Термитная сварка рельсов. Видео на железной дороге

Берегите глаза |

10.09.2015

Многим известен такой вид сварки, как электродуговая и газовая. Они широко применяются как на производстве, так и в строительстве. Но термитная сварка мало кому известна. Поэтому речь пойдет о ней. Благодаря использованию термитной сварки, получаются, ничем не хуже по качеству соединения, как при электро или газосварке, притом не требуется источник электропитания или газовые баллоны.

Сферы применения

Термитную сварку на сегодняшний день используют для сваривания чугуна, электрических и телефонных коммуникаций, труб, частей двигателя и так далее. Особо часто термит используют для сваривания железнодорожных рельсов. Соединения получаются достаточно надёжные. Место ремонта может быть на любом участке дороги, даже в несколько сот километров от населенного пункта.

Термитная сварка

Появление термитной сварки было обусловлено необходимостью стыкового соединения металлов без использования громоздкого оборудования и наличия электросети. Поэтому в 1859 г. Бекетов Н. Н. обнаружил способ, в основе которого лежит алюминотермия  ― процесс получения металла восстановлением их окислов алюминия. Он определил, что смесь порошка алюминия и оксида железа, горя при 3000° C, превращаются в сталь и шлак.

В 1898 г. исследователь из Германии Гольдшмидт, впервые применил термитную сварку на практике, соединив два железных бруска. Сделал он это, образовав форму вокруг места стыка и засыпав его термитным порошком. Сгорев, термитный порошок превратился в расплавленное железо, соединив таким образом два металлических бруска. При этом шлак всплывал на поверхность и мог свободно отделиться.

С того времени состав термита практически не изменился. Чаще всего термит имеет в своём составе опилки алюминия ― 23%, и окись железа― 77%. Фракция порошка составляет ― 0,5 мм. В момент поджига порошка, возникает химическая реакция, благодаря которой выделяется много тепла. Плавясь, окись железа переходит в чистое железо, а расплавленный алюминий окисляется.

Термитная сварка рельсов

Процесс сваривания рельсов термитом заключается в следующем:

• обрезка рельс с двух сторон, чтобы промежуток между ними был 23 ― 25 мм. Притом они должны быть выставлены горизонтально и вертикально;
• в зазор между рельсами вставляется пластина из углеродистой стали, для образования зазора;
• стык рельсов зажимается прессом;
• на место соединения монтируется огнеупорная форма, а стыки формы с рельсами, засыпаются песком, или замазываются специальной пастой;
• поверх форм прикрепляется тигель (конус в виде лейки из огнеупорного материала) в котором первоначально сжигается термит. Расплавленный жидкий металл полученный в тигле, в последствии выливают в форму на стыке рельс;
• термит в тигле поджигается термитным карандашом, после чего происходит горение основной смеси 20 ― 30 секунд;
• снизу в воронке тигля установлена заглушка, которая расправляется и освобождает проход жидкому металлу в форму. Сталь и шлак заполняя форму, образуют соединительный шов, притом шлак частично вытесняется наружу в специальные чаши, прикрепленные сбоку тигля;
• горячая сталь заливаемая в форму, проплавляет торцы рельс. После, убирается тигель, и форма сжимается прессом;
• форму снимают, и пока металл ещё горячий, удаляют его избыток;
• получившийся шов, тщательно шлифуют до образования однородной плоскости с рельсой.

Термитные карандаши

В продаже можно найти термитные карандаши. Это кусок проволоки состоящей из углеродистой стали, диаметром до 5 мм. На неё наносят термитную смесь перемешанную с клеем. С одной стороны карандаша имеется место для запала. Что-то вроде бертолетового шнура, но нанесенного в виде дорожки на сам карандаш. Карандаш вставляют в держатель  ― как для электросварки, ―  и поджигают верхнюю часть. Когда огонь доходит до основного состава на другом конце карандаша, происходит запал термита. Сварку необходимо производить с защитным щитком и рукавицами. Этот же карандаш применяется для поджига основной смеси в тигле. Его поджигают и бросают в тигель с термитной смесью.

Кроме карандашей, существуют ещё термитные шашки и патроны. По принципу работы они схожи с термитным карандашом.

 Достоинства термитной сварки

• крепкое и надежное сварочное соединение с высокой стойкостью к разрушению;
• технология сварки отличается простотой и доступностью, что предполагает ее использование как в промышленности, так и в быту;
• самый оптимальный вариант сварки при аварийных ситуациях.

 Недостатки 

• высокое поглощение влаги;
• смесь из-за способности воспламенятся, считается пожароопасной, что требует бережного отношения и хранения;
• попадание влаги на термитную шашку приводит к образованию взрыва;
• неспособность контролировать процесс горения термита.

Оборудование для термитной сварки рельс

• вольфрамовый или керамический тигель с плавящейся заглушкой, и приспособленный для слива жидкого металла в форму;
• отливочные формы для придания расплавленному металлу формы рельсов;
• пресс для сжатия форм после заливки металла;
• дополнительное оборудование: подставка для тигля, термометр, горелка;
• дополнительные материалы и инструменты: болгарка, шлифовальные круги, кувалда, зубило, металлическая щётка, термостойкая одежда, рукавицы, защитные очки для глаз и другое.

Все это обеспечит качественную работу и защитит персонал от разрушительного воздействия тепла и грязи получаемых при сгорании термосмеси.
https://www.youtube.com/watch?v=kuydZx-ckTs

Условия для сварки рельс термитом

Чтобы соединение при процессе сварки получилось качественным и крепким, необходимо соблюдать следующие условия:

• количество порошка термита необходимо просчитать столько, сколько нужно для заполнения металлом формы вокруг рельса;
• важно, чтобы смесь шихты была тщательно измельчена и перемешана;
• температура горения зажигательного элемента (шашка, карандаш), как катализатора поджига основной смеси, должна быть не менее 1400°C.

Несмотря на свои незначительные недостатки, термитная сварка может с успехом конкурировать по безопасности и качеству с такими сварками, как электродуговая и газовая. Например, газовая взрывоопасна, а электрическая не исключает поражение электротоком. Да и многое в этих видах сварок напрямую зависит от квалификации самого сварщика. В термитной же, большую роль играет качество смеси и сохранение технологии, а остальное получится само ― собой.

Техника безопасности при работе с болгаркой

Бензиновая виброплита. Устройство, применение и характеристики

Что такое термитная сварка рельс на железной дороге

Разнообразные способы сварки металлов широко используются на производстве. Самые востребованные виды сваривания — это электродуговой (трансформатором, инвертором, полуавтоматом) и газовый (пропан-кислородным и ацетилен-кислородным пламенем). Но эти методы могут оказаться малоэффективными из-за отсутствия линии электропередач вблизи рабочего места. Газовая сварка имеет недостаточную температуру нагрева для соединения толстых сторон металла, таких как рельсы. Для решения этой задачи был разработан термит. Это порошок с определенным составом. Как работает термитная сварка рельс на железной дороге? В чем ее преимущества и недостатки?

Что представляет собой алюмотермитная сварка?

Метод состоит в следующем: специальный порошок помещается в специальную металлическую конструкцию, которая находится над стыком двух участков полотна, подвергающегося сварке, а затем этот порошок плавится. Предназначение порошка заключается в том, что он надежно и прочно соединяет основной материал и таким образом, микроструктура шва становится очень вязкой. Подобные стыки делаются очень быстро и со временем они не проседают, что свидетельствует об их высоком качестве.

Порошок, выступающий в роли связующего звена в термитной сварке рельс, состоит из 23% алюминиевой крошки и 77% оксида железа. Структура порошка мелкодисперсная, размер гранул – 0,5 мм. Технология базируется на способности металла восстанавливаться в окислах алюминия. Однако, как уже отмечалось, это может произойти только при высоком тепмературной режиме, поэтому и применяется запал, посредством которого смесь поджигается. Именно этот процесс позволяет превратить оксид железа в чистый металл.

На участке используется заливочная форма, благодаря которой сплав направляется в место стыка.

Обратите внимание! Очень важно, чтобы образовалась герметичная конструкция, именно поэтому созданы специальные различные формы под разные конфигурации рельс.

Если после выполнения работы, вы найдете какие-то зазоры и щели, то от них нужно избавиться, для этого используется термостойкая обмазка. Благодаря своей жидкой консистенции она затекает в участок стыкового соединения и заполняет свободное пространство. В итоге на поверхности образуется шлак.

Процесс создания сварного шва рельсов должен производиться с обязательным уплотнением стыка, когда он находится еще горячим. Для этого необходимо обзавестись прессами. По завершению работы шлак надо отбить молотком, а сам шов надо отшлифовать специальной машинкой и болгаркой.

Термитная сварка рельсов

Термитную сварку можно осуществлять в двух основных вариантах:

1. плавлением (способом промежуточного литья) и
2. давлением.

В первом случае процесс выполняется без применения механического усилия за счет теплоты экзотермической реакции термита, достаточной для доведения кромок соединяемых деталей до расплавленного состояния.

Термитная сварка давлением представляет собой химико-механический процесс, при котором соединяемые детали нагреваются в зоне сварки только до пластического состояния с последующим приложением внешнего сжимающего усилия.

В настоящее время находят применение следующие виды термитов:

• алюминиевый,
• магниевый и
• медно-алюминиевый.

Алюминиевый термит состоит из 20—22% алюминия и 80—78% железной окалины, измельченных в порошок с размерами частиц до 1 мм. При нагреве этой смеси, хотя бы в одной точке, до температуры 800° С с помощью специальных запалов или электрической дуги возникает бурное горение, идущее по реакции

3Fe304 + 8Аl = 4Аl203+9Fe.

Температура реакции достигает 3000° С. Таким образом ее продукты: железо (Тпл ~ 1500° С) и глинозем (Тпл ~ 2050° С) — оказываются значительно перегретыми.

Для раскисления и улучшения механических свойств термитной стали практикуется добавка ферромарганца и ферросилиция.

Сварка алюминиевым термитом применяется для стыковых соединений рельсов, труб, массивных отливок и при ремонтных работах.

Техника сварки заключается в том, что концы стыкуемых изделий, помещенные в форму из огнеупорного материала, предварительно нагревают до 700—800° С нефтяными или керосиновыми горелками, а затем заливают формы термитным металлом и шлаком из специального тигля.

При сварке давлением (рис. 1, а) продукты термитной реакции используются только как носители запаса тепла, достаточного для нагрева изделий до пластического состояния, после чего путем сжатия осуществляется их соединение.

При сварке плавлением: (рис. 1, б) детали заформовывают с большим зазором между торцами. Термитный металл оплавляет поверхности изделий, сливается с ними в одно целое, образуя после охлаждения сварное соединение.

При сварке рельсовых стыков применяется разработанный инж. М. А. Карасевым комбинированный способ, схема которого представлена на рис. 1, в.

Рис. 1. Способы термитной сварки: а — давлением; б — плавлением; в — комбинированный способ

Между торцами точно обработанных головок рельсов зажимается пластинка толщиной 3 мм из малоуглеродистой стали.

Затем на стык устанавливают форму и подогревают его. Порция термита подбирается так, чтобы при заливке формы нижняя часть была заполнена жидким металлом почти до нижней кромки головки рельсов. Остальная часть формы заполняется шлаком, после чего рельсы сжимают.

Таким образом, головка рельсов сваривается по способу давления, а остальная часть сечения сваривается по способу плавления.

После снятия формы производятся обработка зубилом выступающих кромок промежуточной пластины и зачистка рабочей поверхности головки рельсов.

Термитно муфельная сварка

Представляют интерес разработанные А. Н. Кукиным и А. А. Талыковым новые способы сварки магниевыми медно-алюминиевым термитами.

Так, на основе реакции

Fe304 + 4Mg = 3Fe +4MgO

осуществляется термитно-муфельная сварка.

Особенностью магниевого термита является выделение окиси магния в твердом состоянии, так как температура реакции (до 2500° С) недостаточна для ее расплавления. Таким образом, продукты реакции представляют собой рыхлую массу окиси магния, пропитанную расплавленным железом.

Достоинства и недостатки

Алюминотермитная сварка рельс очень часто применяется на практике, ее широкая популярность обусловлена рядом плюсов, которые выделяются при использовании данного метода:

• Процесс осуществляется очень быстро (не более 30 минут). Несколько опытных сварщиков могут за 1 час создать 10-12 швов.
• Сварочные работы могут не нуждаются в привязке к стационарным источникам электроэнергии.
• Все необходимые детали и инструменты можно приобрести в любом строительном магазине.
• Чтобы качественно сварить рельсу в принципе не нужно специального образования, достаточно несколько раз потренироваться, чтобы соединение получилось прочным и надежным.
• При точном соблюдении правил выполнения технологии по созданию шва, в конечном итоге вы получите соединение, которое будет выдерживать сильные нагрузки.
• При условии, что применяется хорошая техника, процесс считается абсолютно безопасным для людей, выполняющих работу.
• Термитная сварка рельс не требует строгой привязки к населенному пункту, можно осуществлять и на поле.

Несмотря на большое количество преимуществ, как и любые другие технологии, сварочные работы, основанные на применении алюминотермия, имеют свои недостатки, о которых нельзя не упомянуть:

• Поскольку используемый порошок является легковоспламеняемым, в обращении с ним следует быть предельно осторожным.
• Чтобы в конечном итоге получить качественный шов, надо особое внимание уделить подготовке и выполнить ее детально.
• Проследите за тем, чтобы техника была исправной.
• Нужно быть очень внимательным, поскольку если в горящую емкость попадет вода, то металл разбрызгается.

Достоинства и недостатки метода

При помощи термитной сварки есть возможность без применения дорогостоящего оборудования сваривать черные и цветные металлы. По сравнению с другими способами сварки данную технологию выгодно отличает целый ряд качеств.

• Термитная сварка характерна меньшей затратностью в плане времени. Если учесть массивность свариваемых деталей, то эта выгода порой является определяющей.
• Качество швов достигает высокой степени, так как происходит частичное проплавление металла заготовок. Помимо этого, шов получается достаточно эстетичным и аккуратным.
• Следует также отметить относительно невысокую трудоемкость работ.
• От сварщика требуется определенное мастерство, но оно касается, скорее, подготовительного этапа и приготовления смеси. Сам же процесс сварки особых навыков не требует, в отличие от сварки электродом.
• Доступность и низкая стоимость расходных материалов позволит существенно сэкономить финансы и упростить задачу.
• Сварочное оборудование можно использовать вдали от населенных пунктов.

При этом установка для термитной сварки считается достаточно опасной. Необходимо соблюдать меры предосторожности при ее использовании. Важно помнить, что термиты считаются горючими смесями. Нельзя допускать попадание в шихту жидкостей, так как это может привести к взрыву.

Термитная сварка не получила такого распространения, как дуговая, зато в некоторых случаях является незаменимой. В мелких мастерских ремонт осуществляется при помощи термитного карандаша. Начинающему мастеру сначала следует освоить этот инструмент, а уже затем приступать к изучению настоящего оборудования.

Последовательность работ:

Подготовительный этап

Существенную роль в том, как сварить шов рельс, играет подготовка, которая предполагает следующие действия: возле стыка надо ослабить крепления рельс, а те которые расположены на участке соединения и вовсе надо снять. Далее при помощи горелки рельсы нагреваются, а также очищаются от ржавчины. На следующем этапе, при помощи клиньев, их надо выпрямить как горизонтально, так и вертикально. Ставить рельсы нужно соблюдая зазор в 2,5 мм, далее к ним подводится резак.

Выравнивание

Изначально надо избавиться от прокладок всех креплений, на их места устанавливаются клинья, используя молоток их нужно подогнать до требуемого состояния. Затем надо проверить насколько точно уложены рельсы, для этого используйте метровую линейку.

Установка

На этом этапе важно подобрать нужную герметичную форму, далее горелку надо поставить по середине на том участке, где предположительно появится шов. Также нужно выполнить и герметизацию зазоров, для этого форму надо максимально плотно прижать к шву, также здесь используется шпатель, который обеспечивает чистую грань между швом и песком.

Нагрев и сварка

Предварительный прогрев рельс производится горелкой при следующих параметрах: давление пропана – 1,5 бар, давление кислорода – 5 бар. Пламя подается на протяжение 1,5 – 2 минут. Когда прогрев завершен, горелка убирается, вставляется сердечник и поворачивается тигель. Затем на месте предполагаемого стыка устанавливается специальная бочка, наполненная зарядом. Для того, чтобы поджечь заряд применяет запал с высокой температурой, затем жидкий металл помещается в форму и выдерживается 4-5 минут.

Шлифовка и контроль качества

По окончанию процедуры, стык обрабатывается по краям до гладкого состояния: пока он горячий срезаются наплывы.

Далее, используя абразивные инструменты надо отшлифовать шов. Чтобы проверить качество нужны линейка и щуп. Важно, чтобы все было максимально прямолинейным. Качество шва проверяется по статичности изгиба, все осуществляется при помощи измерительных инструментов.

Термитная сварка рельс на ЖД и проводов по ГОСТу: технология

Термитная сварка – это один из многочисленных способов варки. В этом процессе металлические изделия нагреваются с помощью термита. Он включает в себя смесь, состоящую из магния или же опилок алюминия (23%) с добавлением железной окалины (окись железа 77%). Соединение  заготовок с использованием взрывоопасной смеси делится на способ плавления и литья. Виды термитной сварки могут использоваться отдельно и в комплексе.

Процесс термитной сварки

Возможность применения данного способа

Этот способ соединения различных металлических частей наибольшее распространение получил на железной дороге. Термитная сварка, которую ещё называют алюминетермитной, применяется для стыковки рельсов.

Процесс термитной сварки рельс на ЖД

Обычно, для производства работ задействуют бригады, состоящие из двух или трёх человек. Термитная сварка рельс на железной дороге предполагает использование специального оборудования, вес которого варьируется в пределах 350-400 килограмм. Для проведения работ, о которых идёт речь, необходимы автономные источники электрической энергии.

Кроме того, её активно используют при сварке чугуна. Она востребована для обработки телефонных и электрических коммуникаций. С помощью данного метода можно работать с трубами и отдельными частями силовых агрегатов.

Термитная сварка проводов используется для оконцевания, соединения жил сечений различного диаметра. Речь идёт о проводах изготовленных из алюминия. Этот метод соединения подходит для работы с медными жилами до 10 мм².

Использование карандаша

Карандаш – это кусочек обыкновенной проволоки из углеродистой стали. В диаметре 2-3 мм и размерами частиц в пределах 0,5 мм. В состав входит: 24% опилок алюминия, 76% окалины железа. Сварка термитным карандашом возможна в домашних условиях: на даче или загородном доме при выполнении несложных, в техническом плане, мероприятий.

Помните, что тушение пожара при воспламенении от шашек, либо патронов возможно с использованием песка. Тушение водой недопустимо!

Термитные шашки для сварки выпускаются двух видов:

• для соединения кабеля и изолированных проводов с медными жилами: ПА;
• для производства работ с алюминиевыми и сталь/алюминиевыми проводами.

Шашка состоит: из кокиля и термитной массы.

«Важно!

Не допускается хранение патронов и спичек в одном месте и единой упаковке.»

Термитные шашки для сварки

Для сварки проводов термитными патронами подходят соединения диаметром 5-32 миллиметра. Патрон включает в себя: кокиль, вкладыш и термитную массу.

Преимущества и недостатки

Термитная сварка обладает рядом преимуществ. К примеру, термитная сварка рельсов не предполагает использование дорогого или специального оборудования по сравнению с контактным способом. Нет необходимости задействовать большое количество рабочей силы. Следовательно, этот способ обработки рельсовых стыков и стрелочных переводов предполагает экономию бюджетных средств.

«На заметку!

Для обработки только 1 рельсового стыка бригаде из 2-3 человек понадобится менее часа, всего 50 минут рабочего времени.»

Три бригады за 120 минут способны изготовить от 10 до 12 рельсовых стыков. Кроме этого:

1. Термитная сварка создаёт крепкое соединение отдельных частей. Обладает высокой стойкостью к разрушению.
2. Технология термитной сварки проста и доступна. Она одинаково эффективна на промышленном производстве и бытовых целях.
3. Специалисты утверждают, а практики подтверждают, что использование этого метода – наиболее приемлемый вариант при ликвидации аварий и нестандартных ситуаций.
4. Качественное, получаемое при термитной сварки, соединение.

Шов после термитной сварки

Термитная сварка имеет свои недостатки. К ним можно отнести:

1. Высокое поглощение влаги.
2. Взрывоопасный способ ведения работ. Так, попадание воды на шашку, вызовет взрыв.
3. Неконтролируемый процесс горения.

Но, несмотря на свои недостатки – это один из действенных способов надёжного соединения рабочих деталей.

Схема процесса термитной сварки

Схема термитной сварки рельс

Видео с процессом термитной сварки рельс на железной дороге

Оборудование, которое используется для термитного метода соединения рельс

Для проведения работ необходимо подготовить соответствующее оборудование такое как:

1. Тигель, изготовленный из вольфрама или керамики. Условие использования: должна быть плавящаяся заглушка. А также тигель, обустроенный для слива жидко металла в форму.
2. Для работы понадобится пресс для сжигания форм, оставшихся после заливки металла.
3. Отливочные формы, с помощью которых расплавленный металл приобретает законченный продукт: форму рельс.
4. Для процесса потребуется подставка для тигля. А также горелка и термометр.

Также, необходимо подготовить дополнительный инструмент: кувалду, зубило, шлиф/машинку с кругами. И использовать спец/одежду о необходимости, которой говорится далее.

Техника безопасности при выполнении работ

Из-за способности воспламеняться термитная сварка относится к категории пожароопасного производства. Следовательно, к ТБ предъявляются жёсткие меры. Рабочий объект должен быть оборудован рабочим инвентарём и находиться в исправном состоянии.

Термитная сварка подразумевает получение допуска к работе лиц, достигших 18 лет, прошедших специальное обучение.

Перед началом производственного процесса обязательным условие считается подготовка рабочего места, организация труда. А также проведение устного инструктажа с рабочими бригадами.

Результат инструктажа о ТБ заносится в рабочий журнал под подпись каждого участника.

Важным аспектом безопасности считается применение специальных средств индивидуальной защиты: термостойкой одежды, рукавиц, защитных очков для глаз.

«Важно!

Термит складируется в отдельном помещении. Накопительный склад должен находиться на расстоянии не менее 30 метров от жилых зданий и производственных помещений.»

ГОСТ термитной сварки Р 57181-2016 определяет порядок проведения работ и технологический процесс использования взрывоопасного продукта.

Не рекомендуется использование данного метода обработки при низких t^{, а также при дождливой погоде. Доставка взрывоопасного материала и огнеупоров осуществляется транспортом с крытым кузовом, который должен быть заранее подготовлен: чистый и сухой.}

Заключение

Термитная сварка процесс неновый. Он используется уже на протяжении последних 50 лет. Несмотря на это процесс актуален для широкого применения в металлургической отрасли и других направлениях хозяйствования.

Из вышесказанного можно сделать вывод, что термитная сварка процесс узко/профильный и специфичный. Основным условием работ является безопасность.

Это использование противопожарных средств защиты и соблюдение рекомендаций с учётом ГОСТ и отдельных положений, утверждённых на уровне министерств и ведомств.

Существует множество материала и технической литературы на тему, как осуществляется термитная сварка. В интернете всегда есть обучающие и ознакомительные ролики.

Подробное описание процесса сварки

1. Подготовка рельса

Проверьте конец рельса. В первую очередь проверьте размер концевого рельса , подлежащего сварке , и убедитесь, что на концевом рельсе нет повреждений, трещин и деформаций. Если есть повреждения или трещины, их необходимо удалить, а перекос выправить. При сварке старых рельсов при наличии низкого стыка или повреждения на конце головки рельса деталь необходимо отрезать. Рекомендуется проводить дефектоскопию в пределах 200 мм от поверхности сварки, если позволяют условия.

 

 

2. Очистка торца рельса.

—Используйте проволочную щетку или проволочное колесо для очистки концов рельса. Зачистке торца и горизонтали рельса. Длина вертикальной очистки составляет не менее 200 мм, при этом удаляются поверхностные отложения, такие как ржавчина и масло.

— Если на привариваемом рельсе есть металлическая кромка, используйте шлифовальный круг для полировки не менее 50 мм от конца рельса на уровне поверхности рельса.

— Если есть рельсовое полотно, пандус от нижней части зазора будет иметь прорезь не менее 100 мм, чтобы обеспечить место для установки песчаной формы.

—Поместите датчик температуры рельса сбоку от подсветки рельса. Если температура рельса ниже 15 ℃, рельс должен быть высушен и прогрет в пределах 1 м с обеих сторон рельса для удаления влаги с поверхности рельса.

 

3.

Выравнивание концов рельса

— Свариваемый рельс имеет прокладку, а расстояние между опорными подушками в стыке максимально близко при условии простоты эксплуатации.

— Посмотрите на гладкость соединения с небольшого расстояния

—Отрегулируйте размер зазора рейки до 26~30 мм. Поместите стальную линейку сбоку от нижней части двух направляющих, убедитесь, что нижняя часть двух направляющих сначала выровнена. Затем приложите линейку длиной один метр к сторонам двух головок рельсов так, чтобы две секции стальных рельсов были плотно прикреплены к прямой линейке.

—Отрегулируйте величину развала. Поместите метровую линейку на верхнюю часть рельса, центральную линию и зазор сварки, высота каждого конца составляет 1,5–2 мм. Его необходимо измерять остроконечным щупом.

— Убедитесь, что регулировка зазора рельса, острой точки, горизонтального выравнивания и неравного наклона выполнена после завершения первой регулировки, пока в регулировке больше нет необходимости.

— Отметьте обе стороны сварного рельса в нижней части шпалы четвертого рельса и пластину днища рельса, чтобы убедиться, что размер сварного шва не сместился.

Необходимо обратить внимание на процесс сварки:

> Если конец рельса имеет низкий изгиб, глубина малого излома больше 2 мм, длина больше 20 мм, его необходимо отрезать перед сваркой.

>Если ширина головки рельса различна, сначала следует выровнять талию рельса и низ рельса, а зазор следует заполнить бумажной картой.

>Если разница высот между двумя концами стыка рельса меньше 3 мм, рекомендуется выровнять головку рельса, а разница высот устранена в нижней части рельса; если разница в высоте между двумя концами рельсового стыка составляет 3~8 мм, рекомендуется, чтобы разница в высоте рельса составляла половину в нижней части, половину в головке рельса.

 

 

4. Зажим и склеивание формы

— Песчаная форма должна быть проверена перед установкой, так как она хрупкая, исключить наличие дефектов, сырости, трещин, убедиться, что вентиляционное отверстие, ворота и стояк не повреждены. беспрепятственный.

— Чтобы зафиксировать песчаную форму зажимом формы на торце привариваемого рельса, проверьте, совмещена ли нижняя пластина формы с центром зазора сварки, и убедитесь, что зажим формы зажат без отклонений. .

—После того, как нижняя форма установлена, проверьте, нет ли каких-либо изменений прямолинейности рельса. Если есть какие-либо отклонения, отрегулируйте заново.

— Оторвите картонную крышку на верхней части формы для песка, чтобы предотвратить падение предметов в форму для песка.

— Герметизирующая паста должна быть загерметизирована дважды. Первый раз плотно прилегает к наружной канавке. Второй раз снова герметизируют в месте пересечения рельса и песчаной формы.

—Насыпьте необходимое количество сухого песка в лоток для шлака, поместите его в указанном месте и соедините лоток для шлака и песчаную форму с уплотнительным материалом.

В процессе установки и герметизации формы для песка обратите внимание на следующие 4 пункта: 

>Не затягивайте зажим для песка слишком туго, иначе форма легко треснет.

>Центр нижней пластины совмещен с центром сварного шва и не может быть смещен.

>Уплотнительный материал должен быть в соответствующем количестве. Если слишком много, трудно высушить в процессе предварительного нагрева, это приведет к дефектам сварки. Если его слишком мало, это легко приведет к утечке расплавленной стали.

>Когда положение сварки находится на кривой, поместите поддон для шлака внутри кривой, чтобы предотвратить перетекание шлака.

 

 

5. Подготовка участка для сварки песчаной формы

— Перед использованием проверьте, нет ли повреждений тигля, есть ли внутри плавающий песок.

—Проверьте, не повреждена ли упаковка сварочной части и нет ли агломерации, подтвердите, соответствует ли сварная часть рельсу. Аккуратно поверните сварочную часть в тигель, сварочная часть станет конической в ​​тигле, поместите высокотемпературный воспламенитель на верхнюю часть части и подождите сварка .

—Закройте тигель крышкой, чтобы предотвратить загрязнение.

—Следует отметить, что если во время приготовления в рельсе, шлаковом лотке или тигле есть вода, ее необходимо сначала высушить перед использованием.

 

 

6. Предварительный нагрев

— Перед предварительным нагревом отрегулируйте расстояние 47~53 мм между нижней частью нагревательного сопла и верхней поверхностью направляющей. При этом центральная линия основания устройства предварительного нагрева совмещена с центральной линией рельса, сопло предварительного нагрева расположено вертикально вниз в центре сварочного зазора.

— Откройте газовый баллон, отрегулируйте давление газа, зажгите устройство предварительного нагрева и отрегулируйте пламя, кислородный клапан открывается до конца, длина стержня пламени составляет 20~25 мм.

— Поместите устройство предварительного нагрева на кронштейн устройства предварительного нагрева, запишите время предварительного нагрева.

—Обратите внимание на положение устройства предварительного нагрева во время процесса предварительного нагрева, чтобы пламя по бокам песчаной формы не было затруднено, а высота была одинаковой. В безветренную погоду высота пламени от стояков с обеих сторон составляет 45~55 мм.

— Путем регулирования соотношения смешивания кислорода и горючего газа в устройстве предварительного нагрева, Равномерный предварительный нагрев торца рельса, когда вся торцевая поверхность рельса ярко-красная при наблюдении невооруженным глазом, принимается устройство предварительного нагрева отключается, и нагрев прекращается. В зависимости от типа рельса и качества источника воздуха можно регулировать время предварительного нагрева. Обычно время предварительного нагрева рельса массой 60 кг/м составляет 5–6 мин, рельса массой 75 кг/м — 6–8 мин.

—После предварительного нагрева газовый клапан попеременно закрывается для предотвращения закалки.

—Подготовьте заглушку во время предварительного нагрева

Обратите внимание на следующие 2 момента во время предварительного нагрева:

>Расстояние между газовым баллоном и кислородным баллоном должно быть не менее 5 м, а расстояние между газовым баллоном и пламенем не менее 10м.

>Во время сварки запрещается штамповать воздушную трубу, чтобы обеспечить безопасную и плавную подачу газа. Проводной кабель, воздушная труба должны находиться вдали от пламени и рабочей зоны с высокой температурой.

 

 

7. Розжиг и заливка

—После завершения предварительного нагрева снимите устройство предварительного нагрева. Вставьте переходную заглушку.

— Поместите заполненный тигель в форму для песка, вставьте высокотемпературную спичку в свариваемую часть под углом 45 градусов. Вставьте глубину на 1/3 (около 25 мм) запальной сварочной части.

—После того, как порция подожжена, накройте тигель крышкой и отведите пробку в сторону, ожидая заливки. Время от окончания предварительного нагрева до воспламенения порции не должно превышать 30 секунд.

—От появления пламени до усадки – это время реакции, обычно от 8 до 15 секунд. Когда расплавленная сталь появляется на дне тигля, это время разливки после завершения реакции с образованием расплавленной стали, называемое временем покоя, обычно от 6 до 18 секунд.

—1 минута на удаление тигля после окончания заливки, а шлак должен быть удален после затвердевания шлака.

—Запишите время реакции и время успокоения после зажигания.

В процессе заливки обратите внимание на следующие 4 пункта:

>Перед розжигом горючие материалы должны быть удалены из рабочей зоны, свободному персоналу строго запрещается закрывать зону. Не используйте устройство предварительного нагрева для непосредственного воспламенения порции.

>Не перемещать рельсы во время сварки.

>Тигель и песчаная форма после заливки не должны непосредственно касаться руками во избежание ожогов.

>Во время совместного охлаждения однократный тигель, песчаная форма и реакционный шлак должны быть размещены вне рабочей зоны, чтобы предотвратить несчастные случаи в процессе эксплуатации.

 

 

8. Извлечение из формы и резка

—6’30» после заливки снимите зажим для песка и герметизирующий материал с обеих сторон сварного шва. Поместите станок для резки рельсов на рельс после очистки, после завершения заливки лишний металл срезается через 8 минут 30 дюймов. Наконец, поместите лишний металл в заброшенный тигель. не влияет на горячее измельчение на последующем этапе

— Время извлечения из формы и обрезки можно регулировать в зависимости от реальной ситуации.

Обратите внимание на следующие 3 пункта при извлечении из формы и обрезке

>Раннее удаление повлияет на качество сварного соединения. Напротив, позднее извлечение из формы затруднит процесс резки.

>Если температура рельса ниже 15 ℃, нанесите теплозащитный экран на 10 минут.

> Через 15 минут после заливки устройство для выравнивания рельсов можно снять.

 

 

9. Шлифовка

—После завершения резки можно сразу же приступить к горячей полировке. Сила измельчения не может быть слишком большой. После завершения горячего шлифования значение дугообразования должно быть больше, чем указанное значение 1-1,5 мм, чтобы предотвратить низкие швы после охлаждения.

—Холодное шлифование начнется после того, как температура стыка остынет до температуры окружающей среды, во время процесса шлифования плоскостность следует проверять несколько раз, чтобы предотвратить превышение стандарта плоскостности головки рельса.

 

 

10. Очистка после сварки

— очистка отходов, стального лома, песчаной формы и т. д. Категорически запрещается выбрасывать на стрелке или вдоль железной дороги, это легко приводит к несчастным случаям.

— Если температура рельса ниже 15 ℃, сварочную головку следует держать в тепле в течение 10 минут после сварки.

— после сварки закончен, когда температура стыка выше 300 °C, выпускать поезд категорически запрещается.

—Правильно заполните протокол сварки.

 

Комплекты для сварки | Термит Австралия

---

Процесс сварки рельсов Thermit® зарекомендовал себя как эффективное, действенное и надежное средство сварки на месте на протяжении многих десятилетий. практически со всеми железными дорогами мира. Он заработал эту репутацию, постоянно адаптируясь к меняющимся обстоятельствам и увеличивая требования к более высоким стандартам. Компания Thermit® Australia предлагает несколько вариантов сварки, подходящих для любых задач и бюджетов.

СкВ Элита

СкВ Элита

• Новейший процесс сварки Thermit® с одобрением типа в соответствии с требованиями AS1085.20 или EN14730-1
• Доступен с одноразовым тиглем – евротиглем «консервная банка» или песочным тиглем Enviro
• Подходит для рельсовых профилей от AS41 до AS60 различных марок, включая простой углерод, закалку головки, 370CrHT и 400HT
• Замазка для быстрой и надежной герметизации форм
• Предлагается с системой форм из 2 или 3 частей в соответствии с предпочтениями сварщиков, обеспечивающими более высокую производительность сварки
• Легкая конструкция и удобное оборудование позволяют быстро настроить
• Аккредитация, специализированное обучение и техническая поддержка от Thermit® Australia

Ступенчатая сварка

Шаг сварка

Подходит для сварки несоответствующих (неравномерная высота рельса из-за износа рельса) рельса

• Доступны различные размеры ступенчатых сварных швов для покрытия ряда несоответствующих рельсов
• В настоящее время доступно для рельсов AS47, AS50, AS53 и AS60
• Требуется минимальное обучение, если сварщики имеют действующий билет Thermit® для Elite Welding Process
• Экономьте деньги, уменьшите количество дефектов и повысьте производительность при соединении несоответствующих рельсов
• Экономически эффективен, так как в процессе Step Weld используется то же оборудование для предварительного нагрева и сварки, что и в процессе Thermit® Elite
Ступенчатая сварка
• экономит время сварщика и обеспечивает более высокое качество сварки при сварке несоответствующих рельсов
• Обучение и техническая поддержка от Thermit® Australia

Сварные швы

• Эффективное решение для соединения разнородных профилей рельсов между собой
• Доступен для различных процессов сварки (SmW-F, SkV-F, SkV-Elite)
Сварные швы
• SkV-Elite испытаны на соответствие требованиям AS1085. 20
• Соединения СкВ-Элит рассчитаны на использование стандартного технологического оборудования СкВ-Элит, что снижает потребность в дополнительном оборудовании и материалы
• Аккредитация, обучение по переходу на технологический процесс и техническая поддержка от Thermit® Australia

SkV-L (сварка с широким зазором)

• Быстрый и эффективный метод сварки для соединения рельсов с зазором от 50 до 80 мм
• Сварной шов позволяет легко удалить:
  — Дефекты стыковых или алюминотермических сварных швов
  — Прогары или трещины колес в пределах допуска
  — Сварные швы Sound Thermit® для облегчения замены стандартных стрелочных переводов и т. д.
  — Существующие зазоры в рельсе, которые невозможно быстро закрыть, избегая необходимости в закрывающем рельсе
• Аккредитация, специализированное обучение и техническая поддержка от Thermit® Australia

Euro Crucible

Загрузка носителя не найдена.

Горнило Евро

• Одноразовый тигель в прочном стальном корпусе
• Подходит для использования с крановым рельсом, рифленым рельсом и процессом сварки SkV-Elite
• Подъемная ручка для удобства использования и безопасности оператора
• Можно использовать отдельную систему фильтрации для уменьшения дыма и твердых частиц
• Использует стандартное оборудование и расходные материалы SkV-Elite, что снижает стоимость
• Стальной сосуд можно использовать для удаления шлака и других отходов после сварки

Тигель Enviro

Горнило Энвиро

• Экологически чистый одноразовый тигель
• Тигель ломается после использования и может быть закопан на месте (если это разрешено правилами)
• Эргономичный дизайн с двумя подъемными ручками для простоты использования и безопасности оператора
• Двойная наперстковая система врезки с основным и запасным портами для обеспечения безошибочного разлива
• Совместим со сварочным процессом SkV-Elite
• Использует стандартное оборудование и расходные материалы SkV-Elite, что снижает стоимость

Сварка рельсов крана

кран Железная дорога

• Сварка обеспечивает высокую прочность и большую устойчивость полностью загруженных кранов, минимизирует шум и вибрацию, а также снижает износ колес и рельсов. конец тесто
• Термитная сварка крановых рельсов обеспечивает превосходное соединение за меньшее время, чем традиционные методы сварки
• Широкий выбор расходных материалов для сварки различных профилей и марок крановых рельсов
• Все виды сварки крановых рельсов поставляются с использованием одноразового тигля для простоты использования
• Оловянный тигель можно использовать как бункер для горячих работ, позволяющий эффективно удалять материалы с рабочей площадки
• Аккредитация, специализированное обучение и техническая поддержка от Thermit® Australia

HPW (высокопроизводительная сварка)

HPW (высокопроизводительная сварка)

• Избирательное и контролируемое легирование головки рельса для обеспечения оптимальной твердости на рабочей поверхности при сохранении максимального пластичность и прочность стопы
• Процесс сварки подходит для большегрузных перевозок и сварки рельсов с закалкой в ​​головке, рельсов всех марок и профилей
• Специальная заглушка с легирующими элементами для рельсов с закалкой в ​​головке (R350HT, R370HT или R400HT)
• Требуется только одна марка материала Thermit® с требуемой твердостью, достигаемой за счет использования различных плунжеров HPW
• Аккредитация, специализированное обучение и техническая поддержка от Thermit® Australia

HRW (сварной шов для ремонта головки)

HRW (сварка головки)

• Полный процесс занимает менее 45 минут
• Нейтральная температура рельса не изменяется
• Требуется минимальное обучение, если сварщики имеют действующий билет Thermit® для Elite Welding Process
• Ассортимент размеров формы подходит для большинства профилей австралийских рельсов и классов прочности
• Является экономичным решением для дефектов головки Common Rail, таких как проседания, ранние поперечные дефекты и прожоги колес
• Аккредитация, специализированное обучение и техническая поддержка от Thermit® Australia

---

Вы заинтересованы в нашем ассортименте товаров и услуг или у вас есть вопросы? Пожалуйста свяжитесь с нами. Мы будем рады помочь вам.

Свяжитесь с нами Свяжитесь с нами

Термитная сварка рельсов (8-этапный процесс с изображениями)

10 мая 2022 г. от Admin

Что такое термитная сварка?
Определение: Термитная сварка (также известная как экзотермическая сварка или экзотермическая сварка) представляет собой процесс сварки плавлением, при котором соединение металлов происходит с помощью перегретого расплавленного металла и шлака, образующегося в результате химической реакции между алюминием. и оксид металла.

В процессе термитной сварки давление может применяться или не применяться в зависимости от области применения.

Тепло, выделяемое в процессе термитной сварки, возникает только из-за экзотермической реакции между алюминием и оксидом металла. Во время процесса не применяется внешнее тепло или ток.

Процесс термитной сварки обычно используется для сварки рельсов. Следовательно, этот процесс также называют термитной сваркой рельсов.

Принцип термитной сварки

Принцип термитной сварки основан на термитной реакции.

Химическая реакция (термитная реакция) происходит между оксидом металла (обычно используется оксид железа) и алюминием, и в результате этой термитной реакции выделяется большое количество тепла.

Это тепло колеблется от 3000 °C до 4800 °C, что достаточно для расплавления металла.

Эта экстремальная температура расплавляет оксид металла, а также основной металл, и, наконец, при затвердевании образуется сварное соединение.

Термитная сварка рельсов (8 шагов)

Процесс термитной сварки рельсов может выполняться в 8 этапов, как указано ниже.

• Шаг 1: Очистка соединений
• Шаг 2: Установка железнодорожного зазора
• Шаг 3: Выровняйте рельсы и настройки. Шаг 5: Предварительный нагрев формы
• Шаг 6: Поджигание термитной смеси
• Открытие формы 0427
• Шаг 8: Окончательная обработка формы

Шаг 1: Очистка стыков

Прежде всего, металлические поверхности (или поверхности рельсов), которые необходимо очистить идеальный прочный шов.

Поверхности можно очищать, нагревая их кислородно-ацетиленовой горелкой.

Частицы пыли, масло, жир, оксиды, окалина и т. д. должны быть удалены в процессе очистки.

Шаг 2: Установите зазор между направляющими

Рельсовые пути выровнены так, что их оси совпадают.

Зазоры необходимы между двумя рельсами, чтобы обеспечить надлежащую однородную сварку между двумя рельсами.

Обычно между двумя рейками делается зазор 25 мм. Для получения дополнительной информации о зазорах между рейками посетите таблицу из этой статьи.

Шаг 3: Выровняйте рельс и установите зажимы и пресс-форму

При выравнивании рельсов необходимо следить за четырьмя важными выравниваниями.

• Выравнивание по вертикали
• Выравнивание по горизонтали
• Выравнивание по вращению
• Расстояние между рельсами

После этого шага зажимы (или формовочные башмаки) прикрепляются к стыкам рельсов.

Шлаковая чаша крепится к башмакам кристаллизатора, собирая переливающийся шлак и расплавленный металл в процессе термитной сварки железных дорог.

Этап 4: Подготовка термитной смеси в тигле

Термитная смесь заливается в тигельную печь или реакционный сосуд.

Этот тигель или реакционный сосуд имеет коническую форму и содержит облицовку из магнезиальной смолы.

Наружная поверхность тигельной печи изготовлена ​​из листовой стали.

Этап 5: Предварительный нагрев формы

При термитной сварке предварительный нагрев формы выполняется по следующим причинам.

• Для доведения части рельса до желаемой температуры, чтобы предотвратить охлаждение расплавленного металла на поверхности рельсов.
• Полная сушка формы, в противном случае окончательный сварной шов может содержать примеси или пористость, которые ослабляют сварной шов.
• Для плавления и удаления примесей, присутствующих в форме.

Существуют различные методы предварительного нагрева пресс-формы. Горелка специально разработана для сжигания пропана, природного газа или бензина.

Этап 6: Подожгите термитную смесь

Чтобы поджечь термитную смесь, ее контактируют с раскаленным стержнем.

Это воспламенение запускает реакцию и высвобождает большое количество тепла, которое расплавляет термитную смесь.

Этот расплавленный металл пропускают между рельсовыми зазорами.

Избыток расплавленного металла выходит и собирается в чаше для шлака.

Из-за высокой температуры расплавленного металла плавятся кромки рельсов и происходит сварка плавлением.

Шаг 7: Открытие формы

После получения прочного однородного сплава за счет термитной сварки форму открывают и молотком или любым другим инструментом удаляют лишнюю часть металла.

Этап 8: Финишная обработка сварного шва

Сварным швам рельсов окончательно придается чистовая поверхность путем шлифовки или механической обработки.

Резак также используется для удаления лишнего металла или резки ворот или стояков.

Уравнения для термитной сварки

Ниже приведены химические уравнения для термитной сварки.

3FE ₃ O ₄ + 8AL-> 9FE + 4AL ₂ O ₃ + 2O ₃ (3088 ° C) 719.3 KCAL

FE ₂ 3 _{63330633333063333306330630630633130 3} 3130 ​​3 3130 ​​3 3130 ​​3 3130 ​​3 3130 ​​3 3130 ​​3 3130 ​​3 3130 ​​3 3130 ​​3 3130 ​​3 331330 3 ₂ .