veststuВестник Сибирского государственного университета путей сообщенияBulletin of Siberian State University of Transport1815-9265Сибирский государственный университет путей сообщения10.52170/1815-9265_2022_60_76veststu-11Research ArticleТРАНСПОРТTRANSPORTСовершенствование производственного процесса термитной сварки рельсовImproving the technology of thermite rail weldingСидоровЭ. С.Sidorov.E. S.

Эдуард Сергеевич Сидоров – преподаватель кафедры «Технология транспортного машиностроения и эксплуатация машин»

Новосибирск

Eduard S. Sidorov – Lecturer of the Department Technology of transport engineering and machine operation

Novosibirsk

sesnsk@mail.ruСибирский государственный университет путей сообщенияРоссияSiberian Transport UniversityRussian Federation202230032022017685Copyright © Сидоров Э.С., 20222022Сидоров Э.С.Sidorov. E.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vestnikstu.ru/jour/article/view/11

   Термитный способ сварки рельсов в настоящее время применяется для соединения железнодорожных рельсов, элементов стрелочных переводов и ремонта бесстыкового пути. Широкое распространение такого метода сварки связано с относительно невысокой стоимостью рельсовых соединений. Недостатком термитной сварки рельсов является значительная продолжительность технологического процесса получения рельсовых соединений, которая составляет порядка 159…189 мин.   В данной статье предложена технология шлифования термитных сварных швов в горячем состоянии, позволяющая сократить продолжительность процесса получения сварных соединений рельсов до 74…76 мин. Рекомендуется вместо двух операций шлифования, предварительного и окончательного, выполнять одну в температурном интервале 600…560 °С. Выбор температурного интервала 600…560 °С базируется на результатах экспериментальных исследований, изложенных в данной статье. Шлифование сварных швов производили при разных температурах в диапазоне 850…560 °С. Затем оценивали твердость поверхности головки рельса, микротвердость в поперечном сечении, износостойкость и шероховатость поверхности катания в зоне сварного шва. Также были проведены микроструктурные исследования поверхностного слоя сварных швов. Согласно полученным результатам шлифование в интервале 600…560 °С приводит к повышению твердости поверхности катания в зоне сварного шва на 2…4 HRC. Измерения микротвердости в поперечном сечении показали, что толщина слоя с повышенной твердостью достигает 1…1,5 мм. Износостойкость образцов, шлифованных в температурном интервале 600…560 °С, была выше, чем других.   Апробация предлагаемой технологии подтвердила, что термитные сварные швы, шлифование которых выполняли в температурном интервале 600…560 °С, соответствуют требованиям технических условий на сварку рельсов термитным способом.

   Thermite welding used for connection rails, railroad switch elements and railroad repairs. The widespread use of this welding method is associated with the relatively low cost of receiving rail joints. The disadvantage of thermite welding of railways is the duration of the technological process for obtaining railway connections that is about 159...189 minutes.   This article proposes a technology for grinding thermite welds in a hot state, which makes it possible to reduce the duration of the process of obtaining welded rail joints to 74...76 minutes. It is recommended instead of two grinding operations, preliminary and final, to perform one grinding operation of thermite welds in the temperature range 600…560 °C. The temperature range 600…560 °C is based on the results of the experimental studies described in article. Grinding of welded joints was carried out at different temperatures in the range 850…560 °C. According to the results obtained, grinding in the range of 600...560 °C leads to an increase in the hardness of the tread surface in the weld zone by 2...4 HRC. Measurements of microhardness in the cross section showed that the thickness of the layer with increased hardness reaches 1…1,5 mm. The wear resistance of samples ground in the temperature range of 600…560 °C was higher than that of other samples.   Approbation of the proposed technology confirmed that thermite welds, which were ground in a temperature range of 600...560 °C, meet the requirements of technical specifications for thermite welding of rails.

термитная сварка рельсовсварные соединения рельсовшлифование сварных швовшлифование горячего металлатвердость сварных швовизносостойкость поверхности катанияthermite rail weldingrail welded jointsweld grindinggrinding of hot metalweld hardnesswear resistance of the rail surfaceReferencesГенкин И. З. Сварные рельсы и стрелочные переводы // Путь и путевое хозяйство. 2000. № 12. С. 14–20.Genkin I. Z. Welded rails and turnouts. Way and track management. 2000;(12):14–20. (In Russ.).Пасько С. В., Тихомирова Л. Б., Болотова О. В. Алюминотермитная сварка рельсов методом промежуточного литья по технологии фирмы «СНАГА» : учеб. пособие. Новосибирск : Изд-во СГУПС, 2010. 100 с.Pasko S. V., Tikhomirova L. B., Bolotova O. V. Aluminothermic welding of rails by the method of intermediate casting according to the technology of the company “SNAGA”: textbook. allowance. Novosibirsk: Publishing House of SGUPS; 2010. 100 p. (In Russ.).Орлов С. Е. Алюминотермитная сварка рельсов на отечественных железных дорогах // Путь и путевое хозяйство. 2016. № 10. С. 26–28.Orlov S. E. Aluminothermic welding of rails on domestic railways. Way and track management. 2016;(10):26–28. (In Russ.).ТИ 0921-002-59033294–2017. Технологическая инструкция по термитной сварке рельсов методом промежуточного литья с технологическим зазором соединяемых рельсов шириной от 24 до 26 мм по технологии ЗАО «СНАГА». М. : СНАГА, 2017. 40 с.TI 0921-002-59033294–2017. Technological instructions for thermite welding of rails by the method of intermediate casting with a technological gap of the connected rails with a width of 24 to 26 mm according to the technology of ZAO SNAGA. M.: SNAGA; 2017. 40 p.ТУ 0921-337-01124323–2016. Рельсы железнодорожные, сваренные термитным способом. Технические условия. М. : ВНИИЖТ, 2016. 39 с.TU 0921-337-01124323-2016. Railway rails welded by thermite method. Specifications. M.: VNIIZhT; 2016. 39 p. (In Russ.).Бойко Н. И., Фисенко К. С. Исследование качества поверхности наплавленного металла цилиндрической детали обработанной в горячем состоянии // Инженерный вестник Дона. 2012. № 2. С. 51–55.Boyko N. I., Fisenko K. S. Investigation of the quality of the surface of the deposited metal of a hot-treated cylindrical part. Don Engineering Gazette. 2012;(2):51–55. (In Russ.).Шальнов В. А. Шлифование и полирование лопаток газотурбинных двигателей. М. : Оборонгиз, 1958. 350 с.Shalnov V. A. Grinding and polishing of blades of gas turbine engines. M.: Oborongiz; 1958. 350 p. (In Russ.).ГОСТ 30480–97. Обеспечение износостойкости изделий. Методы испытаний на износостойкость. Общие требования. М. : Изд-во стандартов, 1998. 12 с.GOST 30480–97. Ensuring product durability. Test methods for wear resistance. General requirements. M.: Publishing house of standards; 1998. 12 p. (In Russ.).Исследование структуры и механических свойств алюминотермитных сварных соединений рельсов / Л. Б. Тихомирова, А. С. Ильиных, М. С. Галай, Э. С. Сидоров // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия : Металлургия. 2016. Т. 16, № 3. С. 90–95.Tikhomirova L. B., Ilinykh A. S., Galay M. S., Sidorov E. S. Study of the structure and mechanical properties of aluminothermic welded joints of rails. Bulletin of the South Ural State University. Series: Metallurgy. 2016;16(3):90–95. (In Russ.).Тушинский Л. И. Теория и технология упрочнения металлических сплавов. Новосибирск : Наука, Сиб. отд-е, 1990. 306 с.Tushinsky L. I. Theory and technology of metal alloy hardening. Novosibirsk: Nauka, Sib. department; 1990. 306 p. (In Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.