Сварка рельсовых стыков представляется собой технологический процесс, который может выполняться разными методами. Классические способы соединения металлических деталей считаются не уместным, так как после выполнения работ получается ненадёжный шов для рельсового полотна. В этом случае наиболее эффективной является алюмотермитная сварка.
Содержание
Что представляет собой алюмотермитный метод?
Алюминотермитная сварка представляет собой технологию соединения рельс. Он подразумевает под собой использование специальной соединительной смеси. Она засыпается в металлическую конструкцию устанавливаемую над местом соединения. Порошок попадает на рабочую поверхность, плавится, создают надёжное соединение. Есть два варианта проведения работ:
- Стыковой путь.
- Бесстыковой путь.
Во время выполнения работ, используется термитная смесь. Она состоит из 77% оксида железа и 23% алюминиевой крошки. Однако, рабочее вещество не создаст прочный шов без сильного разогрева. Для этого применяется запал, который разогревает смесь. Алюминотермитная сварка рельсов должна проводиться по томному соблюдению технологии.
По завершению создания шва, шлак, выступающие части, наплывы зачищаются с помощью болгарки. Сварщик проверяет целостность соединения. Если есть зазоры, щели, трещины, он замазывает их термостойкой обмазкой.
[stextbox id=’info’]Для создания надёжного шва, который выдержит большие нагрузки, используются специальные прессы. С их помощью проводиться процесс уплотнения соединительной смеси.[/stextbox]
Что входит в состав смеси?
Термитные используются не только для сварки рельс. Им применят при тепловом воздействии на различные поверхности, детонаторном эффекте, изготовлении пиротехнических изделий. В зависимости от того, где используется термит, выбирают состав смеси.
Алюмотермитная сварка жд стыков выполняется с помощью ферроалюминиевого состава. Он включает в себя такие компоненты как оксид железа (металлические опилки), алюминий. Процентное соотношение компонентов – 75%/25%. При это количество активных веществ может изменяться +-3%.
[stextbox id=’alert’]Важно! Сварка рельс выполняется смесью алюминия и железа. Оба компонента входят в состав мелкими опилками. Чтобы ускорить процесс горения соединительного состава, алюминий добавляется в форме пудры.[/stextbox]
Как приготовить термитную самостоятельно?
Смесь для алюмотермитной сварки можно изготовить в домашних условиях. Для этого требуется подготовить два компонента:
- Алюминий.
- Железо.
Оба компонента должны представлять собой мелкие опилки. Чем меньше их фракция, тем лучше получится готовая смесь. Этапы приготовления термита:
- В металлической емкости смешать 4 части железных опилок, 2 части алюминиевой пудры.
- Тщательно перемешать компоненты между собой. От процесса перемешивания зависит то, насколько качественным будет готовый состав.
- Дополнительно смесь должна быть насыщена катализатором. Он изготавливается из жженой марганцовки. Требуется добавить пятую часть этого вещества в состав.
Готовую смесь просушить. Поджигается она с помощью магниевой ленты. Перевозить, хранить термит можно используя металлические емкости.
Достоинства и недостатки
У любой технологии соединения металлических деталей есть сильные и слабые стороны. К преимуществам относятся:
- Высокая скорость выполнения работ. При достаточном опыте, качественной соединительной смеси, правильном оборудовании сварщик сделает надёжный шов менее чем за полчаса.
- Оборудование, инструменты можно купить в строительных магазинах.
- Для освоения техники достаточно попробовать метод алюмотермитной сварки 2-3 раза.
Недостатки:
- Требуется аккуратно работать с оборудованием для сварки, термитом. Связанно это с тем, что смесь легко воспламеняется.
- Технология узкоспециализированная. Не подходит для соединения большинства металлических конструкций.
- Необходимо крайне аккуратно хранить, транспортировать, применять термит.
[stextbox id=’warning’]Если же рабочая смесь загорелась, потушить её не получится. Вода только разбрызгает горящую массу вокруг.[/stextbox]
Сварные швы в вагонах, локомотивах, рельсах и машинах различного назначения, применяемых на транспорте, являются наиболее повреждаемыми местами в процессе эксплуатации. Это связано с характерными особенностями сварных соединений. В сварном шве и околошовной зоне после сварки изменяются механические свойства, При сварке термитным способом образуются остаточные растягивающие напряжения, близкие к пределу текучести материала, а сам сварной шов, кроме того, является концентратором напряжений
Оборудование
Для проведения работ требуется подготовить оборудование. К нему относится:
- Газовая горелка для нагрева деталей.
- Бочка.
- Заглушка.
- Болгарка или шлифовальная машинка.
- Молоток.
- Металлическая лопатка.
Дополнительно понадобится запорный кран, зажимное универсальное устройство.
Используемые материалы
Помимо оборудования необходимо подготовить расходные материалы. Это термитная смесь, обмазочный состав для заделывания трещин, щелей. Помимо них нужны две формы, аппликатор, сердечник, пробойник.
Последовательность работ
Перед тем как приступать к проведению соединительных работ, требуется узнать теоритически как сваривать рельсы, а затем попробовать метод на практике. Технология представляет собой несколько этапов, которые должны идти строго друг за другом.
Подготовительный этап
В первую очередь требуется провести подготовку соединяемых деталей. Для этого рельсы разжимаются из креплений, нагреваются до определённой температуры, зачищаются от ржавчины. Поверхность должна быть гладкой. Далее рельсы устанавливаются напротив друг друга чтобы зазор не превышал 2,5 см.
Выравнивание
Во время проведения алюмотермитной сварки, требуется придерживаться точной прямолинейности. Связанно это с тем, что рельсы будут подвергаться огромной нагрузке при хождении груженых составов. Прокладки на креплениях заменяются на клинья. Далее рабочие молотками подбивают рельсы до нужного положения. Прямолинейность проверяется металлической линейкой. Допустимы зазор – 1 мм.
Установка и герметизация форм
Важно проводить соединительные работы используя герметичную форму. Зажимное устройство с помощью измерителя устанавливается на нужное расстояние от будущего шва. Горелку устанавливают по центру соединения.
Предварительный нагрев и сварка
Предварительно требуется разогреть соединяемые рельсы. На 2 минуты включается подача пламени (пропан и кислород). Горелку требуется убрать, закрепить сердечник. Включается запал для возгорания рабочей смеси. Расплавленный металл переливается в подготовленную заранее форму. Четыре минуты достаточно для полной кристаллизации.
Шлифовка и контроль качества
Завершительным этапом работ является шлифовка шва. Перед эксплуатацией рельс, требуется сделать поверхность гладкой. Шов нагревается с помощью горелки в течении 10 минут. Горячие наплывы срезаются болгаркой. После остывания места соединения, выполняется шлифовка. Для этого применяются шлифовальные машины с абразивными кругами или лентами. Контроль качества представляет собой проверку на статичный изгиб.
Другие виды сварки рельс
Помимо алюмотермитной сварки, существуют другие технологии соединения рельс. К ним относятся:
- Сварка электродами. Для того чтобы соединить рельсы данной технологией, требуется использовать электроды УОНИ. Перед проведением работ требуется прогреть расходные материалы в течении 2-ух часов при температуре в 400 градусов.
- Электродуговая сварка. Соединяемые рельсы укладывают друг напротив друга. При это должен присутствовать зазор в 2 см. Концы рельс провариваются электродами. Расплавляются они дуговым разрядом.
- Метод промежуточного литья. Подразумевает под собой процесс заполнения соединительного пространства расплавленной смесью металлов.
Выполняя работ по определённой технологии, требуется грамотно выбирать оборудование, расходные материалы.
Способы сварки рельсовых плетей
Технология представляет собой инновационный метод соединения рельс. Этапы проведения работы:
- Рельсы устанавливаются напротив друг друга с промежутком.
- Один из незакреплённых концов загибают пока не совпадут торцы.
- Далее рельсы свариваются вместе.
- Принудительно распрямляется стрела изгиба.
Используется данная технология для починки железнодорожного полотна.
Алюмотермитная сварка применяется для соединения рельс. С его помощью можно сделать надёжный шов, которые выдержит серьёзные нагрузки. Помимо этого можно использовать и другие технологии соединения, однако, классическая сварка не подходит для выполнения подобных работ.
[stextbox id=’info’]Сваршик 4 разряда Михаил Васильевич Чернов 37 лет, стаж работы 14 лет:«При соединение рельс, требуется крайне внимательно относиться к выбору оборудования и термита. Некачественная смесь может стать причиной нарушения целостности железнодорожного полотна и как следствие катастрофы. Желательно использовать технологию промежуточного литья, так как она считается наиболее надёжной, долговечной».[/stextbox]
