RU192155U1

RU192155U1 - CASTING FORM FOR ALUMINUM THERMAL WELDING OF RAILS

Info

Publication number: RU192155U1
Application number: RU2019107876U
Authority: RU
Inventors: Сергей Владимирович Пасько; Валерий Александрович Иванов
Original assignee: Ооо "Алтс-Сибирь"
Priority date: 2019-03-19
Filing date: 2019-03-19
Publication date: 2019-09-05

Abstract

Литейная форма предназначена для алюминотермитной сварки и может быть использована при алюминотермитной сварке различных рельсов при их укладке в бесстыковой путь, в том числе и при переустройстве рельсового пути из стыкового в бесстыковой. Предлагаемая литейная форма позволяет значительно повысить качество выполняемого сварного шва, а, следовательно, его прочность.Литейная форма для алюминотермитной сварки рельсов, включающая две полуформы с литьевым мостиком в верхней части, образующие сварочную полость для размещения свариваемых рельсов, выполненные по крайней мере в одной из полуформ по крайней мере один боковой канал, сообщающий пространство над литьевым мостиком с нижней частью сварочной полости, и по крайней мере один дополнительный средний канал, сообщающий боковой канал со средней частью сварочной полости в области головок рельсов, при этом литьевой мостик выполнен с возможностью его вытеснения в пространство над местом его установки после заполнения сварочной полости расплавленным металлом, со стороны сварочной полости каждая литейная полуформа в средней части выполнена с приливами для обеспечения ее без зазорного контакта с поверхностью рельса по его нижней грани головки и верхней грани наклонной поверхности подошвы с перекрытием соответствующих радиусов скругления пазухи рельса и одним отливом в средней части пазухи рельса, выполненнным повторяющим форму поверхности стандартной рельсовой накладки со стороны рельса, а литьевой мостик дополнительно снабжен опорным ригелем, при этом его размещение в сварочной полости выполнено с технологическим зазором, компенсирующим его температурное расширение.Предложенное исполнение литьевого мостика позволяет обеспечить бездефектное формирования сварного шва, что подтверждают результаты дефектоскопии. А за счет увеличения поперечного сечения рельса в сварном шве в сравнении с прототипом на 12-15% возрастает величина воспринимаемой поперечной силы при испытании сварного шва на излом. Кроме того, форма отливов, выполненных повторяющими форму поверхности стандартной рельсовой накладки со стороны рельса, позволяет в особо тяжелых условиях эксплуатации рельсового пути, выполненного данным видом сварки, установить элемент усиления соединения в виде стандартной рельсовой накладки без дополнительной механической обработки поверхностей пазухи рельса и самой накладки.The mold is designed for aluminothermic welding and can be used in aluminothermic welding of various rails when laying them in a weld-free path, including the conversion of a rail from a butt to a weldless one. The proposed casting mold can significantly improve the quality of the weld, and, consequently, its strength. The casting mold for aluminothermic welding of rails, including two half-molds with a casting bridge in the upper part, forming a welding cavity for accommodating the welded rails, made in at least one of a half-mold, at least one lateral channel communicating the space above the casting bridge with the lower part of the welding cavity, and at least one additional middle channel communicating sideways a channel with the middle part of the welding cavity in the region of the rail heads, while the casting bridge is made with the possibility of its displacement into the space above the installation site after filling the welding cavity with molten metal, from the side of the welding cavity, each casting half-mold in the middle part is made with tides to ensure it without gap contact with the surface of the rail along its lower edge of the head and the upper edge of the inclined surface of the sole with overlapping respective radii of curvature of the sinus of the rail and one by casting in the middle part of the sinus of the rail, repeating the shape of the surface of a standard rail lining on the side of the rail, and the casting bridge is additionally equipped with a supporting bolt, while its placement in the welding cavity is made with a technological gap compensating for its thermal expansion. weld formation, which is confirmed by the results of flaw detection. And due to the increase in the cross section of the rail in the weld in comparison with the prototype, the perceived transverse force increases when testing the weld for kink by 12-15%. In addition, the shape of the ebbs made following the shape of the surface of the standard rail lining on the side of the rail allows the installation of a reinforcing element in the form of a standard rail lining without additional mechanical processing of the surfaces of the sinus rail and the lining itself under especially severe operating conditions of the rail track made by this type of welding. .

Description

Литейная форма предназначена для алюминотермитной сварки и может быть использована при алюминотермитной сварке различных рельсов при их укладке в бесстыковой путь, в том числе и при переустройстве рельсового пути из стыкового в бесстыковой. Предлагаемая литейная форма позволяет значительно повысить качество выполняемого сварного шва, а, следовательно, его прочность.The mold is designed for aluminothermic welding and can be used in aluminothermic welding of various rails when laying them in a weld-free path, including the conversion of a rail from a butt to a weldless one. The proposed casting mold can significantly improve the quality of the weld, and, therefore, its strength.

Известна литейная форма для алюминотермитной сварки, включающая две полуформы с литьевым мостиком в верхней части, образующие сварочную полость для размещения концов свариваемых рельсов, заполняемую расплавленным металлом, выполненные, по крайней мере, в одной из полуформ, по крайней мере, один боковой канал, сообщающий пространство над литьевым мостиком с нижней частью сварочной полости, по крайней мере, один дополнительный средний канал, сообщающий боковой канал со средней частью сварочной полости в области головок рельсов, и, по крайней мере, один дополнительный верхний канал, сообщающий боковой канал с верхней частью сварочной полости над головками рельсов (см. RU 2116875, B23K 23/00, 1998).A known mold for aluminothermic welding, comprising two half-molds with a casting bridge in the upper part, forming a welding cavity for accommodating the ends of the welded rails, filled with molten metal, made in at least one of the half-molds, at least one side channel communicating the space above the injection bridge with the lower part of the welding cavity, at least one additional middle channel communicating the side channel with the middle part of the welding cavity in the region of the rail heads, and at the edge it least one further upper passage communicating the side channel to the upper portion of the welding head space above the rails (see. RU 2116875, B23K 23/00, 1998).

Недостатком данной литейной формы является высокая вероятность образование раковин на поверхности сварного шва ввиду того, что в процессе заливки в литейную форму при достижении расплавленным металлом верхней части сварочной полости дополнительный верхний канал литейной формы перекрывается заливаемым расплавленным металлом, так как он расположен значительно ниже литьевого мостика. Это выравнивает давление жидкого металла в сварочной полости и боковом канале, что ведет к прекращению заполнения верхней части сварочной полости. Кроме того, механическое перекрытие дополнительного верхнего канала расплавленным металлом препятствует выходу газов из верхней части сварочной полости, а это делает возможным образование раковин на поверхности сварного шва.The disadvantage of this casting mold is the high likelihood of the formation of shells on the surface of the weld due to the fact that during casting into the mold, when the molten metal reaches the upper part of the welding cavity, the additional upper mold channel is blocked by the molten metal being poured, since it is located much lower than the casting bridge. This equalizes the pressure of the molten metal in the welding cavity and the side channel, which leads to the termination of the filling of the upper part of the welding cavity. In addition, the mechanical closure of the additional upper channel by molten metal prevents the escape of gases from the upper part of the welding cavity, and this makes it possible to form shells on the surface of the weld.

Известна литейная форма для алюминотермитной сварки рельсов, включающая две полуформы с литьевым мостиком в верхней части, образующие сварочную полость для размещения концов свариваемых рельсов, заполняемую расплавленным металлом, при этом, по крайней мере, в одной из полуформ выполнены, по крайней мере, один боковой канал, сообщающий пространство над литьевым мостиком с нижней частью сварочной полости, по крайней мере, один средний канал, сообщающий боковой канал со средней частью сварочной полости в области головок рельсов, и, по крайней мере, один верхний канал, сообщающий боковой канал с верхней частью сварочной полости над головками рельсов, по крайней мере, одна из полуформ выполнена расширенной с образованием внутренней сварочной полости в средней и верхней ее частях шириной не менее протяженности примыкающей к сварному шву дефектной зоны поверхности катания головки рельса, с возможностью наплавки упомянутой зоны термитным металлом одновременно со сваркой концов рельсов. Литьевой мостик в сечениях, перпендикулярных или параллельных оси рельсов, выполнен в виде трапеции, сужающейся книзу, а в месте установки литьевого мостика полуформы внутри имеют фаски с наклоном к головке рельса под углом, равным углу наклона боковых сторон трапеции. Литьевой мостик выполнен с возможностью вытеснения расплавленным металлом в пространство над местом его установки после заполнения сварочной полости расплавленным металлом (см. RU 2559388, B23K 23/00, B23K 101/26, E01B 11/52, 2012).A known mold for aluminothermic welding of rails, comprising two half-molds with a casting bridge in the upper part, forming a welding cavity to accommodate the ends of the welded rails, filled with molten metal, with at least one side made in at least one half-mold a channel communicating the space above the injection bridge with the lower part of the welding cavity, at least one middle channel communicating the side channel with the middle part of the welding cavity in the region of the rail heads, and, at the extreme at least one upper channel communicating a side channel with the upper part of the welding cavity above the rail heads, at least one of the half-shapes is expanded to form an internal welding cavity in its middle and upper parts with a width not less than the length of the surface defect adjacent to the weld rolling of the rail head, with the possibility of surfacing the said zone with termite metal simultaneously with welding of the ends of the rails. The injection bridge in sections perpendicular or parallel to the axis of the rails is made in the form of a trapezoid, tapering downwards, and at the place of installation of the injection bridge, the half-molds inside have chamfers with an inclination to the rail head at an angle equal to the angle of inclination of the sides of the trapezoid. The injection bridge is made with the possibility of displacement by molten metal into the space above its installation after filling the welding cavity with molten metal (see RU 2559388, B23K 23/00, B23K 101/26, E01B 11/52, 2012).

В данной литейной форме литьевой мостик, выполненный с возможностью вытеснения расплавленным металлом в пространство над местом его установки после заполнения сварочной полости расплавленным металлом должен устранить вышеозначенную проблему, однако, высокие температуры, при которых происходит алюминотермитная сварка, приводят к значительному температурному расширению материалов применяемых для изготовления литейного мостика. Это приводит к заклиниванию последнего в литейной форме, то есть, он не выполняет возложенной на него функции. Таким образом, недостатком данной литейной формы также является высокая вероятность образование раковин на поверхности сварного шва, как и в приведенном ранее патенте.In this casting mold, the casting bridge, made with the possibility of displacement by molten metal into the space above the place of its installation after filling the welding cavity with molten metal, should solve the above problem, however, the high temperatures at which aluminothermic welding occurs, lead to a significant thermal expansion of the materials used for manufacturing foundry bridge. This leads to jamming of the latter in the mold, that is, it does not fulfill the function assigned to it. Thus, the disadvantage of this mold is also a high probability of the formation of shells on the surface of the weld, as in the previous patent.

Наиболее близкой к заявляемой является литейная форма для алюминотермитной сварки рельсов, включающая две полуформы с литьевым мостиком в верхней части, образующие сварочную полость для размещения свариваемых рельсов, выполненные по крайней мере в одной из полуформ по крайней мере один боковой канал, сообщающий пространство над литьевым мостиком с нижней частью сварочной полости, и по крайней мере один дополнительный средний канал, сообщающий боковой канал со средней частью сварочной полости в области головок рельсов (патент ФРГ N 1239915, B23K 23/00, 1967).Closest to the claimed one is a casting mold for aluminothermic welding of rails, including two half-molds with a casting bridge in the upper part, forming a welding cavity for placing welded rails, made in at least one side channel with at least one side channel communicating the space above the casting bridge with the lower part of the welding cavity, and at least one additional middle channel communicating the side channel with the middle part of the welding cavity in the region of the rail heads (German patent N 1239915, B23K 23/00, 1967).

Недостатком данной литейной формы является высокая вероятность образование раковин на поверхности сварного шва ввиду того, что в процессе заливки в литейную форму при достижении расплавленным металлом верхней части сварочной полости дополнительный средний канал литейной формы перекрывается заливаемым расплавленным металлом, так как он расположен значительно ниже литьевого мостика. Это выравнивает давление жидкого металла в сварочной полости и боковом канале, что ведет к снижению скорости заполнения верхней части сварочной полости, так как создается встречный подпор газов и шлаков из верхней части сварочной полости, а это делает возможным образование раковин на поверхности сварного шва.The disadvantage of this mold is the high likelihood of the formation of shells on the surface of the weld because in the process of pouring into the mold when the molten metal reaches the upper part of the welding cavity, the additional middle channel of the mold is blocked by the molten metal being poured, since it is located much lower than the cast bridge. This equalizes the pressure of the molten metal in the welding cavity and the side channel, which leads to a decrease in the filling rate of the upper part of the welding cavity, since an oncoming back-up of gases and slags from the upper part of the welding cavity is created, and this makes it possible to form shells on the surface of the weld.

Кроме того, всем вышеуказанные литейные формы обладают одним недостатком, а именно, прочностные характеристики качественного сварного шва, получаемые при алюминотермитной сварке несколько ниже, чем у металла самого свариваемого рельса. Это определятся применяемой в каждом конкретном случае алюминотермитной смесью, которая уже готова к применению от завода изготовителя. Поэтому разрушение плетей бесстыкового пути выполненного данным способом сварки происходит, как правило, по сварным стыкам.In addition, all of the above casting molds have one drawback, namely, the strength characteristics of a high-quality weld obtained during aluminothermic welding are slightly lower than that of the metal of the rail being welded. This will be determined by the aluminothermic mixture used in each case, which is already ready for use from the manufacturer. Therefore, the destruction of the lashes of the jointless path performed by this welding method occurs, as a rule, along the welded joints.

Технической задачей данного технического решения является увеличение прочностных характеристик получаемого сварного соединения при одновременном устранении дефектов внутри сварного шва и на его поверхности.The technical task of this technical solution is to increase the strength characteristics of the resulting welded joint while eliminating defects inside the weld and on its surface.

Поставленная задача достигается тем, что литейная форма для алюминотермитной сварки рельсов, включающая две полуформы с литьевым мостиком в верхней части, образующие сварочную полость для размещения свариваемых рельсов, выполненные по крайней мере в одной из полуформ, по крайней мере один боковой канал, сообщающий пространство над литьевым мостиком с нижней частью сварочной полости, и по крайней мере один дополнительный средний канал, сообщающий боковой канал со средней частью сварочной полости в области головок рельсов, при этом литьевой мостик выполнен с возможностью его вытеснения в пространство над местом его установки после заполнения сварочной полости расплавленным металлом при этом со стороны сварочной полости каждая литейная полуформа в средней части выполнена с приливами, для обеспечения ее без зазорного контакта с поверхностью рельса по его нижней грани головки и верхней грани наклонной поверхности подошвы с перекрытием соответствующих радиусов скругления пазухи рельса, и, одним отливом в средней части пазухи рельса, а литьевой мостик дополнительно снабжен опорным ригелем, при этом его размещение в сварочной полости выполнено с технологическим зазором, компенсирующим его температурное расширение, при том, что отлив со стороны сварочной полости на каждой литейной полуформе выполнен повторяющим форму поверхности стандартной рельсовой накладки со стороны рельса.This object is achieved in that the casting mold for aluminothermic welding of rails, including two half-molds with a casting bridge in the upper part, forming a welding cavity for placement of the welded rails, made in at least one of the half-molds, at least one side channel communicating the space above a casting bridge with the lower part of the welding cavity, and at least one additional middle channel communicating the side channel with the middle part of the welding cavity in the region of the rail heads, while casting the howling bridge is made with the possibility of its displacement into the space above the place of its installation after filling the welding cavity with molten metal, and from the side of the welding cavity, each casting half-mold in the middle part is made with tides to ensure it without gap contact with the rail surface along its lower face of the head and the upper face of the inclined surface of the sole with the overlapping of the respective radii of curvature of the sinus of the rail, and, at one tint in the middle of the sinus of the rail, and the injection bridge is additionally equipped with ene bearing bolt, thus placing it in the cavity welding performed with technological gap compensating its thermal expansion, despite the fact that outflow from the welding chamber on each casting mold half made repeating surface shape standard rail pads from the rail.

На фиг. 1 изображена литейная форма, продольный разрез.In FIG. 1 shows a mold, a longitudinal section.

Литейная форма для алюминотермитной сварки рельсов состоит из двух полуформ 1 и 2 с литьевым мостиком 3 в верхней части. Полуформы 1 и 2 и литьевой мостик 3 образуют между собой сварочную полость 4, в которой размещаются свариваемые рельсы. По крайней мере в одной или в каждой полуформе 1 и 2 выполнен по крайней мере один боковой канал 5 сообщающий пространство 6 над литьевым мостиком 3 с нижней частью 7 сварочной полости 4. В средней части 8 литейной формы по крайней мере в одной или в каждой полуформе 1 и 2 выполнен по крайней мере один дополнительный средний канал 9, который сообщает боковой канал 5 со средней частью сварочной полости 4 в области головок 10 рельсов. На одной из полуформ 1 или 2 установлен ковш для приема шлаков и литейный желоб, который сообщающий пространство 6 над литьевым мостиком 3 с ковшом для приема шлаков (на схеме не показаны). В обеих полуформах 1 и 2 в средней части 8 выполнены приливы 11, обеспечивающие без зазорный контакт внутренней поверхности полуформ с поверхностью рельса по его нижней грани головки 10 и верхней грани наклонной поверхности подошвы 12 с перекрытием соответствующих радиусов скругления пазух рельса в его средней части 13, и, отливы 14 в средней части 13 пазухи рельса увеличивающие поперечное сечение сварочного шва в шейке рельса. Форма отливов 14 выполнены повторяющими форму поверхности стандартной рельсовой накладки со стороны рельса. Литьевой мостик 3 в его верхней части дополнительно снабжен опорным ригелем 15, который препятствует смещению литьевого мостика 3 в сварочную полость 4 в процессе заливки расплавленного металла внутрь литейной формы, так как его основное тело выполнено с технологическим зазором 16 по отношению к литейной форме, то есть меньших размеров, чем перекрываемое им отверстие в верхней части сварочной полости 4. Технологический зазор 16 или разница в геометрических размерах литьевого мостика 3 и отверстия в верхней части сварочной полости 4 определяется из параметров температурного расширения применяемых материалов.The mold for aluminothermic welding of rails consists of two half-molds 1 and 2 with a casting bridge 3 in the upper part. The half-molds 1 and 2 and the casting bridge 3 form a welding cavity 4 between themselves, in which the welded rails are placed. At least one or each half mold 1 and 2 has at least one lateral channel 5 communicating a space 6 above the casting bridge 3 with the lower part 7 of the welding cavity 4. In the middle part 8 of the mold, at least one or in each half mold 1 and 2, at least one additional middle channel 9 is made, which communicates the side channel 5 with the middle part of the welding cavity 4 in the region of the rail heads 10. On one of the half-molds 1 or 2, a bucket for receiving slags and a casting chute are installed, which communicates the space 6 above the casting bridge 3 with a bucket for receiving slags (not shown in the diagram). Tides 11 are made in both half-molds 1 and 2 in the middle part 8, which ensure that the inner surface of the half-molds does not have a gap contact with the rail surface along its lower edge of the head 10 and the upper edge of the inclined surface of the sole 12 with overlapping corresponding radiuses of the sinuses of the rail in its middle part 13, and, ebbs 14 in the middle part 13 of the sinus of the rail increasing the cross section of the weld in the neck of the rail. The shape of the ebbs 14 is made repeating the surface shape of a standard rail lining on the side of the rail. The casting bridge 3 in its upper part is additionally equipped with a support bolt 15, which prevents the casting bridge 3 from being displaced into the welding cavity 4 during the pouring of molten metal inside the mold, since its main body is made with technological gap 16 with respect to the mold, i.e. smaller than the hole they block in the upper part of the welding cavity 4. The technological gap 16 or the difference in the geometric dimensions of the casting bridge 3 and the holes in the upper part of the welding cavity 4 is determined Xia parameters of thermal expansion of the materials used.

Процесс алюминотермитной сварки с использованием патентуемой литейной формы осуществляется следующим образом.The process of aluminothermic welding using a patented mold is as follows.

После установки концов рельсов на одном уровне с образованием сварного зазора на них в зоне сварного зазора устанавливаются две полу формы 1 и 2. Сверху полу формы 1 и 2 перекрывают литьевым мостиком 3, тем самым образуя сварочную полость 4. На одной из полуформ, например, на полуформе 2, монтируется ковш для приема шлаков. Место контакта с концами рельсов уплотняют формовочным материалом. После этого осуществляют предварительный нагрев концов рельсов, литьевого мостика 3 и полуформ 1 и 2. Нагрев осуществляют до 800-1000°C. Для рельса Р-65 продолжительность нагрева составляет 7 мин. За одну минуту до конца нагрева рельсов и полуформ 1 и 2 нагревают литьевой мостик 3, после чего его устанавливают в полуформы 1 и 2 и выпускают на литьевой мостик 3 расплавленный сварной металл из специального тигля (на схеме не показан). Далее расплавленный металл стекает по боковому каналу 5 в нижнюю часть 7 сварочной полости 4 и поднимается по сварочной полости 4 и, следовательно, по зазору между концами рельсов, при этом образовавшиеся шлаки, попавшие вместе с расплавленным сварным металлом на литьевой мостик 3, отводятся через литейный желоб в ковш для приема шлаков. После заполнения расплавленным сварочным металлом нижней части 7 сварочной полости 4 до уровня средней части 8 литейной формы, расплавленный металл вытекает из сварочного зазора в полость, образованную отливом 14, производится отливка уширения поперечного сечения шейки рельса. После заполнения полости отлива 14 расплавленный металл продолжает подниматься по сварочному шву вверх, заполняя сварочную полость 4, до выхода в нее дополнительного среднего канала 9 более горячая порция расплавленного металла начинает заполнять сварочную полость 4, циркулируя из бокового канала 5 уже через дополнительный средний канал 9 и далее вверх. Таким образом происходит заполнение расплавленным сварочным металлом средней части сварочной полости 4 от уровня под головками 10 рельсов и до верхней части сварочной полости 4 над головками 10 рельсов. Так как последние порции расплавленного сварного металла являются самыми разогретыми (обладают наибольшей температурой), то после заливки их в пространство над головками 10 рельсов происходит дополнительный нагрев головок 10 и находящегося в сварочном зазоре расплавленного сварного металла, в процессе подогрева головок 10 рельсов одновременно участвует горячий металл, заполнивший отливы 14. Дальнейшее заполнение верхней (прибыльной) части сварочной полости 4 сопровождается активным кипением расплавленного металла с выделением большого количества газов. Это приводит к созданию подпора расплавленного металла и газов под литьевым мостиком 3, который будучи в состоянии свободного опирания, т. е. без заклинивания в отверстии литейной формы, это состояние обеспечивается технологическим зазором 15, приподнимается или всплывает, открывая верхнюю часть сварочной полости. При этом из прибыльной части сварочной полости 4 в пространство 6 над литьевым мостиком выходят газы и избыточный объем металла, который к тому же обладает более низкой плотностью по отношению к основному металлу сварного шва.After the ends of the rails are installed at the same level with the formation of a weld gap, two half-molds 1 and 2 are installed on them in the weld-gap zone. On top of the floor, the molds 1 and 2 are covered with an injection bridge 3, thereby forming a welding cavity 4. On one of the half-molds, for example on the half-mold 2, a bucket for receiving slag is mounted. The contact point with the ends of the rails is sealed with molding material. After that, pre-heating of the ends of the rails, injection bridge 3 and half-molds 1 and 2 is carried out. Heating is carried out to 800-1000 ° C. For the R-65 rail, the heating time is 7 minutes. One minute before the end of the heating of the rails and half-molds 1 and 2, the casting bridge 3 is heated, then it is installed in the half-molds 1 and 2 and molten welded metal is released from the special crucible onto the casting bridge 3 (not shown in the diagram). Next, the molten metal flows along the side channel 5 into the lower part 7 of the welding cavity 4 and rises along the welding cavity 4 and, therefore, along the gap between the ends of the rails, while the resulting slag, which got together with the molten welded metal on the casting bridge 3, is discharged through the casting gutter in a ladle for receiving slag. After filling in the lower part 7 of the welding cavity 4 with molten welding metal to the level of the middle part 8 of the mold, the molten metal flows from the welding gap into the cavity formed by casting 14, and the broadening of the cross section of the rail neck is cast. After filling the tide cavity 14, the molten metal continues to rise up the weld, filling the welding cavity 4, until an additional middle channel 9 enters it, a hotter portion of the molten metal begins to fill the welding cavity 4, circulating from the side channel 5 through the additional middle channel 9 and further up. Thus, the middle part of the welding cavity 4 is filled with molten welding metal from the level under the heads of the rails 10 and to the upper part of the welding cavity 4 above the heads of the rails 10. Since the last portions of molten welded metal are the warmest (have the highest temperature), then after they are poured into the space above the heads of 10 rails, the heads 10 and the molten welded metal located in the welding gap are additionally heated, hot metal is simultaneously involved in the process of heating the heads of 10 rails that fills the ebbs 14. Further filling of the upper (profitable) part of the welding cavity 4 is accompanied by active boiling of the molten metal with the release of large amount of gas. This leads to the creation of backwater of molten metal and gases under the casting bridge 3, which, being in a state of free support, i.e., without jamming in the mold hole, this condition is provided by the technological gap 15, rises or pops up, opening the upper part of the welding cavity. At the same time, gases and an excess volume of metal, which also has a lower density with respect to the base metal of the weld, exit from the profitable part of the welding cavity 4 into the space 6 above the injection bridge.

После затвердевания металла сварного шва его прибыльная часть удаляется с головки 10 сваренного рельса обрезным приспособлением (не показано), и затем поверхность сварного шва на головке рельса шлифуют до высоты приблизительно 1 мм над верхом головки рельса, а после полного остывания сварного шва (до температуры окружающей среды) отшлифовывают весь сварной шов на головке рельсы до размера головки рельсы с допуском 0,3 мм. После зачистки сварного шва головки рельса очищают остальную часть сварного шва от остатков материала формы.After the weld metal has solidified, its profitable part is removed from the head 10 of the welded rail with a trimmer (not shown), and then the surface of the weld on the rail head is ground to a height of about 1 mm above the top of the rail head, and after the weld has completely cooled down (to ambient temperature) media) grind the entire weld on the rail head to the size of the rail head with a tolerance of 0.3 mm. After stripping the weld seam of the rail head, the rest of the weld is cleaned of the remnants of the mold material.

Предложенное исполнение литьевого мостика позволяет обеспечить бездефектное формирования сварного шва, что подтверждают результаты дефектоскопии. А за счет увеличения поперечного сечения рельса в сварном шве в сравнении с прототипом на 12-15% возрастает величина воспринимаемой поперечной силы при испытании сварного шва на излом. Кроме того, форма отливов, выполненных повторяющими форму поверхности стандартной рельсовой накладки, со стороны рельса позволяет в особо тяжелых условиях эксплуатации рельсового пути, выполненного данным видом сварки, установить элемент усиления соединения в виде стандартной рельсовой накладки без дополнительной механической обработки поверхностей пазухи рельса и самой накладки.The proposed design of the injection bridge allows for defect-free formation of the weld, which is confirmed by the results of flaw detection. And due to the increase in the cross section of the rail in the weld in comparison with the prototype, the perceived transverse force increases when testing the weld for kink by 12-15%. In addition, the shape of the ebbs made following the shape of the surface of the standard rail lining on the side of the rail makes it possible to install a reinforcing element in the form of a standard rail lining under especially difficult operating conditions of the rail made by this type of welding without additional machining of the surfaces of the rail sinus and the lining itself .

Claims

A casting mold for aluminothermic welding of rails, containing two half-molds with a casting bridge in the upper part, forming a welding cavity for accommodating the welded rails, with a side channel made in the half-mold, communicating the space above the casting bridge with the lower part of the welding cavity, and an additional middle channel communicating the side the channel with the middle part of the welding cavity in the region of the rail heads, the casting bridge is made with the possibility of its displacement into the space above the place of its installation after filling with of the cooking cavity with molten metal, characterized in that, on the side of the welding cavity, each casting half-mold in the middle part is made with tides to ensure its clearance-free contact with the rail surface along the lower edge of its head and the upper edge of the inclined sole surface with overlapping respective radiuses of curvature of the sinus of the rail and reflux in the middle part of the sinus of the rail, while the ebb from the side of the welding cavity on each casting mold is made repeating the shape of the surface of a standard rail subcontroller side rail, and molding the bridge further provided with a support bolt to be positioned in the welding bridge injection cavity with technological gap compensates for thermal expansion.