Cum să alegi electrozii pentru sudare. Metode de sudare a șinelor (Contact electric, arc electric, presa de gaz și sudare aluminotermă) Sudarea îmbinărilor șinelor prin metoda băii

Reconstrucția tramvaiului de mare viteză din Kiev durează de câțiva ani. De-a lungul anilor de independență a Ucrainei, întreruperile de finanțare au devenit o bună tradiție, iar acest proiect nu a făcut excepție: termenele au fost amânate de mai multe ori.
De fapt, doar tronsoanele de la Gnat Yura până la șoseaua de centură și st. Starovokzalnaya cu o bucată de st. Zhilyanskaya. Orice altceva este, de asemenea, în reconstrucție.

De exemplu, starea actuală a nodului de la intersecția străzii. Gnata Yury și Ave. 50 de ani de la octombrie:

Nu voi oferi un raport detaliat din zonele rămase, deoarece... acesta este subiectul unei postări separate, dar vă voi spune doar despre sudarea șinelor pe porțiunea dintre Politehnică și Bulevardul Vozdukhoflotsky, la care am dfaw a lovit un pont 81412 .

Era din ce în ce mai aproape de seară, iar când se apropiau de punctul în care urma să fie efectuată lucrarea, sudorii au terminat de sudat următoarea îmbinare:

Îmbinarea este sudată, puteți deschide forma:

Sudarea se realizează folosind metoda arcului electric cu un electrod încorporat (dezvoltat de Institutul Paton de Sudare Electrică (?)). Ideea este că un electrod este introdus în îmbinare, un arc electric este aprins la capătul său și începe procesul de sudare. Sudarea se realizează cu un fir special cu miez de flux și nu necesită gaz de protecție sau flux.
Mașină de sudură (electrodul este clar vizibil deasupra îmbinării sudate și chiar mai sus - bobina de sârmă):

Imbinare sudata. Mai trebuie lustruit:

Șinele sunt sudate în fire destul de lungi și, pentru ca acestea să nu se îndoaie atunci când sunt încălzite într-o zi fierbinte de vară, este necesar să se compenseze cumva alungirea lor. Există o serie de moduri de a rezolva problema. De exemplu, îmbinările de „nivelare” pot fi plasate la o anumită distanță - mai multe îmbinări obișnuite între secțiunile sudate. Pe feroviar pot fi auzite cu ușurință după ureche - la anumite intervale se va auzi zgomotul roților și apoi din nou o mișcare liniștită. O altă opțiune pentru rezolvarea problemei expansiunii șinei sunt îmbinările termice speciale, cum ar fi aceasta:

Acum să aruncăm o privire asupra procesului de sudare a îmbinărilor de la bun început. Înainte de a începe lucrul, capetele șinelor sunt curățate:

Apoi încep să asambleze forma în care va fi gătită îmbinarea (pentru ca aliajul să nu se răspândească dincolo de îmbinare):

O mașină de sudură este instalată deasupra îmbinării:

Partea superioară a matriței este asamblată:

Poziția aparatului de sudură și a electrodului este reglată:

Și începe procesul de sudare:

Ampermetrul de pe aparatul de sudură arată un curent de 263 A, iar aceasta nu este limita. Spre comparație: un fier de călcat sau un fierbător electric cu o putere de 1 kW generează un curent mai mic de 5 A. Deși pentru a fi complet sincer, trebuie menționat că tensiunea de funcționare la sudare este de doar câteva zeci de volți.

Procesul se apropie de finalizare:

O altă îmbinare este sudată. Întregul proces a durat aproximativ 30 de minute.

Instalarea liniilor de cale ferată se realizează folosind două metode: prefabricate și sudate. Al doilea este de preferat deoarece îmbinările prefabricate reduc viteza materialului rulant. Sudarea șinelor se realizează folosind mai multe metode. Atunci când alegeți o metodă de instalare a liniilor fără sudură, se ia în considerare sudabilitatea materialului și costul lucrării. Cele mai frecvente sunt sudarea prin rezistență și aluminotermă, există și alte tipuri. Fiecare merită menționat separat. Îmbinările sunt sudate cu echipamente speciale.

Profilele de cale ferată sunt realizate din oțeluri cu conținut ridicat de carbon, caracterizate printr-o sudabilitate slabă. În timpul tratamentului termic, se formează fisuri pe metal și apar tensiuni interne. La sudarea șuvițelor șinei, acest lucru este inacceptabil defectele materialului șinei pot provoca un accident.

Pentru a lucra ai nevoie de:

• echipament profesional;
• consumabile de înaltă calitate;
• dispozitive de control care verifică integritatea cusăturii.

Pentru a forma o conexiune puternică, grinzile cu pereți groși trebuie sudate la întreaga lor adâncime. După sudarea îmbinării, este necesar să nivelați suprafața, astfel încât cusătura să nu se prăbușească.

Tipuri de șine

Pentru a selecta o metodă de sudare, se ia în considerare compoziția chimică a aliajului. Pentru fiecare tip de profil, GOST definește clasele de oțel.

Metode de sudare a îmbinărilor șinelor

Atunci când alegeți o tehnologie, se ia în considerare sudabilitatea oțelurilor, fluiditatea și ductilitatea acestora. Un factor important este costul forței de muncă și costul echipamentelor. Luând în considerare toate componentele, ei decid cum să sudeze șinele.

Următoarele tehnologii sunt utilizate pentru etanșarea îmbinărilor:

• arc electric;
• contact electric;
• aluminotermic;
• presa de gaz

Întreprinderile folosesc mai des sudarea cu termită a șinelor, mai rar sudarea prin contact. Fiecare tehnologie are avantaje.

Arc electric

Sudarea șinelor cu electrozi este utilizată pentru îmbinări și fire. Folosind metoda băii este posibilă obținerea unei conexiuni puternice. Capetele sunt plasate pe o mică înălțime deasupra pânzei cu un spațiu de 14-16 mm într-o baie specială care ține topitura. Un electrod cu un diametru de 5 sau 6 mm este plasat vertical în articulație. Când se aplică curent alternativ sau continuu de înaltă frecvență cu polaritate directă cu o putere de 300–350 de amperi, în funcție de grosimea profilului, topitura umple treptat întreaga îmbinare. Un strat de difuzie este creat pe întreaga secțiune. Pentru șinele de sudură se folosesc electrozi cu tipul principal de acoperire:

• intern SSNI 13/45 și SSNI 13/55,
• japonez LB 52U.

Sunt precalcinate: ținute la o temperatură de 180 – 230°C timp de 2 ore.

Avantajele sudării cu arc electric:

• nu este nevoie să folosiți flux, acoperirea creează un strat de zgură peste baie, previne oxidarea;
• nu este necesară tăierea prealabilă a capetelor;
• nu este necesar niciun efort suplimentar pentru a forma o conexiune strânsă;
• ca generatoare de curent se folosesc transformatoare, redresoare și invertoare profesionale.

După ce baia s-a răcit, îmbinarea este curățată, calcarul este îndepărtat și suprafața capului șinei este nivelată.

Termite

Metoda se bazează pe capacitatea aluminiului de a reduce oxidul de fier cu o eliberare mare de căldură. stăpânit în urmă cu mai bine de un secol. Când termita este aprinsă, în zona de lucru se creează o temperatură de 1200 până la 2000°C, în funcție de compozitia chimica aliaj Fierul redus curge într-o matriță al cărei profil se potrivește cu șina.

Pe lângă fier și oxid de aluminiu, termita conține aditivi de aliere și bucăți mici de metal (acestea inhibă procesul chimic). Zgura formată în timpul topirii plutește și este îndepărtată după ce metalul s-a răcit.

Cel mai important avantaj al metodei este viteza mare de sudare termică a șinelor. Se foloseste pentru grinzi calite si laminate la rece. Este utilizat la instalarea liniilor principale de cale ferată și a șinelor.

Presă de gaz

Sudare îmbinări șinelor Această metodă se aplică pe oțeluri ductile. Temperatura în zona în care se întâlnesc capetele crește din cauza energiei de forfecare. Este eliberat la hipertensiune arterială. Se formează o conexiune de înaltă calitate datorită omogenității stratului difuz. Pentru a asigura o legătură strânsă a șinelor, capătul este tăiat cu un tăietor de șine. Metalul este conservat cu clorură de carbon 4 sau dicloroetan; metalul nu se oxidează sub compoziție. Îmbinarea este încălzită la o temperatură de vâscozitate, sub presiunea de 10-15 tone de la o presă hidraulică, straturile se schimbă, capetele se topesc și se formează un strat difuz.

Principalele avantaje ale metodei presei cu gaz:

• uniformitatea compoziției chimice;
• fara scara, procesul are loc in interiorul profilului;
• capacitatea de a conecta profile de orice configurație și grosime.

Electrocontact

Tehnologia automată se bazează pe încălzirea îmbinării datorită unui arc electric perforant care are loc sub influența curenților mari de joasă tensiune. Sudarea electrică prin contact se realizează prin complexe autopropulsate MSGR-500, MS-5002, K-190 direct la locul de instalare sau cu o ușoară deplasare a ramificației. Pentru diferite tipuri profilele șinei folosesc capete de contact înlocuibile. Lucrarea se efectuează folosind metoda topirii continue sau încălzirii în impulsuri a șinelor.

Controlul calității îmbinărilor șinei

Siguranța circulației depinde de rezistența îmbinărilor, prin urmare, indiferent de metoda de sudare, îmbinările șinelor sunt verificate folosind oricare dintre metodele de testare nedistructivă. Cusăturile realizate cu echipamente de sudură manuală sunt verificate în mod deosebit cu atenție. Pe lângă structură, se verifică uniformitatea capului șinei pe care se sprijină roata în timpul deplasării.

Sudarea îmbinărilor șinelor este la mare căutare astăzi. După cum se știe, atunci când materialul rulant trece prin îmbinările prefabricate, acestea încep să se deterioreze la viteză mare. În același timp, mersul bun dispare, motiv pentru care învelișul superior al căii ferate este distrus. Și această opțiune va ajuta la corectarea situației.

Caracteristici principale

Este necesar să așezați șine de cale ferată care au îmbinări sudate pe orice tip de șină, rezultând o șină fără sudură.

Filetul șinei se rupe precis în locurile în care se formează îmbinarea. Un astfel de decalaj, chiar și atunci când se instalează plăci cap la cap, are un impact mare asupra rigidității structurii, iar tasarea începe să crească.

Ca urmare, atunci când materialul rulant trece printr-o îmbinare a șinei, roata lovește capul capătului șinei de primire. Din cauza numeroaselor impacturi asupra articulațiilor cap la cap, trenul de rulare al mașinilor, precum și șinele așezate, încep să se uzeze rapid. Datorită impactului puternic al perechii de roți asupra șinei care se apropie, capetele șinei devin ciobite și zdrobite. De obicei, astfel de defecte se găsesc la 60 cm de îmbinare. Șinele încep să se rupă în găurile pentru șuruburi, căptușelile se îndoaie și șuruburile cap la cap se deformează. Toate dezavantajele enumerate nu se aplică căii fără întreruperi și are câteva calități pozitive:

• costurile de întreținere a căilor ferate sunt reduse cu aproape 30%;
• Energia electrică se economisește semnificativ, consumul de combustibil este redus cu aproximativ 10%;
• durata de viață a căilor superioare crește,
• materialul rulant poate funcționa mult mai mult timp;
• pasagerii se confruntă cu un confort mai mare atunci când trenul se mișcă;
• Funcționarea blocării automate și a circuitelor electrice devine mai fiabilă.

Datorită acestor calități pozitive, opțiunea fără sudură a fost adoptată de toate liniile feroviare principale din lume.

Uneori este o alegere anumit tip depinde de costul muncii și de productivitate. Această alegere presupune apariția în structurile deosebit de critice a îmbinărilor de sudură, a căror calitate este la un nivel foarte scăzut.

Citeste si:

Reveniți la cuprins

Pentru a deveni excelent îmbinare sudata, se cere sa aiba un material cu sudabilitate buna. Practic, sudarea caracterizează proprietățile metalului, reacția existentă la procesul de sudare, precum și capacitatea de a obține o îmbinare de sudură care să îndeplinească toate cerințele tehnologice specificate.

Atunci când piesele sunt realizate dintr-un material care poate fi sudat cu ușurință, nu sunt necesare condiții speciale pentru a obține o cusătură de înaltă calitate. Dar pentru piesele din material slab sudabil, sunt necesare condiții tehnologice suplimentare. Uneori se folosește un tip special de sudare, care este mult mai costisitoare și complexă. Mai mult, executarea lucrărilor necesită o strictă adere proces tehnologic.

Sudarea șinei este solicitată astăzi, deoarece firul șinei se rupe și trenul de rulare al mașinilor se uzează rapid.

Oțelul șinelor conține mult carbon, aproape 82%. Acest material aparține grupului de materiale cu sudabilitate slabă. La sudare, pot apărea fisuri, ceea ce este complet inacceptabil pe șine. Acestea concentrează stresul, care poate duce la distrugerea articulației cap la cap și prăbușirea compoziției.

Astăzi există două tipuri de sudare a îmbinărilor șinei:

• contact;
• aluminotermic.

A devenit larg răspândit, dar are câteva dezavantaje și limitări serioase atunci când se efectuează lucrări de reparații pe șinele de cale ferată:

• sudarea necesită mașini speciale de sudură pe șine, care sunt foarte scumpe;
• durata de livrare a echipamentului și evacuarea ulterioară a acestuia;
• pentru realizarea lucrării este necesară implicarea a numeroase echipe;
• din lipsă de cantitate mare timp, trebuie să efectuați în mod constant lucrări fără a urma procesul tehnologic, drept urmare îmbinarea este de foarte proastă calitate;
• Este imposibil să sudați îmbinarea direct în locul în care indică săgețile.

Sudarea prin contact a îmbinărilor este inferioară sudării aluminotermice a șinelor. Pentru asta trebuie sa ai:

• echipamente complexe și foarte costisitoare;
• o brigadă mare;
• întreruperi în timpul deplasării trenului.

Sudarea aluminotermă a șinelor se face foarte rapid. Operația durează aproximativ jumătate de minut. Dacă numărați lucrările pregătitoare și prelucrarea finală a sudurii, durează aproximativ 45 de minute.

Trebuie spus că o astfel de sudare vă permite să sudați simultan mai multe îmbinări, ca urmare, timpul petrecut la lucru este redus.

Sunt necesare trei persoane pentru a suda îmbinarea. Antrenamentul lor are loc cel mai mult termene scurte. Greutatea echipamentului folosit ajunge la 350 kg. Pentru lucrările de sudare, când se utilizează sudarea aluminotermă și se efectuează alte operațiuni speciale, se folosesc surse autonome de alimentare cu combustibil.

Pentru a realiza sudarea aluminotermă a șinelor, inginerii au creat echipamente portabile în miniatură care pot funcționa autonom chiar în podea.

Tehnologii au putut selecta o compoziție specifică a soluției de termită și granularitatea acesteia. Acest lucru a ajutat la realizarea unei reacții termice care nu explodează, nu se descompune și menține cea mai optimă viteză și temperatură dintre toate materialele implicate în reacție.

Sudarea aluminotermă constă din mai multe etape tehnologice de bază:

• încălzire inițială la temperatură ridicată;
• sudarea finală a șinelor.

În timpul instalării, precum și lucrari de reparatii pe șinele de cale ferată, instalațiile de macarale și alte condiții în care sunt utilizate șine, se folosește o tehnologie specială de sudare. Deoarece condițiile descrise necesită o rezistență specială, precum și rezistență la diferite tipuri de sarcini, sudarea șinelor de cale ferată aparține categorie separată sudare

Sudarea cu arc

Este de remarcat faptul că una dintre cele mai frecvente metode utilizate la sudarea toroanelor și a îmbinărilor șinei este sudarea cu arc electric. În acest caz, șinele sunt așezate în poziția necesară, iar spațiul dintre îmbinările lor este umplut treptat strat cu strat cu materialul de sudură necesar. Acesta din urmă se topește datorită temperaturii descărcării arcului. Pentru sudarea capetelor șinelor de cale ferată folosind această metodă, se poate folosi curent alternativ provenit de la un transformator sau D.C., obtinut dintr-o unitate mobila de sudura.

Cea mai bună opțiune este metoda de baie. În acest caz, capetele șinelor, tăiate anterior perpendicular pe axa lor longitudinală, sunt montate fără rupere. În acest caz, profilul trebuie să aibă o înălțime de 3 până la 5 milimetri. În această poziție, șinele trebuie fixate cu un spațiu de 14 până la 16 mm.

Între capetele șinelor de cale ferată este introdus un electrod prin care trece un curent de 300-350 de amperi. Ca rezultat, metalul topit al electrodului umple golul dintre capete, uniform pe întreaga secțiune transversală.

Pentru a preveni răspândirea metalului, se folosesc diferite metode pentru a închide golul dintre șine. După sudare, zona de lucru este măcinată în jurul întregului perimetru.

Sudarea cu termita

Tehnologia acestui tip de sudare se bazează pe reacția care are loc atunci când oxidul de fier și aluminiul intră în contact. Oțelul, care apare în condițiile descrise la temperaturi peste 2000 de grade, trebuie turnat într-o formă rezistentă la foc, care este complet identică cu geometria șinei în sine.

Tehnologia Thermite a fost descoperită în 1896 de celebrul profesor Hans Goldschmidt. În esență, tehnologia thermite este reducerea fierului din oxid folosind aluminiu. În acest caz, reacția termică se caracterizează prin eliberarea unei cantități mari de căldură.

Tehnologia Thermite este numită și sudarea aluminotermică a șinelor, deoarece folosește aluminiu. Interesant este că reacția de termită are loc în doar câteva secunde după ce porțiunea de termită este aprinsă. Pe lângă oxidul de fier și aluminiu, acest amestec include particule de oțel care atenuează reacția, precum și aditivi de aliere. Acestea din urmă servesc la producerea oțelului calitatea cerută si parametri. Interesant este că la sfârșitul reacției, are loc o separare strat cu strat în oțel lichid și zgură ușoară, care apare deasupra.

Tehnologia Thermite permite conectarea șinelor întărite la suprafață, întărite în vrac și neîntărite termic împreună în orice combinație. Sudarea cu termită face posibilă satisfacerea cerințelor ridicate care sunt acum impuse pe autostrăzile de mare viteză și pe căile fără sudură.

Sudare prin presa de gaz

Această tehnologie se bazează pe combinarea metalelor la o temperatură care este sub punctul de topire, dar la presiune ridicată. Principalele avantaje ale acestei tehnologii:

• Structură metalică omogenă în zona joncțiunii șinelor feroviare;
• Calitate înaltă a conexiunii rezultate.

Datorită avantajelor de mai sus, acest tip de sudare este foarte eficient în sudarea șinelor feroviare grele.

Înainte de a se efectua sudarea propriu-zisă, capetele șinelor de cale ferată sunt presate strâns unele pe altele. În acest caz, folosind un ferăstrău circular al unei mașini de tăiat șine sau un ferăstrău mecanic, se efectuează tăierea simultană a capetelor ambelor șine. Ca urmare, se asigură puritatea maximă a metalului, precum și densitatea mare de etanșare. Înainte de procesul de sudare în sine, capetele sunt spălate cu tetraclorură de carbon. În aceste scopuri se poate folosi și dicloroetanul. Etapa pregătitoare înainte de sudare în sine constă în încălzirea capetelor șinelor, pentru care se folosesc arzătoare cu flacără multiplă.

Odată finalizat este procesat. După aceasta, este și normalizat.

Rezultate

Deci, există trei tehnologii cheie pentru sudarea șinelor. Fiecare dintre ele are propriile sale „pro” și „contra”. Cu toate acestea, merită remarcat faptul că sudarea aluminotermică respectă pe deplin toate cerințele moderne stricte pentru șinele de cale ferată fără sudură.

Prin urmare, utilizarea sa este complet justificată în construcția și repararea autostrăzilor moderne.

Oamenii care realizează construcții la scară largă sau pur și simplu sunt obișnuiți să facă totul cu putere, atunci probabil se confruntă cu problema sudării șinelor. Sinele de sudare reprezintă o problemă deoarece au un diametru mare și, ca urmare, creează obstacole pentru sudarea confortabilă. Prin urmare, pentru a suda șinele trebuie să utilizați electrozi de înaltă calitate, care vă permit să aveți încredere totală în calitatea produsului sudat. Unul dintre acei electrozi care pot fi folosiți pentru sudarea șinelor este

sunt SSSI 13/45 sau SSSI 13/55. Da, într-adevăr, electrozii de sudură UONI sunt o alegere excelentă pentru sudarea unor astfel de structuri groase precum șinele. Electrozii UONI sunt utilizați pentru sudarea structurilor critice din metal, atunci când este prezentată o cusătură metalică cerințe ridicate pentru rezistența la impact

. Mulți sudori profesioniști recomandă electrozii UONI pentru structurile de sudare care funcționează sub sarcini, presiune și alți factori de mediu.

Sudarea cu electrozi UANI ne permite să obținem metal de înaltă calitate care este foarte rezistent la fisurare și la conținutul de hidrogen. Sudarea cu electrozi UONI poate fi efectuată în toate pozițiile spațiale. Pentru sudare, trebuie să utilizați curent continuu de polaritate inversă. Material pentru producție electrozi de sudare SSSI este fir de sudura Sv-08A

Acoperirea electrozilor de sudare UANI are unele caracteristici care necesită calcinare obligatorie înainte de utilizare. Calcinarea electrozilor SSNI se efectuează la temperaturi de la 350 la 400 de grade Celsius.

Calcinarea electrozilorînainte de sudare, este mai ușor să lucrați cu ele și vă permite să faceți cusătură de sudură, aplicat de ei, este mai durabil. De asemenea, calcinarea sau uscarea electrozilor la temperatura specificată îi face mai puțin sensibili la umiditate.

După cum puteți vedea, utilizarea electrozilor de sudură UONI permite sudarea de înaltă calitate. Datorită lor calitate superioarăși caracteristici de sudare, puteți începe sudarea șinelor în scurt timp.