СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ СВАРКИ РЕЛЬСОВ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ

В настоящее время на железных дорогах РФ осуществляется переход на бесстыковую конструкцию пути. Развитие технологий, позволяющих обеспечить возможность получения бесстыкового железнодорожного пути с требуемыми качественными характеристиками, является актуальным направлением. При строительстве, ремонте и текущем содержании бесстыкового пути одной из ключевых технологий является сварка рельсов, для которой разработаны и используются различные способы, такие как: электроконтакный, газопрессовый, индукционный, сварка лазером, сварка трением, алюминотермитный, электродуговой штучными электродами, под слоем флюса, в среде защитных газов, электрошлаковый, порошковыми проволоками и др. Рассмотрены достоинства и недостатки основных способов сварки рельсов, получивших наибольшее распространение на сегодняшний день: электроконтактного и алюминотермитного. Показано, что в качестве основного способа сварки рельсов в РФ используется электроконтактный (ЭС). Однако, в связи с невозможностью сварки рельсов в зонах стрелочных переводов контактными машинами, на железных дорогах России началось применение алюминотермитной сварки рельсов (АТСР). Показано, что одними из наиболее важных факторов, которые определяют качество и надежность бесстыкового пути, являются металлургические и сварочные параметры технологии сварки рельсов, а также дальнейшие технологические приемы, снижающие последствия воздействий высоких температур. Рассмотрены технологические особенности этих методов, преимущества и недостатки, современные способы решения проблем при сварке, а также экономические затраты с учетом эксплуатационных свойств стыков. Опыт показывает, что при эксплуатации сварных стыков АТСР на сети железных дорог и при испытаниях на экспериментальном кольце АО ВНИИЖТ их качество несколько уступает качеству стыка ЭС, что обусловлено самим способом сварки. Особое внимание уделено особенностям технологии сварки дифференцированно термоупрочненных рельсов. Анализ существующих методик сварки рельсов позволяет выработать основные направления исследований для решения этой проблемы.

дуговой разряд, дифференцированно термоупрочненные рельсы, контактная сварка, термическая обработка, технология, качество, структура, механические свойства, эксплуатационная стойкость, надежность

1. Meade B. Railroad welding demands specialized processes // Welding journal. 1997. Vol. 76. Iss. 9. P. 47 – 52.

2. Kargin V.A., Tikhomirova L.B., Abramov A.D., Galai M.S. Effect of vibroimpact treatment on the physical and mechanical properties of the surface layer of welded joints in rails // Welding International. 2014. Vol. 28. Iss. 3. P. 245 – 247.

3. Yamamoto R., Komizu Y., Fukada Y. Experimental examination for understanding of transition behaviour of oxide inclusions on gas pressure weld interface: joining phenomena of gas pressure welding // Welding International. 2014. Vol. 28. Iss. 7. P. 510 – 520.

4. Karimine K., Uchino K., Okamura M., Susceptibility to and occurrence of HAZ liquation cracking in rail steels: Study of rail welding with high-C welding materials (4th Report) // Welding International. 1997. Vol. 11. Iss. 6. P. 452 – 461.

5. Kuchuk-Yatsenko S.I., Shvets Yu.V., Didkovskii A.V., Chvertko P.N., Shvets V.I., Mikitin Ya. I. Technology and equipment for resistance flash welding of railway crossings with rail ends through an austenitic insert // Welding International. 2008. Vol. 22. Iss. 5. P. 338 – 341.

6. Irving B. Long Island Rail Road orders an all-welded fleet // Welding journal. 1997. Vol. 22. Iss. 9. P. 33 – 37.

7. Клименко Л.B. Бесстыковой путь – прогрессивная конструкция железнодорожного пути // Приложение к журналу «Мир транспорта» МКЖТ МПС РФ. 2004. № 1. С. 88 – 93.

8. Железнодорожные рельсы из электростали / Н.А. Козырев, В.В. Павлов, Л.А. Годик, В.П. Дементьев. – Новокузнецк: ЕвразХолдинг, Новокузнецкий металлургический комбинат, 2006. – 388 с.

9. Шур Е.А. Перспективные требования Российских железных дорог к рельсам // Железнодорожный транспорт. 2008. № 2. С. 41 – 45.

10. Шур Е.А. Влияние структуры на эксплуатационную стойкость рельсов // Влияние свойств металлической матрицы на эксплуатационную стойкость рельсов: Сб. статей. – Екатеринбург: УИМ, 2006. С. 37 – 63.

11. Термически упрочненные рельсы / Под ред. А.Ф. Золотарского. – М.: Транспорт, 1976. – 264 с.

12. Kuchuk-Yatsenko S.I., Shvets V.I., Didkovskii A.V., Taranova T.G. Investigation of the weldability by resistance welding of rails strengthened by heat treatment // Welding International. 2010. Vol. 24. Iss. 6. P. 455 – 461.

13. Wegrzyn J., Maxur M. A thermit mixture for rail track welding // Welding International. 1992. Vol. 6. Iss. 1. P. 5 – 8.

14. Genkin Z., Welding and heat treatment of joints in railway rails in induction equipment // Welding International. 2005. Vol. 19. Iss. 2. P. 160 – 164.

15. Калашников Е.А., Королев Ю.А. Технологии сварки рельсов: тенденции в России и за рубежом // Путь и путевое хозяйство. 2015. № 8. С. 2 – 6.

16. Mitsuru F., Hiroaki N., Kiyoshi N. Rail flash-butt welding technology // JFE Technical Report. 2015. No. 20. P. 159 – 163.

17. Saita K., Karimine K., Ueda M., Iwano K., Yamamoto T., Hiroguchi K. Trendsin rail welding technologies and our future approach // Nippon steel & sumitomo metal technical report. 2013. No. 105. P. 84 – 92.

18. Шур Е.А., Резанов В.А. Комплексный метод контактной сварки рельсов // Вестник ВНИИЖТ. 2012. № 3. С. 20 – 22.

19. Шевченко Р.А. Совершенствование технологии сварки рельсовой стали с повышенным содержанием хрома // Наука и молодежь: проблемы, поиски, решения: Сб. трудов Всероссийской научн. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых. Вып. 20. Ч. III – Новокузнецк: изд. СибГИУ, 2016. С. 259 – 261.

20. Технология алюминотермитной сварки рельсов: Учеб. пособие / Н.Н. Воронин, В.В. Засыпкин, В.И. Коненков, Э.В. Воробьев, О.Н. Трынкова. – М.: МИИТ, 2008. – 117 с.

21. Алюминотермитная сварка рельсов: Учеб. пособие / Н.Н. Воронин, В.В. Засыпкин, В.И. Коненков, Э.В. Воробьев, О.Н. Трынкова. – М.: изд. «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2013. – 195 с.

22. Sergejevs D., Mikhaylovs S. Analysis of factors affecting fractures of rails welded by alumino-thermic welding // Transport problems. 2008. Vol. 3. P. 33 – 37.

23. Karguin V.A., Tikhomirova L.B., Galay M.S., Kuznetsova Ye.S. Improving service properties of welded joints produced by aluminothermic welding // Welding International. 2015. Vol. 29. Iss. 2. P. 155 – 157.

24. Lee F.T. Managing thermite weld quality for railroads // Welding journal. 2006. Vol. 85. Iss. 1. P. 24.

25. Воронина О.Н. Развитие конструкций железнодорожных рельсов, их стыковых соединений и технологий обработки. Дис. канд. техн. наук. – Москва, 2014. – 228 с.

26. Воронин Н.Н., Трынкова О.Н., Фомичева О.В. Алюминотермитная сварка рельсов зимой // Мир транспорта. 2012. № 4. С. 56 – 59.

27. Величко Д.В. Экономическая оценка контактной и алюмино-термитной сварки рельсов //Актуальные проблемы современной науки: Сб. статей Международной научно-практ. конф. В 4-х частях; отв. ред. А.А. Сукиасян. 2013. С. 93 – 96.

28. Рукавчук Ю.П., Рождественский С.А., Этинген И.З. Дефектность стыков алюминотермитной сварки рельсов // Путь и путевое хозяйство. 2011. № 4. С. 26, 27.