Егор Владимирович Полевой, к.т.н., начальник бюро металловедения и термической обработки технического отдела рельсовой площадки
654043, Кемеровская область – Кузбасс, Новокузнецк, шоссе Космическое, 16
Egor V. Polevoi, Cand. Sci. (Eng.), Head of the Bureau of Metal Science and Heat Treatment of Technical Department of the Rail Site
654043 Novokuznetsk, Kemerovo Region – Kuzbass, Kosmicheskoe Route, 16
Юрий Николаевич Симонов, д.т.н., профессор, заведующий кафедрой «Металловедение, термическая и лазерная обработка металлов»
Пермь, 614990, Комсомольский проспект, 29
Yurii N. Simonov, Dr. Sci. (Eng.), Prof., Head of the Chair of Metal Science, Thermal and Laser Processing of Metals
614990 Perm, Komsomolskii Ave., 29
Николай Анатольевич Козырев, д.т.н., профессор, заведующий кафедрой материаловедения, литейного и сварочного производства
654007, Кемеровская обл. – Кузбасс, Новокузнецк, ул. Кирова, 42
Nikolai A. Kozyrev, Dr. Sci. (Eng.), Prof., Head of the Chair “Materials, Foundry and Welding Production”
654007 Kemerovo Region – Kuzbass, Novokuznetsk, Kirova Str., 42
Роман Алексеевич Шевченко, ассистент кафедры материаловедения, литейного и сварочного производства
654007, Кемеровская обл. – Кузбасс, Новокузнецк, ул. Кирова, 42
Roman A. Shevchenko, Assistant of the Chair “Materials, Foundry and Welding Production”
654007 Kemerovo Region – Kuzbass, Novokuznetsk, Kirova Str., 42
Алексей Романович Михно, магистрант кафедры материаловедения, литейного и сварочного производства
654007, Кемеровская обл. – Кузбасс, Новокузнецк, ул. Кирова, 42
Aleksei R. Mikhno, MA Student of the Chair “Materials, Foundry and Welding Production”
654007 Kemerovo Region – Kuzbass, Novokuznetsk, Kirova Str., 42
При контактной стыковой сварке рельсов оплавлением происходит нагрев и непрерывное охлаждение металла в зоне термического влияния. Ускоренный нагрев и последующее интенсивное охлаждение, реализуемые пульсирующим методом оплавления, приводят к образованию закалочных структур. В последующем, при эксплуатации сварного стыка рельсов это ведет к образованию трещин и к хрупкому разрушению. Исследованы возможности использования контактного подогрева после сварки для исключения образования закалочных структур в металле сварного соединения из рельсовой стали R350LHT. Проведена запись термических циклов при сварке и последующем контактном подогреве. Установлена закономерность формирования структуры металла сварного шва, включая зону термического влияния, при импульсном контактном подогреве для рельсовой стали R350LHT. Показано, что контактный импульсный подогрев замедляет охлаждение сварного стыка и позволяет предотвратить образование закалочных структур. Однако контактный импульсный подогрев при использовании неоптимальных режимов может привести и к обратному эффекту. Определено, что при значительном вложении тепла с помощью контактного подогрева скорость охлаждения металла превышает критическую, процесс превращения проходит по бездиффузионному механизму с образованием крупнозернистой структуры мартенсита. Использование термокинетических и изотермических диаграмм распада аустенита при известных термических циклах сварки позволяет значительно сузить пределы поиска оптимальных режимов контактной стыковой сварки железнодорожных рельсов и последующего контактного подогрева. Использование оптимальных режимов контактного подогрева позволяет получить минимальную протяженность зон термического влияния с пониженной твердостью без образования закалочных структур в сварном стыке железнодорожных рельсов.
During contact flash welding of rails, the metal is heated and continuously cooled in the zone of thermal influence. Accelerated heating and subsequent intensive cooling, implemented by the pulsed flashing-off method, lead to the formation of quenching structures. Subsequently, during the operation of the rails welded joint, this leads to the formation of cracks and to brittle destruction. We have investigated the possibilities of using contact heating after welding to avoid the formation of quenching structures in the metal of the welded joint made of R350LHT rail steel. The thermal cycles during welding and subsequent contact heating were recorded. The regularity of formation of the weld metal structure was established including the zone of thermal influence during pulsed contact heating for R350LHT rail steel. It is shown that contact pulse heating slows down the welded joint cooling and prevents the formation of quenching structures. However, contact pulse heating when using suboptimal modes can also lead to the opposite effect. It is determined that with a significant investment of heat by contact heating, cooling rate of the metal exceeds the critical one, transformation process passes through a diffusion-free mechanism with the formation of martensite coarse-grained structure. The use of thermokinetic and isothermal diagrams of austenite decomposition at known thermal welding cycles allows us to significantly narrow the search limits for optimal modes of contact butt welding of railway rails and subsequent contact heating. The use of optimal contact heating modes makes it possible to obtain a minimum length of heat-affected zones with reduced hardness without the formation of quenching structures in the welded joint of railway rails.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.