ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОБЛЕМ СУЩЕСТВУЮЩИХ СПОСОБОВ ЭЛЕКТРОКОНТАКТНОЙ СВАРКИ РЕЛЬСОВ И ЛОКАЛЬНОЙ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ СВАРНЫХ СТЫКОВ
DOI:
https://doi.org/10.32339/0135-5910-2024-11-45-52Ключевые слова:
рельсы, сварные стыки, зона термического влияния, контактная сваркаАннотация
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.
Библиографические ссылки
Раенок Д. Л. Организация и модернизация работ в рельсосварочном производстве ОАО «РЖД» // Про-мышленный транспорт XXI век. 2011. № 5. С. 52–56.
Золотарский А. Ф., Раузин Я. Р., Шур Е. А. и др. Термически упрочненные рельсы. — М: Транспорт, 1976. — 263 с.
Аксёнов В. А., Бугров А. В., Резанов В. А. Повышение конструкционной прочности сварных швов рель-сов // Наука, инновации и образование: актуальные проблемы развития транспортного комплекса Рос-сии: материалы международной научно-технической конференции. — Екатеринбург: УрГУПС. 2006. С. 77, 78.
Генкин И. З. Сварные рельсы и стрелочные переводы. — М.: Интекст, 2003. — 93 с.
Николин А. И. Совершенствование процессов сварки и термической обработки рельсов магистральных железных дорог: дис. … канд. техн. наук. — М., 2004. — 200 с.
Комплекс высокочастотный индукционный нагревательный. УИН 001-100/РТ-С. Паспорт ГБНК.682322.001. 2006 г.
Резанов В. А. Методика исследования изменения температуры на различном расстоянии от стыков при сварке рельсов // Вестник ВНИИЖТ. 2011. № 4. С. 40–43.
Лозинский В. Н. Исследование влияния технологических факторов на качество соединения при газо-прессовой сварке углеродистых сталей: дис. … канд. техн. наук. — М.: ВНИИЖТ, 1965. — 240 с.
Генкин И. З. Исследования, опыт сварки и эксплуатации объемно и поверхностно закаленных рельсов // Технология производства железнодорожных рельсов. — Харьков: Тип. УкрНИИМета МЧМ, 1973. С. 132–136.
Генкин И. З. Первый опыт сварки закаленных рельсов // Путь и путевое хозяйство. 1963. № 6. С. 11, 12.
Генкин И. З. Сварка термически обработанных рельсов из углеродистой стали // Труды ВНИИЖТ. 1966. № 314. С. 229–239.
Кучук-Яценко С. И. Контактная стыковая сварка оплавлением. — Киев: Наукова Дума, 1992. — 235 с.
Гудков А. В., Турбина Л. А., Генкин И. З. Контактная сварка крестовин и рельсовых окончаний из высо-комарганцовистой и углеродистой сталей // Ресурсосберегающие технологии восстановления железно-дорожной техники. — М.: Интекст, 1998. — 218 с.
Резанов В. А. Разработка метода оплавления контактной сварки легированных рельсовых сталей: дис. … канд. техн. наук. — М., 2013. — 140 с.
Balanovskiy A. E., Shtaiger M. G., Kondratyev V. V. etc. Determination of rail steel structural elements via the method of atomic force microscopy // CIS Iron and Steel Review. 2022. V. 23. P. 86–91. DOI: 10.17580/cisisr.2022.01.16.
Balanovsky A. E., Shtayger M. G., Kondrat'ev V. V. etc. Comparative analysis of structural state of welded joints rails using method of Barkhausen effect and ultrasound // Journal of Physics: Conference Series. 2018. V. 1118. № 1. 012006. DOI: 10.1088/1742-6596/1118/1/012006.
Konstantinova M. V., Balanovskiy A. E., Gozbenko V. E. etc. Application of plasma surface quenching to re-duce rail side wear // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2019. V. 560. № 1. 012146. DOI: 10.1088/1757-899X/560/1/012146.
Штайгер М. Г. Особенности структурообразования металла рельсового стыка в условиях термомеха-нического воздействия в процессе сварки: дис. … канд. техн. наук. — Екатеринбург, 2021. — 248 с.
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2024 ЧЕРНАЯ МЕТАЛЛУРГИЯ. Бюллетень научно-технической и экономической информации
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-ShareAlike» («Атрибуция — На тех же условиях») 4.0 Всемирная.
