Preview

Известия высших учебных заведений. Черная Металлургия

Расширенный поиск

Оптимизация режима контактной стыковой сварки железнодорожных рельсов

https://doi.org/10.17073/0368-0797-2022-7-486-493

Полный текст:

Аннотация

Оптимизация технологического процесса изготовления длинномерных рельсовых плетей является сложной задачей, так как помимо большого количества операций, используемое сегодня для контактной стыковой сварки железнодорожных рельсов методом пульсирующего оплавления оборудование имеет большое количество технологических параметров (входных факторов), воздействующих на качество получаемого сварного стыка (выходные факторы). Такое количество параметров не позволяет в полной мере подобрать оптимальные режимы сварки и приводит к невозможности применения полного или дробного факторного эксперимента. В работе с помощью регрессионного анализа проведена обработка данных 79 опытных сварок. Выделены основные этапы процесса сварки: первый этап оплавления; второй этап оплавления; форсировка; осадка. Исходя из полученных осциллограмм процесса сварки на рельсосварочной машине К1100 при сварке рельсов типа Р65 категории ДТ350, определены средние значения силы тока, напряжения, скорости перемещения подвижной станины на различных этапах оплавления, а также усилия осадки, время осадки под током, пути осадки на последнем этапе. Полученные регрессионные уравнения, определяющие результаты испытаний на статический трехточечный изгиб, были проанализированы и из них исключены неудовлетворяющие параметры по t-критерию Стьюдента. Полученные в конечном итоге регрессионные уравнения учитывают влияние каждого технологического этапа процесса контактной стыковой сварки железнодорожных рельсов на выходные свойства и модель является адекватной по F-критерию Фишера. С помощью данных регрессионных моделей получены рекомендованные режимы контактной стыковой сварки пульсирующим оплавлением и проведено их опробование на рельсосварочном предприятии.

Об авторах

Н.   А. Козырев
Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им. И.П. Бардина
Россия

Николай Анатольевич Козырев, д.т.н., профессор, заместитель директора научного центра качественных сталей

Россия, 105005, Москва, ул. Радио, 23/9



Л. П. Бащенко
Сибирский государственный индустриальный университет
Россия

Людмила Петровна Бащенко, к.т.н., доцент кафедры теплоэнергетики и экологи

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



Р. А. Шевченко
Сибирский государственный индустриальный университет
Россия

Роман Алексеевич Шевченко, к.т.н., доцент кафедры металлургии черных металлов

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



А. Р. Михно
Сибирский государственный индустриальный университет
Россия

Алексей Романович Михно, аспирант института машиностроения и транспорта

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



Список литературы

1. Роботизированный рельсосварочный агрегат // Железные дороги мира. 2012. № 12. С. 64–67.

2. Mortazavian E., Wang Z., Teng H. Repair of light rail track through restoration of the worn part of the railhead using submerged arc welding process // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2020. Vol. 107. No. 7–8. P. 3315–3332. https://doi.org/10.1007/s00170-020-05208-x

3. Сергієнко Ю.В., Жук В.І. Зварювання стиків рейок в польових умовах // Актуальные научные исследования в современном мире. 2021. No. 1–1 (69). P. 237–240.

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

5. Gavrilov P., Ivanov V. Analysis of rail profile 610 E1 joints welded by means of mobile rail welding machine // Proceedings of the Int. Sci. Conf. “Engineering for Rural Development”. 2018. Vol. 17. P. 1969–1977. https://doi.org/10.22616/ERDev2018.17.N021

6. Резанов В.А. Методика исследования изменения температуры на различном расстоянии от стыков при сварке рельсов // Вестник ВНИИЖТ. 2011. № 4. С. 40–43.

7. Карпачевский В.В., Новакович М.В., Залавский В.Н. О сварке рельсовых плетей при низких температурах с одновременным восстановлением их температуры закрепления с применением подогрева // Труды Ростовского государственного университета путей сообщения. 2016. № 4. С. 30–32.

8. Gong L., Zhu L., Zhou H.X. Effect on hardness and microstructures of rail joint with ultra-narrow gap arc welding by post weld heat treatment // Key Engineering Materials. 2017. Vol. 737. P. 90–94. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/KEM.737.90

9. Гладков Э.А. Управление процессами и оборудованием при сварке. Москва: Академия, 2006. 432 с.

10. Voronin N.N., Seydakhmetov N.B., Rezanov V.A. The influence of technological parameters on the thermal cycle at butt flash welding of rails // Welding International. 2019. Vol. 33. No. 7–9. P. 328–334. https://doi.org/10.1080/09507116.2021.1881346

11. Mutton P., Cookson J., Qiu C., Welsby D. Microstructural characte­risation of rolling contact fatigue damage in flashbutt welds // Wear. 2016. Vol. 366–367. P. 368–377. https://doi.org/10.1016/j.wear.2016.03.020

12. Tawfik D.P., Mutton P.J., Chiu W.K. Experimental and numerical investigations: Alleviating tensile residual stresses in flash-butt welds by localised rapid post-weld heat treatment // Journal of Materials Processing Technology. 2008. Vol. 196. No. 1–3. P. 279–291. https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2007.05.055

13. Voronin N.N., Seydakhmetov N.B., Rezanov V.A. Development of the combined flashing method in welding of rails // Welding International. 2017. Vol. 31. No. 12. P. 984–987. https://doi.org/10.1080/09507116.2017.1369066

14. Козырев Н.А., Шевченко Р.А., Крюков Р.Е., Усольцев А.А. Разработка новой технологии сварки рельсов для высокоскоростного движения // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2018. № 8 (1424). С. 50–57. https://doi.org/10.32339/0135-5910-2018-8-50-57

15. Полевой Е.В., Шевченко Р.А., Козырев Н.А., Кушев Д.Ю., Юнусов А.М. Исследование неметаллических включений, образующихся при электроконтактной сварке рельсовой стали // Вестник Сибирского государственного индустриального университета. 2019. № 1 (27). С. 8–12.

16. Козырев Н.А., Шевченко Р.А., Усольцев А.А., Крюков Р.Е., Михно А.Р. Исследование износостойкости сварного стыка железнодорожных рельсов // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2020. Т. 76. № 8. С. 818–825. https://doi.org/10.32339/0135-5910-2020-8-818-825

17. Соболев А.А., Тазиков Э.Б., Жуков Д.А. Применение технологии фирмы Elektro-Thermit для сварки рельсов в России // Новые материалы и технологии в машиностроении. 2004. № 3. С. 89–91.

18. Gavrilov P., Ivanov V. Research of weldability of rail profile 60 El manufactured in factory “Arcelor Mittal”. In: Transport Means – Proceedings of the 23rd Int. Sci. Conf., Palanga, 2–4 October 2019 . Palanga: Kaunas University of Technology, 2019. P. 945–949.

19. Gavrilov P., Ivanov V. Study of exothermic welded joint grinding by “speno” rail grinders. In: Proceedings of the 18th Int. Sci. Conf. “Engineering for Rural Development”, Jelgava, May 22–24, 2019. Jelgava: 2019. P. 1013–1021. https://doi.org/10.22616/ERDev2019.18.N132

20. Kuchuk-Yatsenko S.I., Shvets Y.V., Didkovskii A.V., Chvertko P.N., Shverts V.O., 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. No. 5. P. 338–341. https://doi.org/10.1080/09507110802205365


Рецензия

Для цитирования:


Козырев Н.А., Бащенко Л.П., Шевченко Р.А., Михно А.Р. Оптимизация режима контактной стыковой сварки железнодорожных рельсов. Известия высших учебных заведений. Черная Металлургия. 2022;65(7):486-493. https://doi.org/10.17073/0368-0797-2022-7-486-493

For citation:


Kozyrev N.A., Bashchenko L.P., Shevchenko R.A., Mikhno A.R. Optimizing the mode of contact butt welding of railway rails. Izvestiya. Ferrous Metallurgy. 2022;65(7):486-493. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/0368-0797-2022-7-486-493

Просмотров: 46


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


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