Незважаючи на те, що торцеві поверхні рейок 10, 12 є плоскими, можливо, що на одній або декількох поверхнях можуть бути невеликі викривлення. Цю концепцію схематично проілюстровано на фіг.9, на якій між пластиною Р і торцевою поверхнею рейки 10 утворено проміжок е. Обмеження цього винаходу полягає в тому, що діаметр 4 електрода 260, який на практиці становить приблизно 1/16 дюйма (1,бмм), має бути суттєво більшим, ніж проміжок е, щоб дуга, створена електродом 260, не могла просто проходити униз крізь ізоляційний бар'єр або елемент 154. Навіть при цих невеликих варіаціях все ж зберігається належний контакт між рейкою /о або рейками, для того щоб пластина заземлення Р забезпечувала надійну електричну нерозривність між пластиною Р і заземленими рейками. Цю ілюстрацію наведено лише з метою обговорення тієї концепції, що пластина Р створює бар'єр між дугою С і нижньою опорною конструкцією нижче проміжку 9.
Невелику модифікацію винаходу ілюстровано на фіг.12, де опора 150 має торцеву пластину 300, яка простягається догори поблизу бічних частин основ 40, 40а рейок. Ізоляційна тканина або керамічний шар 154 /5 має довгасту частину 154а, яка простягається догори вздовж торцевих пластин З00 для утворення зовнішньої перепони або бар'єра для розплавленого присадного металу, відкладеного у нижню частину проміжку д перед тим, як башмаки 100, 110 будуть зведені докупи для зварювання в зоні шийки і в зоні головки проміжку а.
У цьому винаході немає шлаку в присадному металі, відкладеному в проміжок 9. У ньому застосовується також процес в захисному газі, і цей процес може переключатися з режиму роботи з струминним перенесенням 2о на імпульсний режим роботи шляхом застосування різних доступних джерел живлення на місці зварювання.
Було виявлено, що цей процес зварювання створює міцний шов з невеликою кількістю браку, яка конкурує з кількістю браку в способі стикового зварювання оплавленням. Бар'єрна пластина Р поглинається і, таким чином, вона стає частиною розплавленого металу в кореневій частині проміжку 9. Матеріал для легування не повинен постачатися пластиною Р, оскільки електрод з металевим стержнем має легуючі метали у своєму стержні. с
Фіг.14 - 19 ілюструють інший варіант здійснення бар'єрної пластини згідно з цим винаходом і конструктивні модифікації нижнього башмака, теплоізоляційного елемента та бокових формувальних башмаків, які, разом з і) бар'єрною пластиною, забезпечують інший варіант здійснення способу та пристрою для дугового зварювання в середовищі захисного газу сталевих залізничних рейок згідно з цим винаходом. На фіг.14 - 19 рейки 10 і 12 конструктивно подібні до рейок, описаних раніше, і, відповідно, для конструктивних деталей рейок на фіг.14 - «-
Зз0 19 використано такі ж номери позицій. Далі, конструкції бокових формувальних башмаків 100 і 110 в цілому подібні до тих, що описані вище, і, відповідно, для їхніх конструктивних деталей на фіг.14 - 19 використано с такі ж номери позицій. с
Звернемось до фіг.14 - 19. Підошви 42 і 42а основ рейок 10 і 12 мають кожна поперечну нижню кромку 400, яка, як можна побачити на фіг.15 і 16, має довжину, що відповідає відстані між протилежними у поперечному ре) зв напрямку кінцями відповідних основ рейок. Як краще показано на фіг.16-18, бар'єрна пластина Р1 за цим ю варіантом здійснення видовжена у поперечному напрямку, тобто вздовж проміжку д і має поздовжньо протилежні кінці 402, поперечно протилежні бокові кромки 404, що йдуть між кінцями 402, верхню поверхню 406 і нижню поверхню 408, яка включає в себе фаски 410. Пластина РІ має між поверхнями 406 і 408 товщину приблизно 0,125 дюйма (3,175мм), а кожна фаска починається приблизно на 0,030 дюйма (0,7бмм) нижче « верхньої поверхні 406 і йде униз і досередини від відповідної кромки 404 під кутом близько З0" відносно пт») с верхньої поверхні. Поперечно протилежні бокові кромки 404 надають бар'єрній пластині ширину близько 1,120 . дюйма (28,45мм), що більше, ніж ширина проміжку 9 між основами рейок, і на верхній поверхні 406 виконані и?» заглиблення 412 (у формі уступів), що йдуть досередини від бокових кромок 404 між протилежними кінцями бар'єрної пластини. Кожне заглиблення 412 включає в себе нижню грань 414, паралельну до верхньої поверхні 306, і внутрішню бокову грань 416, перпендикулярну до нижньої грані 414 і паралельну до відповідної бокової с кромки 404. Бокові грані 416 рознесені одна від одної у поперечному напрямку так, щоб забезпечити на бар'єрній пластині центральну частину 418, яка має ширину приблизно 0,995 дюйма (25,27мм), що дозволяє
Ме, центральній частині входити у проміжок д, як показано на фіг.19, ії, як можна далі побачити на останній
ГІ фігурі, заглиблення 412 приймають у себе суміжні з ними частини основ 40 і 40а рейок 10 і 12 і забезпечують бар'єрну пластину боковими частинами 420, які заходять під підошви 42 і 42а рейок. Переважно кожне ю заглиблення 412 має ширину приблизно 0,063 дюйма (1,бмм) і глибину приблизно 0,020 дюйма (0,51мм).
Кк З метою, яка буде пояснена пізніше, кожна з цих поперечно протилежних бокових кромок бар'єрної пластини
Р1 обладнана відкритими назовні у поперечному напрямку вирізами 422, які проходять між верхньою поверхнею 406 і фасками 410 нижньої поверхні бар'єрної пластини. Кожний з цих вирізів 422 включає в себе внутрішню дв грань 424, паралельну до внутрішньої грані 416 відповідного заглиблення 412 і зміщену від неї досередини у поперечному напрямку, а також розділені у поздовжньому напрямку кінцеві грані 426, які простягаються назовні
Ф) у поперечному напрямку від грані 424. Вирізи 422 переважно вирівняні один відносно одного у поперечному ка напрямку і розташовані ближче до одного з кінців 402 бар'єрної пластини, і ці вирізи зміщені досередини від кінця пластини на 0,50 дюйма (12,7мм) так, щоб вони були зміщені досередини від кінця нижньої кромки 400 во підошви відповідної рейки. Переважно, з метою, яка буде пояснена пізніше, бар'єрна пластина Р1 має довжину між кінцями 402 приблизно 6,50 дюйма (165,1мм), що більше, ніж довжина нижніх кромок 400 рейкових підошов, завдяки чому зміщення вирізів 422 від кінця 402 достатнє, щоб забезпечити зміщення вирізів досередини від зовнішніх кінців нижніх кромок 400 приблизно на 0,250 дюйма (6,35мм), як показано на фіг.16. Переважно кожний виріз 422 має довжину приблизно 1,63 дюйма (41,4мм) і ширину приблизно 0,103 дюйма (2,бмм). 65 Далі згідно з цим варіантом здійснення, як найкраще видно на фіг.19, теплоізоляційний елемент 428, переважно керамічна плитка, розташований під бар'єрною пластиною Рі між її протилежними кінцями,
перекриває упоперек бар'єрну пластину і включає в себе боковини 430, кожна з яких перекриває відповідну бокову частину 420 бар'єрної пластини. Далі, мідний нижній башмак 432 має відкриту догори заглибину 434, яка вміщає у себе теплоізоляційний елемент 428, перекриває упоперек цей ізоляційний елемент і створює для башмака верхні поверхні 436, які контактують з підошвами 42 і 42а рейок 10 і 12. Переважно теплоізоляційний елемент 428 має такий профіль, який утворює верхню поверхню 438, яка лежить під нижньою поверхнею 408 бар'єрної пластини Р1, контактує з нею і утворює протилежні боковини 430 з бульбовим контуром, які контактують з відповідними підошвовими поверхнями 42 і 42а рейок 10 і 12 у місцях, розташованих назовні у поперечному напрямку від бокових частин 420 бар'єрної пластини. Контур боковин 430 утворює карман 440 7/0 Нижче підошви кожної рейки з метою, яка буде пояснена пізніше. Переважно теплоізоляційний елемент 428 розташований у нижньому башмаку 432, а потім бар'єрна пластина Р1 укладена на теплоізоляційний елемент, утворюючи вузол, який далі встановлюють як єдиний блок під кінці розділених рейок, завдяки чому бар'єрна пластина розташована і зафіксована відносно підошов рейок і нижнього проміжку між ними у такий спосіб, щоб запобігти переміщенню або деформації бар'єрної пластини під час операції попереднього нагрівання складових /5 частин і деформації бар'єрної пластини під час відкладення кореневого шару.
Далі згідно з цим варіантом здійснення, нижній башмак 432 і бокові формувальні башмаки 100 і 110 обладнані охолоджувальними каналами, що проходять крізь них, для циркуляції охолоджувача, наприклад, води, під час зварювального процесу. Детальніше щодо цього, як найкраще показано на фіг.14 і 15 для башмаків 100 і 110, кожний з бокових компонентів 122 і 124 башмака 100 і кожний з бокових компонентів 122а і 124а башмака 110 обладнані охолоджувальними каналами 442, що йдуть вертикально і мають вхідний кінець 444 для з'єднання каналу з джерелом охолоджувача, яке не показане, через вхідну лінію 446, а також мають вихідний кінець 448 для повернення охолоджувача до джерела через зворотну лінію 450. Що стосується нижнього башмака 432, то, як найкраще видно на фіг.14 і 16, частина башмака нижче площини дна заглибини 434 обладнана подібним до серпантину каналом, утвореним рознесеними у поздовжньому напрямку і паралельними частинами каналу 452, с 454 і 456, а також з'єднувальними частинами 458 і 460, відповідно, між частинами 452 і 454 і між частинами 454 і 456. Подібний до серпантину канал включає в себе вхідний кінець 462 і вихідний кінець 464 для з'єднання (8) цього каналу з джерелом охолоджувача, яке не показане, відповідно через вхідну лінію 466 і зворотну лінію 450.
Процес зварювання, пов'язаний із цим варіантом здійснення, може бути такий самий, як той, що описано тут у зв'язку з варіантом здійснення, показаним на фіг.1 - 13. Частково у цьому відношенні, рейки попередньо «- зо нагрівають і відкладають перший, або кореневий шар розплавленого металу, рухаючи електрод у проміжку по траєкторії, подібній до серпантину. Як можна побачити з фіг.1б6, відкладання кореневого шару починають біля с кінця бар'єрної пластини РІ, яка має вирізи 422, що проходять крізь неї, завдяки чому забезпечується повне с проникнення розплавленого металу у початкову частину кореневого шва на протязі початкового періоду, коли теплота зварювання накопичується, але ще не досягає температури, необхідної для поглинання бар'єрної ісе) зв пластини у зонах її боковин, що лежать під підошвами рейок. Як можна побачити з фіг.19, кармани 440 нижче ю підошов рейок утворюють місце для розплавленого металу, що проходить через вирізи 422, і, далі, сприяють повному проникненню через боковини 420 бар'єрної пластини, коли температура зварювання стане досить високою для поглинання боковин 420. Далі, згідно з цим варіантом здійснення винаходу і знов-таки як можна побачити з фіг.1б6, протилежні кінці бар'єрної пластини Р1 виступають упоперек назовні від відповідних кінців « рейкових підошов, переважно на одну чверть дюйма (6,35мм), щоб утворити зони входу і виходу шва, відповідно, з с у початковому пункті і кінцевому пункті кореневого шва, щоб забезпечити високу якість відкладення металу шва по всій довжині рейкових основ. Як згадувалося вище, після того, як операція зварювання завершена, залишки ;» наплавленого металу в зонах входу і виходу шва можуть бути усунуті, наприклад, шліфуванням. Кореневий шов виконують методом зварювання струминним перенесенням, щоб забезпечити глибоке проникнення і сильне нагрівання у великій зоні основи рейок. Охолоджувач, такий як вода, циркулює через охолоджувальні канали у с нижньому башмаку 432 на протязі всього процесу зварювання, і коли шари відкладеного металу наближаються до шийкової частини рейок, бокові формувальні башмаки пересувають на місце, щоб закрити проміжок, і
Ме. охолоджувач циркулює Через компоненти бокових формувальних башмаків, поки порожнину заповнюють,
ГІ продовжуючи процес зварювання у захисному газі.
Фіг.20 ілюструє бар'єрну пластину Р2, яка являє собою модифікацію бар'єрної пластини РІ, описаної вище. ю На фіг.20 показано, що пластина Р2 обладнана додатковими парами поперечно протилежних відкритих назовні шк вирізів, позначених позицією 422А, які віддалені від вирізів 422 і один від одного вздовж відповідного боку пластини приблизно на 0,25 дюйма (6,35мм). У всіх інших відношеннях, в тому числі щодо розмірів, бар'єрна пластина Р2 подібна до пластини РІ, завдяки чому однакові частини на фіг.17 і 20 позначені однаковими в позиціями.
Фіг21 - 30 ілюструють аспекти іншого варіанту здійснення цього винаходу, в якому проміжок між (Ф, залізничними рейками заповнюють розплавленою сталлю з електроду з присадним металом в процесі ка електродугового зварювання в захисному газі, який включає в себе заповнення проміжку між головочними частинами рейок з використанням формату відкладення валиків, який оптимізує міцність шва в проміжку між бо головочними частинами і забезпечує підсилення шва біля поперечно протилежних кромок головок. На цих ілюстраціях подібні номери позицій використовуються для позначення деталей, які в основному відповідають описаним вище в зв'язку з фіг.1 - 13. Фіг.21 - 23 дещо схематично ілюструють просторове взаєморозташування зварювального пістолета 250, проміжку д і мідних башмаків 122 і 124 у зоні шийок 50 і 50а рейок 10 і 12 в ході процесу зварювання, який буде детально описано далі. Як можна усвідомити з цих ілюстрацій, пістолет 250 65 і зварювальний електрод 260 рухаються поперечно в проміжку 9 відносно поздовжнього напрямку рейок 10 і 12, і цей поперечний напрямок є напрямком між башмаками 122 і 124 на фіг.21. У той же час зварювальний пістолет і електрод здійснюють коливання вздовж проміжку 9, як показано стрілкою 500 на фіг.22 і 23. У цьому варіанті здійснення проміжок д становить один дюйм (25,4мм), зварювальний пістолет має діаметр 9/16 дюйма (14,Змм), і зварювальний пістолет здійснює коливання з повним переміщенням 2,бмм, тобто 1,3мм в кожному напрямку від центрального положення, показаного на фіг.21. Як буде ясно з фіг.23, такий коливальний рух пістолета 250 і електрода 260 забезпечує поздовжнє розподілення розплавленого присадного матеріалу 502 електрода 260 між поздовжньо протилежними торцями шийок 50 і 50а, що утворюють проміжок а.
Як буде видно із зображення рейки 10 на фіг.30, основи рейок складаються з нижньої частини 504 і верхньої частини 506, причому зона нижнього закруглення 52 утворює перехідну зону між верхньою частиною 506 і 70 шийкою 50, а головка кожної рейки включає в себе перехідну частину 508 на верхньому кінці шийки 50 і складається із закруглення 54, центральної частини 510 і купольної частини 512. Відповідно буде зрозуміло, що проміжок д між рейками, що підлягають з'єднанню, має частини, які відповідають цим основним, шийковим і головочним частинам. Як буде, крім того, видно з фіг.30, зварювання зі струминним перенесенням металу застосовується лише для кореневого або першого проходу в проміжку між нижніми частинами 504 основ рейок, і /5 таке заповнення досягається переміщенням електрода упоперек проміжку з одночасним коливанням електрода в поздовжньому напрямку під час поперечного руху. Як згадувалося вище в зв'язку з варіантом здійснення, показаним на фіг.1 - 13, процес зварювання зі струминним перенесенням металу з вигодою допускає велике проникнення і сильний нагрів у великій зоні біля основи рейок. Після кореневого або першого проходу зварювальне джерело живлення переключають на імпульсний режим зварювання, і виконують додаткові 2о проходи в поперечному напрямку з поздовжнім коливанням електрода для заповнення проміжку між верхніми частинами 506 рейок. Як і в процесі, описаному з посиланнями на фіг.1 - 13, коли заповнення проміжку наближається до зони шийок рейок, використовують профільовані мідні башмаки для закриття проміжку і, як це видно знов-таки з фіг.23, проміжок між шийками заповнюють шляхом продовження процесу зварювання в захисному газі в імпульсному режимі. сч
У зв'язку з описаним вище процесом зварювання зварювальний пістолет і електрод переміщують упоперек о проміжків між верхніми частинами основ рейок і шийок рейок з рівномірною швидкістю, завдяки чому послідовні шари зварювального металу мають практично рівномірну товщину по вертикалі між їхніми початковими і кінцевими кінцями. Згідно з цим варіантом здійснення, коли процес зварювання досягає верхнього кінця проміжку між шийками рейок і, таким чином, нижнього кінця проміжку між перехідними частинами головок рейок, «- зо зварювання в імпульсному режимі продовжують, але характер відкладання валиків змінюється. Як буде видно з подальшого опису фіг.24 - 28, характер відкладання валиків у проміжок між головками забезпечує те, що кожний с з послідовно відкладених валиків має початковий кінець, який є більш товстим по вертикалі, ніж його кінцевий с кінець, і розташований в консольному взаєморозташуванні з відповідною однією з поперечно протилежних кромок головки, і, в проміжку між перехідними частинами головок, з початковим кінцем нижчерозташованого ісе) зв валика. З посиланням спочатку на фіг.24, приймаючи номер позиції 514 для позначення верхньої поверхні ю останнього валика присадного матеріалу, відкладеного у проміжок між шийками рейок, перший зварювальний валик М/В1, відкладений у проміжок між перехідними частинами головок рейок, відкладають вздовж доріжки, яка проходить упоперек проміжку, і має початковий і кінцевий кінці відповідно поблизу поперечно протилежних кромок 516 і 518 проміжку. Валик МУ/УВ1 має перший кінець 5 біля вихідного кінця доріжки і другий кінець поблизу « Кінцевого кінця доріжки. Крім того, валик УУВІ є більш товстим по вертикалі на першому кінці З, Ніж на його пт) с другому кінці Е, і, як показано на фіг.25, має зовнішній кінець Сі на своєму першому кінці, який виступає назовні у вигляді консолі від зовнішньої кромки 516 проміжку. Спосіб, яким досягаються профіль валика і з кінець у вигляді консолі, буде видно з фіг.25 - 27, взятих в поєднанні з фіг.24. Відносно цього, як показано на фіг.25, зварювальний пістолет 250 і електрод 260 спочатку розташовані поблизу кромки 516 біля вихідного
Кінця доріжки, а зрештою рухають вправо на фіг.25 в напрямку до кромки 518 проміжку. Згідно з цим варіантом с здійснення, зварювальний пістолет і електрод затримують або утримують біля вихідного кінця доріжки на протязі заданого заздалегідь періоду часу, завдяки чому зусилля дуги С жене розплавлений метал шва у поперечному
Ме, та поздовжньому напрямках відносно вихідного кінця для заповнення проміжку біля нього, як показано на фіг.26б.
ГІ Хоча метал шва розповсюджується в описаний спосіб, важливо відзначити, що контакт дуги з мідними башмаками відсутній і що розплавлений метал, який контактує з башмаком 124, як видно на фіг.24-27, утворює ю плівку ЗК на першому кінці зварювального валика. як Після заданого заздалегідь часу утримання біля вихідного кінця доріжки зварювальний пістолет і електрод рухають від стартового положення, показаного на фіг.25, до кінцевого положення, показаного на фіг.24, і з заданою швидкістю, яка в поєднанні з затримкою на вихідному кінці забезпечує звужування профілю ов зварювального валика у такий спосіб, щоб він був тоншим по вертикалі на своєму другому кінці Е, ніж на першому кінці 5. Як видно з фіг.28 і наведеного вище опису, другий кінець є для першого зварювального валика
Ф) М/В1 визначає положення для першого кінця З наступного або другого зварювального валика МУВ2. Пістолет, ка отже й електрод, здійснює коливання вздовж проміжку під час руху від вихідного положення до кінцевого положення, і після фіксації останнього положення коливання припиняють. Знов-таки пістолет 250 і електрод 260 бо Затримують або утримують на заздалегідь вибраний період часу біля вихідного кінця доріжки для другого зварювального валика, завдяки чому, як було описано вище для зварювального валика М/В1, розплавлений присадний метал накопичується біля першого кінця другого зварювального валика для створення його відповідного консольного кінця Сі, який виступає назовні від кромки 518, як показано на фіг.28. Після затримки зварювальний пістолет і електрод рухають, з одночасним коливанням, назад до кромки 516 і першого 65 кінця зварювального валика М/В1 з заздалегідь вибраною швидкістю руху, завдяки чому цей рух в поєднанні з затримкою біля вихідного кінця валика забезпечує те що зварювальний валик МУВ2 буде більш товстим на своєму першому кінці 5, ніж на своєму другому кінці Е. Як можна зрозуміти з фіг.24 і 25, коли послідовні зварювальні валики переходять по вертикалі в перехідну зону, зварювальний пістолет зачіплюється за башмаки 122 і 124, завдяки чому, як видно з фіг.28, другі кінці зварювальних валиків перекривають проміжок упоперек по центру. Таке зачеплення відбувається біля вихідних кінців доріжок, і затримка руху пістолета і електрода забезпечує розповсюдження розплавленого металу згідно з описаним вище для утворення бажаного профілю зварювального валика на його першому кінці та консольного взаєморозташування відносно відповідної однієї з кромок проміжку 516 і 518. Хоч це й не показано на фіг.28, весь проміжок між головками рейок заповнюють безперервним послідовним переміщенням електрода у поперечно протилежних напрямках в проміжку між /о0 головками Її в описаний вище спосіб. Як можна, крім того, усвідомити з фіг.28, перші кінці зварювальних валиків у перехідній зоні біля кожної з поперечно протилежних кромок проміжку виконано консольними відносно нижче розташованого першого кінця, завдяки чому оптимізується опора для вище розташованого валика і оптимізується міцність присадного шва вздовж поперечно протилежних боків рейок у перехідній зоні їхніх головок. Аналогічно, послідовні по вертикалі перші кінці зварювальних валиків у центральній та купольній /5 частинах проміжку між головками рейок, а також уздовж їхніх перехідних частин, вигідно забезпечують підсилення шва біля поперечно протилежних кромок рейки і оптимізують міцність шва між головочними частинами.
Затримка в часі або час утримання електрода біля кожного з протилежних кінців проміжку і, таким чином, біля перших кінців послідовно відкладених зварювальних валиків може становити 1-Ю секунд і, як докладніше пояснюється далі, переважно становить від 1,5 секунд до 4,0 секунд в поєднанні з кращими швидкостями руху електрода вздовж доріжок відкладення валиків і швидкостями подачі для плавкого зварювального електрода.
Кращий час затримки показано на фіг.29 для перехідної, центральної і купольної зон проміжку між рейками, що підлягають зварюванню. З посиланням на цю ілюстрацію, час затримки в зв'язку зі зварювальними валиками, відкладеними в проміжок між перехідними частинами рейок, становить 4,0 секунди аж до кінця перехідної сч ов частини, визначеної зоною переходу в центральну частину рейок, де час утримування переважно становить 3,0 секунди. Час затримки 4,0 секунди надає можливість розплавленому металу шва заповнити заглибину між і) зварювальними башмаками і кромками рейок і виступити назовні з останньої кромки у вигляді консолі, як показано і описано вище в зв'язку з фіг.24 - 28. Коли відкладання зварювальних валиків переходить по вертикалі в проміжок між центральними частинами рейок, час затримки зменшують до 2,0 секунд, тому що -" де зр теплота, яка утворюється попередньою зварювальною операцією в проміжку між перехідними частинами рейок, все більше полегшує приварювання зварювального металу до головок рейок, завдяки чому час затримки біля с вихідних кінців зварювальних валиків у центральній частині можна зменшити без зниження якості шва. З тієї ж с причини час затримки для зварювальних валиків, відкладених у проміжок між купольними частинами рейок, знижують до 1,5 секунди. Природно, буде зрозумілим, що зображення на фіг.29 стосується часу затримки біля ісе) зв перших кінців валиків, відкладених зліва направо на фіг.29, і біля перших кінців валиків біля протилежної ю кромки проміжку, яку не показано, і ці валики простягаються назад в напрямку показаної кромки проміжку.
Окрім указаних вище переважних часів затримки для заповнення перехідної, центральної та купольної частин проміжку між рейками, краще слідом за затримкою пересувати електрод упоперек проміжку між перехідними частинами рейки зі швидкістю 4 дюйми (101,бмм) за хвилину і зі швидкістю подачі зварювального дроту 240 « дюймів (бм) за хвилину. Ці швидкості руху і подачі забезпечують керування формою зварювальних валиків у ств») с перехідній зоні при одночасному збереженні доброї продуктивності та якості шва. У проміжку між центральними частинами 510 головок рейок краща швидкість зварювання становить 5,5 дюйма (140мм) за хвилину при ;» швидкості подачі зварювального дроту 240 дюймів (бм) за хвилину. Більша швидкість руху електрода при заповненні проміжку між центральними частинами головок рейок забезпечує ефективне заповнення проміжку при контролюванні швидкості охолодження при зварюванні та мікроструктури шва. Щодо заповнення проміжку с між купольними частинами головок рейок, по яких рухаються колеса залізничних вагонів, то необхідно подбати про підтримання твердості шва і найвищої можливої якості шва. При часі затримки або витримки 1,5 секунди,
Ме. якому віддається перевага, як згадувалося вище, зварювальні валики в проміжку між купольними частинами 38 ко рейок виконують зі зменшеною швидкістю подачі дроту 210 дюймів (5,3Зм) за хвилину і підвищеною швидкістю 5о руху зварювального електрода б дюймів (152мм) за хвилину. Ці швидкості подачі і зварювання зменшують ю кількість теплоти зварювання, введеної в шов у купольній зоні, що, в свою чергу, допомагає підтримувати
Кк належний рівень твердості у куполах головок рейок.
Крім того, в зв'язку з кращими параметрами для цього варіанта здійснення цього винаходу, нижню частину 504 основи рейки 40 переважно заповнюють, згідно зі згаданим вище, шляхом зварювання зі струминним перенесенням металу і у сполученні з бар'єрною пластиною, як описано вище в зв'язку з варіантом здійснення, показаним на фіг.1 - 13. Дуга прямої дії, стабільна і проникна, яка пов'язана з дуговим зварюванням зі (Ф, струминним перенесенням в середовищі захисного газу металевим електродом, вигідно забезпечує ка розплавлення і зварювання нижніх кутів підошви рейки з бар'єрною пластиною. Проміжок між верхніми частинами 506 основ рейок заповнюють із застосуванням методу імпульсного дугового зварювання, і краще, бо якщо зварювальний електрод переміщують упоперек назад і вперед у проміжку зі швидкістю зварювання б дюймів (152мм) за хвилину і швидкістю подачі зварювального дроту 240 дюймів (бм) за хвилину, що забезпечує добру продуктивність і контроль форми зварювальних валиків. Як згадувалося вище, проміжок між шийковими частинами рейок закривають мідними башмаками, і краще, якщо цей проміжок заповнюють зі швидкістю подачі зварювального дроту 400 дюймів (10,1бм) за хвилину. Така швидкість подачі полегшує заповнення проміжку між 65 Шшийками якомога швидше, і застосування імпульсного режиму згідно з цим винаходом дає можливість швидкого заповнення проміжку без погіршення якості шва.
Хоча значний наголос тут був зроблений на кращі варіанти здійснення і кращі параметри у зв'язку з ними, слід усвідомити, що можна розробити інші варіанти здійснення і зробити багато змін в описаних варіантах здійснення без відхилення від принципів цього винаходу.
Відповідно до цього слід чітко розуміти, що попередній описовий матеріал слід тлумачити просто як ілюстративний до винаходу, а не як обмеження.

Claims (80)

  1. Формула винаходу 70 1. Спосіб дугового зварювання в середовищі захисного газу сталевих рейок, кожна з яких має нижню основу Кк! опорною підошвою, яка має дану ширину, вертикально висхідну шийку і верхню головку, причому вказані рейки розділені одна від одної у поздовжньому напрямку для утворення поперечного проміжку, який підлягає заповненню сталлю для з'єднання вказаних рейок, причому вказаний проміжок має нижній розхил, поперечні, вертикально висхідні дистальні розхили і вибрану ширину, який відрізняється тим, що у вказаному проміжку біля низу вказаних основ вказаних розділених рейок і між ними підтримують довгасту сталеву бар'єрну пластину з довжиною, що відповідає вказаній даній ширині вказаних нижніх основ, і з шириною і товщиною меншими, ніж вказана ширина, і заповнюють вказаний проміжок вище вказаної сталевої бар'єрної пластини розплавленою сталлю з рухомого присадного металевого електрода у процесі електричного дугового зварювання у середовищі захисного газу, що започатковується дугою між вказаним електродом і вказаною бар'єрною пластиною.
  2. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що додатково нижче вказаної бар'єрної пластини розміщують теплоізоляційний елемент і перекривають вказаний нижній розхил вказаного проміжку і вказані опорні підошви вказаних основ вказаних розділених рейок.
  3. З. Спосіб за п. 2, який відрізняється тим, що додатково на вказані поперечні, вертикально висхідні дистальні розхили вказаного проміжку пересувають бокові форми до завершення зазначеного заповнення. сч
  4. 4. Спосіб за п. 2, який відрізняється тим, що додатково нижній розхил вказаного проміжку перекривають металевим блоком, що має обернену догори заглибину для розміщення у ній вказаного ізоляційного елементу, (о) так що вказаний блок вводять у контакт зі вказаними опорними підошвами вказаних основ.
  5. 5. Спосіб за п. 4, який відрізняється тим, що додатково після того, як під час зазначеного заповнення вказаний проміжок заповнено присадним металом біля вказаних основ, на вказані поперечні, вертикально «- зо висхідні дистальні розхили вказаного проміжку пересувають бокові форми.
  6. 6. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що додатково після того, як під час зазначеного заповнення с вказаний проміжок заповнено присадним металом біля вказаних основ, на вказані поперечні, вертикально сч висхідні дистальні розхили вказаного проміжку пересувають бокові форми.
  7. 7. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що додатково нижній розхил вказаного проміжку перекривають мідним блоком, що має обернену догори заглибину, так що вказаний блок вводять у контакт зі вказаними ю опорними підошвами вказаних основ, і розміщують керамічний теплоізоляційний елемент у вказаній заглибині нижче вказаної бар'єрної пластини і перекривають вказаний нижній розхил вказаного проміжку і вказані опорні підошви вказаних основ вказаних розділених рейок.
  8. 8. Спосіб дугового зварювання в середовищі захисного газу сталевих рейок, кожна з яких включає основу, що « 70 Має підошву, вертикально висхідну шийку і верхню головку, причому вказані рейки розділені одна від одної у у с поздовжньому напрямку для утворення проміжку між основами, проміжку між шийками і проміжку між головками, які підлягають заповненню сталлю для з'єднання вказаних рейок, причому вказана підошва кожної вказаної :з» основи має простягнуту упоперек нижню кромку, а вказаний проміжок між основами має вибрану ширину між нижніми кромками рейок, який відрізняється тим, що додатково забезпечують довгасту сталеву бар'єрну пластину, яка має поперечно протилежні боковини, що йдуть у напрямку вказаних нижніх кромок, ширину між с вказаними протилежними боковинами більшу, ніж вказана вибрана ширина вказаного проміжку між основами, верхній та нижній боки і заглиблення у вказаному верхньому боці вздовж кожної зі вказаних поперечно Ме, протилежних боковин, причому ці заглиблення утворюють частину бар'єрної пластини, що має ширину, яка з відповідає вказаній вибраній ширині, далі розміщують вказану бар'єрну пластину у такий спосіб, щоб вказана 5р Частина пластини виступала догори у вказаний проміжок між основами біля низу вказаних основ і щоб їмо) заглиблення вміщали у себе підошви рейок вздовж їхніх нижніх кромок, і заповнюють вказані проміжки між щк основами, шийками і головками вище вказаної сталевої бар'єрної пластини розплавленою сталлю з присадного металевого електрода, який подають уперед, у процесі електричного дугового зварювання в середовищі захисного газу.
  9. 9. Спосіб за п. 8, який відрізняється тим, що після того, як під час вказаного заповнення вказаний проміжок між основами заповнено присадним металом біля вказаних основ, додатково на поперечно протилежних кінцях (Ф) вказаного проміжку між шийками і вказаного проміжку між головками розташовують бокові формувальні башмаки ГІ і під час заповнення вказаного проміжку між шийками і вказаного проміжку між головками охолоджують вказані бокові формувальні башмаки. во
  10. 10. Спосіб за п. 8, який відрізняється тим, що додатково нижче вказаного нижнього боку вказаної бар'єрної пластини розміщують теплоізоляційний елемент і перекривають вказані протилежні боковини вказаної бар'єрної пластини і підошов вказаних основ розділених рейок.
  11. 11. Спосіб за п. 10, який відрізняється тим, що додатково після того, як під час вказаного заповнення вказаний проміжок між основами заповнено присадним металом біля вказаних основ, на поперечно протилежних 65 кінцях вказаного проміжку між шийками і вказаного проміжку між головками розташовують бокові формувальні башмаки і під час заповнення вказаного проміжку між шийками і вказаного проміжку між головками охолоджують вказані бокові формувальні башмаки.
  12. 12. Спосіб за п. 10, який відрізняється тим, що додатково забезпечують металевий нижній башмак під підошвами вказаних основ рейок, причому вказаний нижній башмак має обернену догори заглибину для розміщення у ній вказаного ізоляційного елемента.
  13. 13. Спосіб за п. 12, який відрізняється тим, що додатково після того, як під час вказаного заповнення вказаний проміжок між основами заповнено присадним металом, на поперечно протилежних кінцях вказаного проміжку між шийками і вказаного проміжку між головками розташовують бокові формувальні башмаки, охолоджують вказаний нижній башмак принаймні під час заповнення вказаного проміжку між основами, а під час 7/0 Заповнення вказаного проміжку між шийками і вказаного проміжку між головками охолоджують вказані бокові формувальні башмаки.
  14. 14. Спосіб за п. 8, який відрізняється тим, що вказаний процес електричного дугового зварювання у середовищі захисного газу під час вказаного заповнення являє собою на початку багатопрохідний процес зварювання зі струминним перенесенням металу.
  15. 15. Спосіб за п. 8, який відрізняється тим, що вказаний процес електричного дугового зварювання у середовищі захисного газу під час вказаного заповнення являє собою сполучення багатопрохідного процесу зварювання зі струминним перенесенням металу і процесу імпульсного зварювання, причому вказаний процес зварювання зі струминним перенесенням металу застосовують у вказаному проміжку між основами.
  16. 16. Спосіб за п. 8, який відрізняється тим, що вказаний процес електричного дугового зварювання у середовищі захисного газу під час вказаного заповнення являє собою багатопрохідний процес зварювання зі струминним перенесенням металу принаймні у вказаному проміжку між основами і вказаному проміжку між шийками.
  17. 17. Спосіб за п. 8, який відрізняється тим, що вказаний процес електричного дугового зварювання у середовищі захисного газу під час вказаного заповнення є багатопрохідним процесом дугового зварювання. с
  18. 18. Спосіб за п. 8, який відрізняється тим, що вказаний процес електричного дугового зварювання у о середовищі захисного газу під час вказаного заповнення є процесом дугового зварювання, який включає переміщення електрода по траєкторії типу серпантину, коли вказаний електрод проходить через вказаний проміжок.
  19. 19. Спосіб за п. 8, який відрізняється тим, що вказаний процес електричного дугового зварювання у «- зо середовищі захисного газу під час вказаного заповнення є на початку процесом імпульсного зварювання.
  20. 20. Спосіб за п. 8, який відрізняється тим, що вказаний процес електричного дугового зварювання у с середовищі захисного газу під час вказаного заповнення є сполученням процесу зварювання зі струминним с перенесенням металу і процесу імпульсного зварювання, причому вказаний процес зварювання зі струминним перенесенням металу застосовують у вказаному проміжку між основами. ісе)
  21. 21. Спосіб за п. 8, який відрізняється тим, що вказаний процес електричного дугового зварювання у ю середовищі захисного газу під час вказаного заповнення включає процес зварювання зі струминним перенесенням металу в указаному проміжку між основами і процес імпульсного зварювання у вказаному проміжку між шийками і вказаному проміжку між головками.
  22. 22. Спосіб за п. 8, який відрізняється тим, що додатково між верхнім і нижнім боками вказаної бар'єрної « пластини поблизу одного кінця кожної зі вказаних нижніх кромок вказаних рейок забезпечують виріз для того, в с щоб розплавлений метал протікав через вказану бар'єрну пластину під час першого проходу при заповненні вказаного проміжку між основами. з
  23. 23. Спосіб за п. 8, який відрізняється тим, що додатково забезпечують металевий нижній башмак, що має верхню поверхню і відкриту догори заглибину у вказаній верхній поверхні, яка має ширину більшу, ніж ширина вказаної бар'єрної пластини, забезпечують теплоізоляційний елемент, що має ширину, яка відповідає ширині с вказаної заглибини, і має відкриту догори порожнину, що має контур, пристосований для вміщення вказаної бар'єрної пластини, розміщують вказану бар'єрну пластину в указаній порожнині вказаного ізоляційного Ме, елемента і розміщують вказаний ізоляційний елемент у вказаній заглибині вказаного нижнього башмака, щоб ГІ забезпечити вузол нижнього башмака, і далі встановлюють вказаний вузол до підошов вказаних основ вказаних рейок. де
  24. 24. Спосіб за п. 23, який відрізняється тим, що додатково після того, як під час вказаного заповнення Кк вказаний проміжок між основами заповнено присадним металом, на поперечно протилежних кінцях вказаного проміжку між шийками і вказаного проміжку між головками розташовують бокові формувальні башмаки, охолоджують вказаний нижній башмак принаймні під час заповнення вказаного проміжку між основами, а під час в Заповнення проміжків між шийками і між головками охолоджують вказані бокові формувальні башмаки.
  25. 25. Спосіб за п. 23, який відрізняється тим, що додатково між верхнім і нижнім боками вказаної бар'єрної (Ф, пластини поблизу одного кінця кожної зі вказаних нижніх кромок вказаних рейок забезпечують виріз для того, ка щоб розплавлений метал протікав через вказану бар'єрну пластину під час першого проходу при заповненні вказаного проміжку між основами. во
  26. 26. Спосіб за п. 25, який відрізняється тим, що додатково після того, як під час вказаного заповнення вказаний проміжок між основами заповнено присадним металом, на поперечно протилежних кінцях вказаного проміжку між шийками і вказаного проміжку між головками розташовують бокові формувальні башмаки, охолоджують вказаний нижній башмак принаймні під час заповнення вказаного проміжку між основами, а під час заповнення проміжків між шийками і між головками охолоджують вказані бокові формувальні башмаки. 65
  27. 27. Спосіб за п. 23, який відрізняється тим, що додатково забезпечують кілька вирізів вздовж кожної зі вказаних протилежних боковин, які починаються усередині поблизу одного зі вказаних протилежних кінців, для того, щоб розплавлений метал протікав через вказану бар'єрну пластину під час першого проходу при заповненні вказаного проміжку між основами.
  28. 28. Спосіб за п. 8, який відрізняється тим, що вказана бар'єрна пластина має протилежні кінці, і тим, що ВЗДОВЖ кожної зі вказаних протилежних боковин і між верхнім і нижнім боками вказаної бар'єрної пластини забезпечують кілька вирізів, які починаються усередині поблизу одного зі вказаних протилежних кінців, для того, щоб розплавлений метал протікав через вказану бар'єрну пластину під час першого проходу при заповненні вказаного проміжку між основами.
  29. 29. Спосіб за п. 8, який відрізняється тим, що вказане заповнення вказаного проміжку між головками включає 7/0 безперервне послідовне пересування вказаного електрода у поперечно протилежних напрямках у вказаному проміжку між головками вздовж доріжок, які мають початкові та кінцеві кінці у відповідному одному зі вказаних протилежних напрямків, для відкладення валиків з присадного металу вздовж указаних доріжок, і далі включає затримку пересування вказаного електрода від вихідного кінця кожної вказаної доріжки на заздалегідь вибраний період часу.
  30. 30. Спосіб за п. 29, який відрізняється тим, що додатково коливають вказаний електрод вздовж указаного проміжку між головками під час руху вказаного електрода у вказаних протилежних напрямках.
  31. 31. Спосіб за п. 29, який відрізняється тим, що вказаний проміжок між головками включає нижню перехідну частину, яка простягається від указаного проміжку між шийками, центральну частину і верхню купольну частину, причому вказаний період часу змінюють залежно від валиків з присадного металу, відкладених в перехідній, центральній і купольній частинах указаного проміжку між головками.
  32. 32. Спосіб за п. 29, який відрізняється тим, що вказаний проміжок між головками включає нижню перехідну частину, що простягається від указаного проміжку між шийками, центральну частину і верхню купольну частину, і тим, що додатково пересувають вказаний електрод у вказаних протилежних напрямках із швидкістю, яку змінюють залежно від валиків з присадного металу, що їх відкладають у перехідній, центральній і купольній сч ов частинах указаного проміжку між головками.
  33. 33. Спосіб за п. 29, який відрізняється тим, що вказаний проміжок між головками включає нижню перехідну і) частину, що простягається від указаної шийки, центральну частину і верхню купольну частину, і тим, що додатково виконують вертикальну подачу вказаного електрода із швидкістю, яку змінюють залежно від валиків з присадного металу, що їх відкладають у перехідній, центральній і купольній частинах указаного проміжку між (с зо головками.
  34. 34. Спосіб за п. 8, який відрізняється тим, що вказане заповнення вказаного проміжку між головками включає с утримування вказаного електрода протягом заздалегідь вибраного періоду часу в першому місцеположенні с поблизу одного з указаних поперечно протилежних кінців проміжку між головками, пересування електрода з заздалегідь вибраною швидкістю від першого місцеположення до другого місцеположення поблизу іншого з ісе) з5 указаних поперечно протилежних кінців для відкладення першого валика присадного металу, який має перший ю кінець біля вказаного одного з указаних протилежних кінців і другий кінець на відстані від указаного одного кінця в напрямку до іншого з указаних протилежних кінців, причому вказаний перший валик має товщину по вертикалі, яка є більшою на вказаному першому його кінці, ніж на вказаному другому його кінці, далі включає утримування вказаного електрода в указаному другому місцеположенні протягом заздалегідь вибраного періоду « Часу і потім пересування електрода з заздалегідь вибраною швидкістю від указаного другого місцеположення до 7-3) с третього місцеположення вище і поблизу вказаного першого місцеположення для відкладення другого валика . присадного металу, який має перший кінець біля вказаного іншого з указаних протилежних кінців і другий кінець и?» на відстані від указаного іншого кінця в напрямку до вказаного одного з указаних протилежних кінців, причому вказаний другий валик має товщину по вертикалі, яка є більшою на вказаному першому його кінці, ніж на вказаному другому його кінці, і відкладення вказаних першого і другого валиків присадного металу повторюється с до заповнення вказаного проміжку між головками.
  35. 35. Спосіб за п. 34, який відрізняється тим, що вказаний проміжок між головками включає нижню перехідну
    Ме. частину, центральну частину і верхню купольну частину, причому як указаний заздалегідь вибраний період часу, ко так і вказану заздалегідь вибрану швидкість змінюють залежно від першого і другого валиків, що їх відкладають У кожній - перехідній, центральній і купольній частинах указаного проміжку між головками. о
  36. 36. Пристрій для дугового зварювання в середовищі захисного газу сталевих рейок, кожна з яких включає Кк основу, що має підошву, вертикально висхідну шийку і верхню головку, який включає засіб для утримування вказаних рейок розділеними одна від одної у поздовжньому напрямку для утворення проміжку між основами, проміжку між шийками і проміжку між головками, які підлягають заповненню сталлю для з'єднання вказаних рейок, причому вказана підошва кожної вказаної основи має простягнуту упоперек нижню кромку, вказана кромка має довжину, а вказаний проміжок між основами має вибрану ширину між нижніми кромками основ рейок, (Ф, довгасту сталеву бар'єрну пластину з довжиною у напрямку вказаних кромок, шириною, яка перевищує вказану ка вибрану ширину вказаного проміжку між основами, і номінальною товщиною, причому вказана бар'єрна пластина розташована внизу вказаного проміжку між основами, який відрізняється тим, що вказана бар'єрна пластина бо Включає заглиблення, що вміщують частини підошов рейкових основ, уздовж і поздовжньо суміжні з їхніми вказаними нижніми кромками, для закривання вказаного проміжку між основами біля вказаних нижніх кромок, а також тим, що він включає зварювальний засіб для заповнення вказаних проміжків між основами, проміжків між шийками і проміжків між головками над указаною бар'єрною пластиною розплавленою сталлю, причому вказаний зварювальний засіб включає рухомий електрод з присадним металом. 65
  37. 37. Пристрій за п. Зб, який відрізняється тим, що додатково включає бокові формувальні башмаки над поперечно протилежними кінцями вказаних проміжків між шийками і проміжків між головками.
  38. 38. Пристрій за п. 36, який відрізняється тим, що вказані заглиблення виконані таким чином, що вказана бар'єрна пластина має боковини, які лежать під вказаними підошвами вказаних основ рейок, і тим, що має теплоізоляційний елемент, який розташований нижче і перекриває вказану бар'єрну пластину і перекриває вказані боковини вказаної бар'єрної пластини і вказані підошви вказаних основ указаних розділених рейок.
  39. 39. Пристрій за п. 38, який відрізняється тим, що має металевий нижній башмак, який перекриває вказаний теплоізоляційний елемент і контактує зі вказаними підошвами вказаних основ, причому вказаний нижній башмак має обернену догори заглибину для розміщення у ній вказаного ізоляційного елемента.
  40. 40. Пристрій за п. 39, який відрізняється тим, що додатково включає бокові формувальні башмаки над 7/0 поперечно протилежними кінцями вказаних проміжків між шийками і проміжків між головками, що досягають дистальних отворів вказаних проміжків.
  41. 41. Пристрій за п. 40, який відрізняється тим, що додатково включає засоби для охолодження вказаного нижнього башмака і вказаних бокових формувальних башмаків.
  42. 42. Пристрій за п. 36, який відрізняється тим, що вказана бар'єрна пластина виготовлена з низьковуглецевої /5 сталі.
  43. 43. Пристрій за п. 36, який відрізняється тим, що довжина вказаної бар'єрної пластини більша, ніж довжина вказаних нижніх кромок.
  44. 44. Пристрій за п. 36, який відрізняється тим, що вказана довгаста сталева бар'єрна пластина має верхню і нижню поверхні і товщину між ними приблизно 0,125 дюйма (3,175 мм), і тим, що кожне зі вказаних заглиблень го має глибину нижче вказаної верхньої поверхні приблизно 0,020 дюйма (0,51 мм) і ширину приблизно 0,063 дюйма (1,6 мм).
  45. 45. Пристрій за п. 44, який відрізняється тим, що вказані боковини вказаної бар'єрної пластини виконані з фасками.
  46. 46. Пристрій за п. 45, який відрізняється тим, що вказані заглиблення виконані таким чином, що центральна сч об частина вказаної бар'єрної пластини виступає вгору в указаний проміжок між основами від нижніх кромок рейок, причому вказана центральна частина має бокові кромки, що знаходяться вище і йдуть паралельно до вказаних і) нижніх кромок, і принаймні один виріз вздовж кожної зі вказаних бокових кромок між вказаними верхньою і нижньою поверхнями вказаної бар'єрної пластини.
  47. 47. Пристрій за п. 46, який відрізняється тим, що довжина вказаної бар'єрної пластини більша, ніж довжина «- зо вказаних нижніх кромок, вказані нижні кромки мають протилежні кінці і кожний вказаний принаймні один виріз розташований вздовж бокової кромки вказаної центральної частини у місці, зміщеному досередини від с загального одного зі вказаних протилежних кінців вказаних нижніх кромок. с
  48. 48. Пристрій за п. 47, який відрізняється тим, що включає кілька вирізів, рознесених один від одного вздовж кожної зі вказаних бокових кромок. ісе)
  49. 49. Пристрій за п. 36, який відрізняється тим, що вказані заглиблення виконані таким чином, що центральна ю частина вказаної бар'єрної пластини виступає вгору в указаний проміжок між основами від нижніх кромок рейок, причому вказана центральна частина має бокові кромки, що знаходяться вище і йдуть паралельно до вказаних нижніх кромок, і принаймні один виріз вздовж кожної зі вказаних бокових кромок між вказаними верхньою і нижньою поверхнями вказаної бар'єрної пластини. «
  50. 50. Пристрій за п. 49, який відрізняється тим, що довжина вказаної бар'єрної пластини більша, ніж довжина -птш) с вказаних нижніх кромок, вказані нижні кромки мають протилежні кінці і кожний вказаний виріз розташований . вздовж бокової кромки вказаної центральної частини у місці, зміщеному досередини від загального одного зі а вказаних протилежних кінців вказаних нижніх кромок.
  51. 51. Пристрій за п. 50, який відрізняється тим, що включає в себе кілька вирізів, рознесених один від одного ВЗДОВЖ КОоЖНОЇ Зі вказаних бокових кромок. с 52. Пристрій за п. 36, який відрізняється тим, що довжина вказаної бар'єрної пластини більша, ніж довжина вказаних нижніх кромок, вказані заглиблення забезпечують, щоб вказана бар'єрна пластина мала боковини, які
  52. Ме. лежать під вказаними підошвами вказаних основ вказаних рейок, і тим, що має теплоізоляційний елемент, який ко розташований нижче і перекриває вказану бар'єрну пластину і перекриває вказані боковини вказаної бар'єрної 5ор пластини і вказані підошви вказаних основ, і металевий нижній башмак, що перекриває вказаний о теплоізоляційний елемент і контактує зі вказаними підошвами вказаних основ, причому вказаний нижній башмак Кк має відкриту догори заглибину для розміщення у ній вказаного ізоляційного елемента.
  53. 53. Пристрій за п. 52, який відрізняється тим, що вказані боковини вказаної бар'єрної пластини виконані з фасками і вказаний теплоізоляційний елемент включає в себе центральну частину, що контактує спіднизу зі дв вказаною бар'єрною пластиною, і протилежні бокові частини, що виступають угору від вказаної центральної частини і контактують зі вказаними підошвами вказаних рейок зовні від вказаних боковин з фасками вказаної Ф) бар'єрної пластини. ка
  54. 54. Пристрій за п. 52, який відрізняється тим, що вказані заглиблення виконані з можливістю забезпечення того, щоб центральна частина вказаної бар'єрної пластини виступала вгору в указаний проміжок між основами бо Від нижніх кромок рейок, причому вказана центральна частина має бокові кромки, що знаходяться вище і йдуть паралельно до вказаних нижніх кромок, і принаймні один виріз вздовж кожної зі вказаних бокових кромок між вказаними верхньою і нижньою поверхнями вказаної бар'єрної пластини.
  55. 55. Пристрій за п. 54, який відрізняється тим, що вказані нижні кромки мають протилежні кінці і кожний вказаний виріз розташований вздовж бокової кромки вказаної центральної частини вказаної бар'єрної пластини у 65 місці, зміщеному досередини від загального одного зі вказаних протилежних кінців вказаних нижніх кромок.
  56. 56. Пристрій за п. 55, який відрізняється тим, що включає кілька вирізів, рознесених один від одного вздовж кожної зі вказаних бокових кромок.
  57. 57. Пристрій за п. 55, який відрізняється тим, що вказані боковини вказаної бар'єрної пластини виконані з фасками.
  58. 58. Пристрій за п. 57, який відрізняється тим, що вказаний теплоізоляційний елемент включає центральну частину, що контактує спіднизу зі вказаною бар'єрною пластиною, і протилежні бокові частини, що виступають угору від вказаної центральної частини і контактують зі вказаними підошвами вказаних рейок зовні від вказаних боковин з фасками вказаної бар'єрної пластини.
  59. 59. Пристрій за п. 58, який відрізняється тим, що вказана довгаста сталева бар'єрна пластина має верхню і нижню поверхні і товщину між ними приблизно 0,125 дюйма (3,175 мм), і тим, що кожне зі вказаних заглиблень має глибину нижче вказаної верхньої поверхні приблизно 0,020 дюйма (0,51 мм) і ширину приблизно 0,063 дюйма (1,6 мм).
  60. 60. Пристрій за п. 59, який відрізняється тим, що вказана бар'єрна пластина виконана з низьковуглецевої сталі, а вказаний теплоізоляційний елемент виконаний з керамічного матеріалу.
  61. 61. Пристрій за п. 60, який відрізняється тим, що включає бокові формувальні башмаки над поперечно протилежними кінцями вказаних проміжків між шийками і проміжків між головками, а також включає засоби для охолодження вказаного нижнього башмака і вказаних бокових формувальних башмаків.
  62. 62. Пристрій за п. 61, який відрізняється тим, що включає кілька вирізів, рознесених один від одного вздовж кожної зі вказаних бокових кромок.
  63. 63. Бар'єрна пластина для використання при дуговому зварюванні в середовищі захисного газу сталевих рейок, кожна з яких включає основу, що має підошву, вертикально висхідну шийку і верхню головку, причому вказані рейки розділені одна від одної у поздовжньому напрямку для утворення проміжку між основами, проміжку між шийками і проміжку між головками, які підлягають заповненню сталлю для з'єднання вказаних рейок, причому вказана підошва кожної вказаної основи має простягнуту упоперек нижню кромку, вказана кромка має с довжину, а вказаний проміжок між основами має ширину між нижніми кромками основ рейок, причому бар'єрна частина включає довгастий стальний корпус, що має верхню і нижню поверхні, довжину в напрямку вказаних і) нижніх кромок, поперечно протилежні боковини, що забезпечують ширину більшу, ніж вказана ширина вказаного проміжку між основами, і номінальну товщину між вказаними поверхнями, яка відрізняється тим, що вона включає заглиблення у вказаній верхній поверхні вздовж кожної зі вказаних протилежних боковин, які відкриті - зо догори і назовні впоперек від відповідної боковини, для забезпечення центральної частини і бокових кромок вздовж неї, вказана центральна частина має таку ширину, щоб вказана центральна частина могла увійти у с вказаний проміжок між основами і щоб вказані бокові кромки лежали під частинами підошов основ рейок. с
  64. 64. Бар'єрна пластина за п. 63, яка відрізняється тим, що вказана сталь являє собою низьковуглецеву сталь.
  65. 65. Бар'єрна пластина за п. 63, яка відрізняється тим, що вказаний довгастий корпус має товщину приблизно ісе) 0,125 дюйма (3,175 мм). ю
  66. 66. Бар'єрна пластина за п. 63, яка відрізняється тим, що вказані бокові кромки виконані з фасками.
  67. 67. Бар'єрна пластина за п. 63, яка відрізняється тим, що вказані заглиблення мають глибину приблизно 0,020 дюйма (0,51 мм) і ширину приблизно 0,063 дюйма (1,6 мм).
  68. 68. Бар'єрна пластина за п. 63, яка відрізняється тим, що вказаний довгастий корпус має довжину більшу, ніж « довжина нижніх кромок основ вказаних рейок. в с
  69. 69. Бар'єрна пластина за п. 63, яка відрізняється тим, що додатково включає принаймні один відкритий назовні у поперечному напрямку виріз у кожній зі вказаних протилежних боковин вказаного корпуса і між ів . - . - - . . . а вказаними верхньою і нижньою поверхнями його, і кожний вказаний виріз має внутрішню грань, зміщену в поперечному напрямку досередини від заглиблення, що йде вздовж відповідної боковини вказаного корпуса.
  70. 70. Бар'єрна пластина за п. 69, яка відрізняється тим, що включає кілька вирізів, рознесених один від с одного вздовж кожної зі вказаних боковин.
  71. 71. Бар'єрна пластина за п. 70, яка відрізняється тим, що вказані бокові кромки вказаного корпуса виконані Ме, з фасками і вказана внутрішня грань кожного вирізу перетинає відповідну фаску бокової кромки. ко
  72. 72. Бар'єрна пластина за п. 69, яка відрізняється тим, що вказаний довгастий корпус має протилежні кінці і 5ор довжину більшу, ніж довжина нижніх кромок основ вказаних рейок, вказані нижні кромки мають кінці, зміщені ю досередини від вказаних кінців вказаного корпуса, і кожний вказаний принаймні один виріз зміщений від як загального одного з кінців вказаного корпуса так, щоб бути зміщеним досередини відносно відповідних кінців вказаних нижніх кромок, коли вказана центральна частина вказаної бар'єрної пластини вміщена у вказаний проміжок між основами.
  73. 73. Бар'єрна пластина за п. 72, яка відрізняється тим, що вказані бокові кромки вказаного корпуса виконані з фасками і вказана внутрішня грань кожного вирізу перетинає відповідну фаску бокової кромки. Ф)
  74. 74. Бар'єрна пластина за п. 73, яка відрізняється тим, що вказаний корпус виконаний з низьковуглецевої ка сталі і має товщину приблизно 0,125 дюйма (3,175 мм), а вказані заглиблення мають глибину приблизно 0,020 дюйма (0,51 мм) і ширину приблизно 0,063 дюйма (1,6 мм). во
  75. 75. Бар'єрна пластина за п. 72, яка відрізняється тим, що включає кілька вирізів, рознесених один від одного вздовж кожної зі вказаних боковин.
  76. 76. Бар'єрна пластина за п. 75, яка відрізняється тим, що вказані бокові кромки вказаного корпуса виконані з фасками і вказана внутрішня грань кожного вирізу перетинає відповідну фаску бокової кромки.
  77. 77. Бар'єрна пластина за п. 76, яка відрізняється тим, що вказані заглиблення мають глибину приблизно 65 0,020 дюйма (0,51 мм) і ширину приблизно 0,063 дюйма (1,6 мм), а вказані вирізи мають ширину приблизно 0,103 дюйма (2,6 мм) і довжину приблизно 1,63 дюйма (41,4 мм).
  78. 78. Бар'єрна пластина за п. 77, яка відрізняється тим, що вказаний корпус виконаний з низьковуглецевої сталі і має товщину приблизно 0,125 дюйма (3,175 мм).
  79. 79. Бар'єрна пластина за п. 66, яка відрізняється тим, що вказаний корпус має протилежні кінці і кожний зі Вказаних вирізів зміщений досередини від загального одного зі вказаних кінців.
  80. 80. Бар'єрна пластина за п. 79, яка відрізняється тим, що вказані бокові кромки вказаного корпуса виконані з фасками і вказана внутрішня грань кожного вирізу перетинає відповідну фаску бокової кромки. с щі 6) «- с с (Се) І в) -
    с . и? 1 (о) іме) іме) - іме) 60 б5
UA99105446A 1998-10-07 1999-10-05 Спосіб зварювання залізничних рейок (варіанти), пристрій для здійснення способу та бар'єрна пластина UA56221C2 (uk)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/167,463 US6069333A (en) 1997-02-21 1998-10-07 Method and system for welding railroad rails
US09/356,869 US6207920B1 (en) 1997-02-21 1999-07-19 Method and system for welding railroad rails

Publications (1)

Publication Number Publication Date
UA56221C2 true UA56221C2 (uk) 2003-05-15

Family

ID=26863201

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
UA99105446A UA56221C2 (uk) 1998-10-07 1999-10-05 Спосіб зварювання залізничних рейок (варіанти), пристрій для здійснення способу та бар'єрна пластина

Country Status (9)

Country Link
US (1) US6207920B1 (uk)
EP (1) EP0992628A3 (uk)
JP (1) JP3116229B2 (uk)
CN (1) CN1120071C (uk)
AU (1) AU725419B2 (uk)
CA (1) CA2281979A1 (uk)
RU (1) RU2185266C2 (uk)
TW (1) TW426573B (uk)
UA (1) UA56221C2 (uk)

Families Citing this family (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2413918A1 (en) * 2000-06-02 2001-12-13 Holland Lp Gap welding process
US7038159B2 (en) * 2003-11-12 2006-05-02 Arcmatic Integrated Systems, Inc. System and method for electroslag welding an expansion joint rail
US20070251934A1 (en) * 2004-04-23 2007-11-01 Holland Lp High Carbon Welding Electrode and Method of Welding with High Carbon Welding Electrode
EP1799909B1 (en) 2004-08-20 2016-03-09 Loram Maintenance Of Way, Inc. Long rail pick-up and delivery system
US7233250B2 (en) * 2004-12-29 2007-06-19 Avery Dennison Corporation Radio frequency identification device with visual indicator
US20060266745A1 (en) * 2005-05-31 2006-11-30 Honeywell International, Inc. Gas shielding apparatus and method of use
WO2007009165A1 (en) * 2005-07-15 2007-01-25 Advanced Intellectual Holdings Pty Ltd Method and apparatus for applying a surface layer to a member
US7397015B2 (en) * 2006-04-13 2008-07-08 Lincoln Global, Inc. Metal cored electrode for open root pass welding
WO2008008154A2 (en) 2006-07-07 2008-01-17 Fsi International, Inc. Barrier structure and nozzle device for use in tools used to process microelectronic workpieces with one or more treatment fluids
JP4652385B2 (ja) * 2007-09-18 2011-03-16 菅井 和生 列車用レールの遊間改造方法
CA2705736C (en) * 2007-11-22 2015-04-07 Brent Felix Jury Improvements in or relating to welding railway lines
FR2935715B1 (fr) 2008-09-09 2014-07-18 Sauron Joseph Materiel Ind Dispositif pour la maintenance de rails
US8658935B2 (en) * 2008-12-24 2014-02-25 Chemetron-Railway Products, Inc. Welding process with jerk compensation
EP2483979B1 (fr) * 2009-09-30 2017-04-05 Orange Dispositif d'installation de câble de transmission
US8884183B2 (en) * 2009-12-16 2014-11-11 Esab Ab Welding process and a welding arrangement
US9050682B2 (en) 2010-11-16 2015-06-09 Daniel R. Danks Electroslag welding with alternating electrode weld parameters
US9470575B1 (en) * 2011-01-03 2016-10-18 William L. Bong Water-cooled copper shoes
AU2012321399B2 (en) * 2011-10-13 2015-01-22 Brent Felix Jury Apparatus and method of flash butt welding of railway lines
US8844915B2 (en) * 2012-02-29 2014-09-30 Superior Industrial Services Fixture and method of welding locomotive sills
CN102974927A (zh) * 2012-11-26 2013-03-20 南车二七车辆有限公司 一种铁路货运平车底架用h型钢接长的焊接方法
CN103056666B (zh) * 2012-12-25 2015-02-18 李雷 钢铝复合轨双头焊铣机
CN103586622B (zh) * 2013-10-29 2016-02-24 中外合资沃得重工(中国)有限公司 焊接用循环水冷衬垫装置及使用方法
CN103643604B (zh) * 2013-12-18 2015-10-21 西南交通大学 一种线路锁定焊接和热处理一机化作业施工方法
US9545693B2 (en) * 2014-10-07 2017-01-17 Caterpillar Inc. Consumable insert for welding
CN108221517B (zh) * 2016-12-22 2023-10-20 上海工程技术大学 用于固定中频感应加热正火变压器的仿形定位装置
US10286460B2 (en) * 2017-04-07 2019-05-14 Robert J. Murphy Single-pass, single-radial layer, circumferential-progression fill-welding system, apparatus and method for refurbishing railway and other transit rails
CN107262874B (zh) * 2017-06-19 2020-03-24 中国华冶科工集团有限公司 一种钢轨焊接装置以及钢轨焊接方法
CN108465969B (zh) * 2018-06-05 2024-01-26 法兰泰克重工股份有限公司 一种起重机卷筒支架支承板装配用全空间可调焊接的装置
US11802379B1 (en) 2019-03-12 2023-10-31 Wayne A Zins Self guarded frog copper weld fixture
CN113026455B (zh) * 2021-04-09 2022-10-18 衡阳骏兴铁路物资有限公司 一种能够对轨道断裂处进行加固修复的加固装置
US20240253147A1 (en) * 2021-05-14 2024-08-01 The M.K. Morse Company A Method of Forming a Unitary Metal Piece
CN117020537B (zh) * 2023-09-27 2023-12-19 联峰钢铁(张家港)有限公司 一种钢棒材焊接装置
CN117342233B (zh) * 2023-11-20 2024-05-28 中国机械总院集团哈尔滨焊接研究所有限公司 一种铲板槽帮的定位摆正装置及其定位摆正方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1567098A (en) * 1922-12-14 1925-12-29 Appelbaum Isaac Blade for fabric-cutting machines
US2043907A (en) * 1933-06-15 1936-06-09 Sandvikens Jernverks Ab Hatchet
GB782927A (en) * 1954-01-11 1957-09-18 Gen Dynamics Corp Improved process for butt-welding metal parts and suitable insert for carrying out said process
US3192356A (en) * 1962-09-24 1965-06-29 Union Carbide Corp Welding of railroad rails
US3308266A (en) * 1963-01-15 1967-03-07 American Mach & Foundry Method and apparatus for welding of rails
DE2759836C2 (de) * 1976-08-27 1983-05-05 Mitsubishi Denki K.K., Tokyo Verfahren zum Lichtbogen-Verbindungsschweißen
US4187410A (en) * 1977-03-10 1980-02-05 Vsesojuzny Nauchno-Issledovatelsky, Proektno-Konstruktorsky i Tekhnologichesky Institut Elektrosvarochnogo Oborudova Method of multi-pass narrow groove arc welding
US4429207A (en) 1981-12-30 1984-01-31 Southern Pacific Transportation Company Method for welding railroad rails and means therefor
US4539464A (en) * 1983-08-29 1985-09-03 Combustion Engineering, Inc. Joining parallel faces of thick-walled structures by arc welding
JPS61249680A (ja) * 1985-04-26 1986-11-06 Nippon Kokan Kk <Nkk> レ−ル溶接用ガスシ−ルドチヤンバ
CA1299254C (en) * 1987-02-24 1992-04-21 Nippon Steel Corporation Process for automatic fusion welding of rails
US5175405A (en) 1990-04-18 1992-12-29 Nippon Steel Corporation Method of automatically welding rails
AT398178B (de) * 1991-12-03 1994-10-25 Fronius Schweissmasch Schweissverbindung zwischen zwei in längsrichtung eines schienenstranges hintereinander angeordneten schienenstücken
US5877468A (en) * 1997-02-21 1999-03-02 The Lincoln Electric Company Method and system for welding railroad rails
US6069333A (en) * 1997-02-21 2000-05-30 Lincoln Global, Inc. Method and system for welding railroad rails
US5773779A (en) * 1997-02-21 1998-06-30 The Lincoln Electric Company Method and system for welding railroad rails

Also Published As

Publication number Publication date
JP2000107860A (ja) 2000-04-18
CN1249976A (zh) 2000-04-12
CN1120071C (zh) 2003-09-03
EP0992628A3 (en) 2002-09-18
RU2185266C2 (ru) 2002-07-20
JP3116229B2 (ja) 2000-12-11
CA2281979A1 (en) 2000-04-07
EP0992628A2 (en) 2000-04-12
US6207920B1 (en) 2001-03-27
AU5137299A (en) 2000-04-13
TW426573B (en) 2001-03-21
AU725419B2 (en) 2000-10-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
UA56221C2 (uk) Спосіб зварювання залізничних рейок (варіанти), пристрій для здійснення способу та бар&#39;єрна пластина
UA47437C2 (uk) Спосіб дугового зварювання в середовищі захисного газу сталевих залізничних рейок (варіанти)
US5605283A (en) Weld joint between two rails arranged behind each other along a rail track
US6166347A (en) Method and system for welding steel rails
EP0129962B1 (en) Laser-beamwelding
US4144442A (en) Process for producing a component part of a railway switch or a railway crossing and component part of railway switches or railway crossings produced by such process
US5877468A (en) Method and system for welding railroad rails
US6069333A (en) Method and system for welding railroad rails
GB2028704A (en) Casting mould for use in the aluminothermic welding together of rails
JP2007125573A (ja) 被接合材の接合方法並びに接合体および鉄道車両
WO2017102004A1 (en) Method for welding rails
US2183047A (en) Welded rail joint
US2292601A (en) Method of and apparatus for the aluminothermic welding of rails
US1741399A (en) Method and means for the alumino-thermic welding of rails and the like
SU1181812A1 (ru) Способ изготовления сварных конструкций
JPS63134874A (ja) 全密閉形圧縮機
JPH03264163A (ja) 溶接方法