Лекции.Орг


Поиск:




Категории:

Астрономия
Биология
География
Другие языки
Интернет
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Механика
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Транспорт
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология
Экономика
Электроника

 

 

 

 


Технология и оборудование алюминотермитной сварки рельсов




 

Общая организация работ по сварке рельсов включает подготовительные и основные работы. Подготовительные предназначены для проверки качества термитной смеси путем испытания четырех контрольных сваренных образцов на статический поперечный изгиб, а также твердости [15, 17].

В подготовительные работы непосредственно на месте сварки входят следующие операции [15, 17, 18]:

1) разъяснение особенностей эксплуатации пути в месте сварки для сварщиков термитной сварки и монтеров пути;

2) доставка оборудования и материалов к месту сварки;

3) ограждение места производства сварки;

4) установка свариваемых рельсовых концов во взаимное положение.

Способы проведения термитной сварки различны. Выбор того или иного способа зависит от формы, размеров и расположения свариваемых деталей. Технологические особенности алюминотермитной сварки рельсов регламентируются техническими условиями и технологической инструкцией и предполагают ряд подготовительных и основных операций [17, 18].

Вначале рельсошпальную решетку расшивают на три шпалы в каждую сторону от свариваемого стыка. Концы рельсов обжигают сварочной горелкой и зачищают (проволочной ручной или механической щеткой) на длине не менее 150 мм для удаления влаги и других загрязнений. После этого рельсы выравнивают по рабочему канту и поверхности катания, оставляя между торцами зазор 25 ± 1 мм. С помощью клиньев поднимают концы рельсов в стыке, чтобы компенсировать прогиб стыка, вызываемый усадкой при кристаллизации и последующем охлаждении металла сварного шва и зоны термического влияния. Для компенсации просадки сварного шва после остывания возвышение в стыке над остальной частью рельсов необходимо выбрать таким, чтобы при наложении на головку рельсов линейки (середина должна совпадать с зазором) длиной 1000 мм. Оба ее конца имели зазор с рельсами 2 ± 0‚5 мм (рисунок 1).

Рисунок 1 – Схема измерения высоты установки концов рельсов перед сваркой

 

Тигель перед началом сварки дополнительно просушивают кислород - пропановым пламенем с избытком кислорода кольцевыми движениями по спирали до верхних краев тигля в течение 55 - 60 с. Затем на рельсы устанавливают и закрепляют комбинированную стойку, с помощью которой позиционируют горелку и тигель (рисунок 2). Полуформы фиксируют относительно стыкового зазора так, чтобы его центр совпал с вертикальной осью литейной формы, а сами полуформы прилегали друг к другу без ступенек по периметру стыковки. Место контакта литейной формы с рельсом уплотняют формовочной смесью [15, 17].

Рисунок 2 – Установка комбинированной стойки [15]

1 – комбинированная стойка;2 – держатель литейной полуформы

 

Перед подогревом проводят регулировку пламени до нормального горения: на газовых редукторах – давление пропана 0,1 МПа и кислорода – 0,50 МПа. После этого газовую горелку устанавливают на комбинированную стойку и начинают подогрев торцов рельсов в стыке (рисунок 3).

Рисунок 3 – Подготовка газовой горелки для подогрева концов рельсов [15]

1 – вспомогательная стойка;2 – газовая горелка

 

До заливки формы расплавленным металлом торцы рельсов в стыке предварительно разогревают до температуры 1200–1250°C. Время прогрева зависит от температуры окружающей среды и мощности газового пламени (таблица 1). Процесс плавления термитной смеси и выпуск расплавленного металла в литейную форму происходят автоматически через 20–28 секунд после начала термитной реакции. К этому моменту подогретые концы рельсов успевают остыть до 850–900 °C, что соответствует величине указанной в нормативных документах [15, 17, 18].

 

Таблица 1 – Время подогрева рельсов в зависимости от их температуры [15]

Температура рельса, ºС Время нагрева, мин.
от 0 до +10  
от 10 до +22  
выше +22  

 

Для сварки рельсов в настоящее время используется способ промежуточного литья (рисунок 4), при котором из продуктов термитной реакции используется только расплавленный металл 5 без шлака 4 [15, 17].

Рисунок 4 - Схема алюминотермитной сварки рельсов способом промежуточного литья [15]

а – плавление термитной смеси;б – заливка расплавленной термитной смеси в форму; в – кристаллизация сварного шва; 1 – рельс; 2 – литейная форма; 3 – тигель; 4 – расплавленный шлак; 5 – расплавленный металл; 6 – литниковый канал

 

Жидкий металл является одновременно источником тепла и присадочным материалом, соединяющим концы рельсов 1. Свариваемые концы рельсов при этом способе устанавливаются с зазором 25 ± 1 мм, на который устанавливают керамическую литейную форму 2. Для осуществления химической реакции и получения расплавленного металла используют конический тигель 3 с выпускным отверстием в дне. Расплавленный металл поступает из тигля в форму и заполняет оставленный между торцами рельсов зазор. Иногда металл заливают через специальный литник. Постепенно заполняя зазор и свободное пространство между рельсами и стенками формы, металл расплавляет соприкасающиеся с ним стенки рельсов, а застывая, образует с рельсами одно целое - сварное соединение. Вытекаюший из тигля за металлом шлак стекает по желобу, оставляя над металлом лишь слой небольшой толщины - этот слой шлака предохраняет термитный металл от быстрого остывания, чем способствует более свободному выделению газов из жидкого металла и получению более плотного металла литого башмака [1, 15, 17].

Для проведения плавильного процесса термитной смеси необходимо снять газовую горелку с комбинированной стойки. Установить нагретый литниковый мостик в литейную форму. Повернуть тигель с термитпой смесью и установить его таким образом, чтобы ось литника совпадала с осью зазора между рельсами и формой (рисунок 5). Для начала термитной реакции используют запальную спичку, которую поджигают от газового пламени и вставляют в термитную смесь, находящуюся в тигле. Тигель накрывают конической крышкой с отверстием для выпуска газов [15].

Рисунок 5 – Плавка термитной смеси и выпуск термитного металла в форму [15]

1 – тигель;2 – литейная форма; 3 – комбинированная стойка; 4 – крышка тигля

 

Для предотвращения обратного удара на горелке вначале закрывают вентиль подачи пропана, потом вентиль подачи кислорода, затем устанавливают ее на вспомогательную стойку и перекрывают вентили на баллонах. Процесс плавления термитной смеси и выпуск расплавленного металла в питейную форму происходит автоматически через 25 - 28 с. К этому времени подогретые концы рельсов успевают остыть до 850 - 900 °С, что соответствует температуре предварительного подогрева, указанной в нормативных документах. После выпуска термитного металла в литейную форму тигель переносят на вспомогательную стойку. Демонтаж комбинированной стойки и литейной формы проводят после кристаллизации металла сварного шва, которая в зависимости от массы порции термитной смеси, длится 3,0–3,5 мин. Затем головку рельса очищают от песка металлической щеткой и с помощью гидравлического обрезного станка в горячем пластическом состоянии удаляют прибыльную часть сварного шва на головке рельса, после чего рабочую часть головки подвергают шлифованию [1, 15, 17, 18].

Ориентировочное время остывания составляет 90 - 20 мин в зависимости от температуры окружающего воздуха. Поверхность головки рельса после шлифовки не должна иметь следов «поджога». Перед чистовой шлифовкой выполняют крепление рельса к шпалам в зоне сварного шва [15, 17, 18].

В процессе подготовки и проведения алюминотсрмитной сварки рельсов проводится пооперационный контроль качества выполняемых операций, после завершения процесса сварки - визуальный осмотр сварного шва с проверкой геометрии рельса. Далее проводят ультразвуковой контроль шва [15, 17, 18].

 

 





Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2016-11-23; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 1800 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Логика может привести Вас от пункта А к пункту Б, а воображение — куда угодно © Альберт Эйнштейн
==> читать все изречения...

2219 - | 2150 -


© 2015-2024 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.008 с.