ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОБЛЕМ СУЩЕСТВУЮЩИХ СПОСОБОВ ЭЛЕКТРОКОНТАКТНОЙ СВАРКИ РЕЛЬСОВ И ЛОКАЛЬНОЙ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ СВАРНЫХ СТЫКОВ

Аннотация

Приведен статистический анализ эксплуатационного цикла сварных стыков рельсов отечественного и импортного производства на всех Российских железных дорогах (ОАО «РЖД»), который свидетельствует о недостаточной надежности сварных стыков. Представлены статистические данные о лежащих в пути ОАО «РЖД» дефектных рельсах на 01.01.2022, 01.01.2023 и 01.01.2024. При проведении контактной сварки рельсов части свариваемых рельсов находятся в двух состояниях: в месте сварного шва металл нагревается до температуры, превышающей температуру плавления 1520 °С, где происходит плавление металла и его выброс из сварного шва, и в пластическом состоянии в ЗТВ. Торцы рельсов нагреваются до температур, лежащих ниже солидуса (для стали до 1100–1200 °С), и под действием сжимающего усилия пластически деформируются на определенную величину (осаживаются) и свариваются. Величина осадки, усилие сжатия, а также температура нагрева рельсов оказывают решающее влияние на образование сварного соединения и являются основными факторами в процессе контактной сварки. Более явно недостаточная усталостная прочность сварных стыков выявлялась при сварке рельсов методом пульсирующего оплавления у сталей, легированных хромом и кремнием. Высокая скорость охлаждения ЗТВ приводит к образованию участков мартенсита, играющих роль концентраторов напряжения, и в дальнейшем к возможному возникновению дефектов в сварных стыках, т. е. к развитию усталостных трещин в подошве, шейке и головке рельса с последующим хрупким доломом. При нарушении технологии закалки происходит выкрашивание металла головки сварного стыка, а разупрочнение металла во время сварки приводит к смятию металла головки сварного стыка. Сварные стыки в рельсовых плетях не должны иметь внутренних и наружных дефектов определенного вида, превышающих нормативные размеры. По мере повышения скоростей движения растут требования к прямолинейности рельсов и сварных стыков.