Preview

Известия высших учебных заведений. Черная Металлургия

Расширенный поиск

Разработка и моделирование технологического процесса сварки дифференцированно термоупрочненных железнодорожных рельсов. Лабораторные исследования

https://doi.org/10.17073/0368-0797-2020-7-504-511

Полный текст:

Аннотация

В лабораторных условиях на образцах рельсовой стали изучено влияние режимов сварки с последующей изотермической выдержкой на качественные показатели сварного стыка. Сварку образцов осуществляли путем пропускания импульсов переменного электрического тока после сварки. Сварку проводили на машине для контактной стыковой сварки МС-2008М с внесением ряда изменений в управляющие воздействия. Для измерения температуры металла в зоне термического влияния (ЗТВ) использовали хромель-алюмелевые термопары. Сбор и обработку данных от термопар осуществляли с помощью измерительного комплекса «Tempol». Температуру металла сварного шва (где нет возможности установить термопару) измеряли с помощью тепловизора HotFind-D. Представлены результаты эксперимента и физико-механические свойства образцов: твердость HB, протяженность ЗТВ, предел текучести, временное сопротивление, относительное удлинение, относительное сужение, наличие неметаллических включений в металле шва. Проведен расчет отклонений твердости (понижение-повышение, суммарное отклонение) на поверхности сварного соединения образцов относительно требований, установленных ГОСТ Р 51685 – 2013. Предложен способ контактной стыковой сварки, который позволяет получать сварное соединение изделий из рельсовой стали с равномерным распределением твердости и малой зоной термического влияния. Определена зависимость микротвердости от объемной доли структурных составляющих. Построены модели влияния параметров импульсного контактного послесварочного подогрева на понижение твердости металла сварного соединения относительно твердости основного металла и на протяженность зоны термического влияния. Предлагаемый способ позволяет регулировать структуру металла сварного соединения рельсов, не прибегая к дополнительной локальной термической обработке.

Об авторах

Н. А. Козырев
Сибирский государственный индустриальный университет
Россия

д.т.н., профессор, заведующий кафедрой материаловедения, литейного и сварочного производства

654007, Россия, Кемеровская обл. – Кузбасс, Новокузнецк, ул. Кирова, 42



Р. А. Шевченко
Сибирский государственный индустриальный университет
Россия

ассистент кафедры материаловедения, литейного и сварочного производства

654007, Россия, Кемеровская обл. - Кузбасс, Новокузнецк, ул. Кирова, 42



А. А. Усольцев
Сибирский государственный индустриальный университет
Россия

к.т.н., доцент кафедры материаловедения, литейного и сварочного производства

654007, Россия, Кемеровская обл. – Кузбасс, Новокузнецк, ул. Кирова, 42



А. Н. Прудников
Сибирский государственный индустриальный университет
Россия

д.т.н., профессор кафедры материаловедения, литейного и сварочного производства

654007, Россия, Кемеровская обл. - Кузбасс, Новокузнецк, ул. Кирова, 42



Список литературы

1. Пат. 2683668 РФ, МПК B23 11/04. Машина для контактной стыковой сварки / Протопопов Е.В., Козырев Н.А., Шевченко Р.А., Кратько С.Н., Хомичева В.Е. // Заявл. 25.12.2017; опубл. 01.04.2019. Бюл. № 10.

2. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. – М.: Наука, 1976. – 279 с.

3. Гмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика. – М.: Высшая школа, 2003. – 479 с.

4. Гмурман В.Е. Руководство к решению задач по теории вероятностей и математической статистике. – М.: Высшая школа, 1979. – 400 с.

5. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. – М.: Высшая школа, 1999. – 576 с.

6. Вентцель Е.С., Овчаров Л.А. Теория вероятностей и ее инженерные приложения. – М.: Издательский центр «Академия», 2003. – 464 с.

7. Костин В.Н., Тишина Н.А. Статистические методы и модели: учеб. пособие. – Оренбург: изд. ОГУ, 2004. – 138 с.

8. Myers J., Geiger G.H., Poirier D.R. Structure and properties of thermite welds in rails // Welding Journal. 1982. Vol. 61. No. 8. P. 258 – 268.

9. Теория сварочных процессов: учеб. для вузов по спец. «Оборудование и технология сварочного производства» / В.Н. Волченко, В.М. Ямпольский, В.А. Винокуров и др.; под. ред. В.В. Фролова. – М.: Высшая школа, 1988. – 559 с.

10. Теория сварочных процессов: учеб. изд. / В.М. Неровный, А.В. Коновалов, Б.Ф. Якушин и др.; под ред. В.М. Неровного. – М.: МГТУ им. Баумана, 2016. – 702 с.

11. Weingrill L., Krutzler J., Enzinger N. Temperature field evolution during flash-butt welding of railway rails // Materials Science Forum. 2017. Vol. 879. P. 2088 – 2093.

12. 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. No. 7. P. 510 – 520.

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

14. Saita K., Karimine K., Ueda M., Iwano K., Yamamoto T., Hiroguchi K. Trends in rail welding technologies and our future approach // Nippon Steel & Sumitomo Metal Technical Report. 2013. No. 105. P. 84 – 92.

15. Dahl B., Mogard B., Gretoft B., Ulander B. Repair of rails on-site by welding // Svetsaren. 1995. Vol. 50. No. 2. P. 10 – 14.

16. Takimoto T. Latest welding technology for long rail and its reliability // Tetsu-to-Hagane. 1984. Vol. 70. No. 10. P. 40 – 45.

17. Tachikawa H., Uneta T., Nishimoto H. Steel welding technologies for civil construction applications // Nippon Steel Technical Report. 2000. Vol. 82. No. 7. P. 35 – 41.

18. Okumura M., Karimine K., Uchino K., Yurioka N. Development of field fusion welding technology for rail-roadrails // Nippon Steel Technical Report. 1995. Vol. 65. No. 4. P. 41 – 49.

19. Altemühl B. Welding tramway rails in Bucharest // Svetsaren. 2002. Vol. 52. No. 2. P. 32 – 35.

20. Козырев Н.А., Шевченко Р.А., Усольцев А.А., Прудников А.Н., Бащенко Л.П. Разработка и моделирование технологического процесса сварки дифференцированно термоупрочненных железнодорожных рельсов. Моделирование процессов, протекающих при сварке и локальной термической обработке // Изв. вуз. Черная металлургия. 2020. Т. 63. № 2. С. 93 – 101.


Для цитирования:


Козырев Н.А., Шевченко Р.А., Усольцев А.А., Прудников А.Н. Разработка и моделирование технологического процесса сварки дифференцированно термоупрочненных железнодорожных рельсов. Лабораторные исследования. Известия высших учебных заведений. Черная Металлургия. 2020;63(7):504-511. https://doi.org/10.17073/0368-0797-2020-7-504-511

For citation:


Kozyrev N.A., Shevchenko R.A., Usol’tsev A.A., Prudnikov A.N. Welding of differentially heat-strengthened rails. Laboratory studies. Izvestiya. Ferrous Metallurgy. 2020;63(7):504-511. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/0368-0797-2020-7-504-511

Просмотров: 108


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 0368-0797 (Print)
ISSN 2410-2091 (Online)