RU2423212C1 - Method of aluminothermic welding of rails - Google Patents
Method of aluminothermic welding of rails Download PDFInfo
- Publication number
- RU2423212C1 RU2423212C1 RU2009144646/02A RU2009144646A RU2423212C1 RU 2423212 C1 RU2423212 C1 RU 2423212C1 RU 2009144646/02 A RU2009144646/02 A RU 2009144646/02A RU 2009144646 A RU2009144646 A RU 2009144646A RU 2423212 C1 RU2423212 C1 RU 2423212C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rails
- molten metal
- aluminothermic
- heated
- welding
- Prior art date
Links
- 238000003466 welding Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 14
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 25
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 16
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims abstract description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 6
- 230000035939 shock Effects 0.000 claims description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 4
- 238000010327 methods by industry Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 102220504526 Dolichyl-diphosphooligosaccharide-protein glycosyltransferase subunit 4_V23K_mutation Human genes 0.000 description 2
- 239000010953 base metal Substances 0.000 description 2
- 102220479482 Puromycin-sensitive aminopeptidase-like protein_C21D_mutation Human genes 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000003832 thermite Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Machines For Laying And Maintaining Railways (AREA)
- Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области машиностроения, к термитной сварке соединений, а конкретнее к сварке рельсов с использованием алюминотермитной сварки.The invention relates to mechanical engineering, to thermite welding of joints, and more particularly to welding rails using aluminothermic welding.
Известен способ алюминотермитной сварки, заключающийся в выносе на путь металлической воронки, засыпании в нее 4-7 кг особой порошкообразной металлизированной смеси и поджигании ее. Она в расплавленном состоянии заполняет зазор, закрытый своеобразными профилями, предназначенными для наполнения его жидким металлом. После «схватывания» стыка формы снимают и специальным оборудованием срезают грат и шлаковые наплавы расплавленного металла с головки рельсов [Журнал «Путь и путевое хозяйство», №2, 2005, стр.23].A known method of aluminothermic welding, which consists in bringing to the path a metal funnel, pouring 4-7 kg of a special powdery metallized mixture into it and setting it on fire. In the molten state, it fills the gap closed by peculiar profiles designed to fill it with liquid metal. After “seizing” the junction, the molds are removed and the grata and slag deposits of molten metal from the head of the rails are cut off with special equipment [Journal of Path and Track Management, No. 2, 2005, p.23].
Недостатком этого способа является понижение твердости сварного шва по сравнению с твердостью основного металла и образование в сварном шве пор и инородных включений.The disadvantage of this method is the decrease in the hardness of the weld compared to the hardness of the base metal and the formation of pores and foreign inclusions in the weld.
Известен способ алюминотермитной сварки рельсов, при котором устанавливают концы рельсов с образованием между их торцами сварочного зазора, размещают на концах рельсов в зоне сварочного зазора разъемную форму, уплотняют контакт разъемной формы с концами рельсов, устанавливают над формой реакционный тигель, заполненный дозой алюминотермитного состава, нагревают концы рельсов и разъемную форму до температуры в диапазоне (1000-1500)°С, поджигают дозу алюминотермитного состава и разогревают его до образования расплавленного металла, подают из реакционного тигля расплавленный металл в среднюю часть разъемной формы после заполнения ее нижней части, нагревают концы рельсов и залитый в сварочный зазор расплавленный металл до температуры не ниже 800°С в конце подачи расплавленного металла в разъемную форму путем подачи последних порций расплавленного металла в пространство над головками рельсов, выдерживают расплавленный металл до затвердения и образования сварного шва, охлаждают воздушно-водяной смесью с содержанием воды (20-50)% со скоростью охлаждения (7-11)°С/сек до температуры (Мн+100)°С-Мн°С, затем на воздухе и удаляют с головки сваренного рельса грат и шлаковые наплывы (Патент РФ №2349433, МПК: В23К 23/00, В23К 101/26, C21D 9/50. Способ алюминотермитной сварки рельсов, авторов Бондаренко А.А., Маерова Г.Р. и др., опубл. 10.11.2008 г.).A known method of aluminothermic welding of rails, in which the ends of the rails are installed with the formation of a welding gap between their ends, is placed on the ends of the rails in the welding gap zone, a detachable form is sealed, the contact of the detachable form with the ends of the rails is sealed, a reaction crucible filled with a dose of aluminothermic composition is installed on the form, heated the ends of the rails and the demountable form to a temperature in the range of (1000-1500) ° C, ignite the dose of aluminothermic composition and heat it to form molten metal, serves h the reaction crucible the molten metal into the middle part of the split mold after filling its lower part, the ends of the rails and the molten metal cast into the welding gap are heated to a temperature not lower than 800 ° C at the end of the supply of molten metal into the split mold by feeding the last portions of molten metal into the space above rail heads, withstand molten metal until hardening and the formation of a weld, cool with an air-water mixture with a water content of (20-50)% with a cooling rate of (7-11) ° C / s to temperatures (MH + 100) ° C Mn ° C in air and then removed from the head rail welded burr and slag accretions (RF Patent №2349433, IPC: 23/00 V23K, V23K 101/26, C21D 9/50. Method of aluminothermic welding of rails, authors Bondarenko A.A., Mayerova G.R. et al., publ. November 10, 2008).
Недостатком способа является низкая твердость сварного шва, которая уступает твердости основного металла.The disadvantage of this method is the low hardness of the weld, which is inferior to the hardness of the base metal.
Данное техническое решение взято в качестве прототипа.This technical solution is taken as a prototype.
Техническим результатом является повышение твердости в зоне стыка за счет упрочнения прямой ударной волной под углом 90° с давлением 15-28 ГПа.The technical result is to increase the hardness in the joint zone due to hardening by a direct shock wave at an angle of 90 ° with a pressure of 15-28 GPa.
Технический результат достигается тем, что в способе алюминотермитной сварки рельсов, при котором устанавливают концы рельсов с образованием между их торцами сварочного зазора, размещают на концах рельсов в зоне сварочного зазора разъемную форму, уплотняют контакт разъемной формы с концами рельсов, устанавливают над формой реакционный тигель, заполненный дозой алюминотермитного состава, нагревают концы рельсов и разъемную форму до температуры в диапазоне (1000-1500)°С, поджигают дозу алюминотермитного состава и разогревают его до образования расплавленного металла, подают из реакционного тигля расплавленный металл в среднюю часть разъемной формы после заполнения ее нижней части, нагревают концы рельсов и залитый в сварочный зазор расплавленный металл до температуры не ниже 800°С в конце подачи расплавленного металла в разъемную форму путем подачи последних порций расплавленного металла в пространство над головками рельсов, выдерживают расплавленный металл до затвердения и образования сварного шва, охлаждают воздушно-водяной смесью с содержанием воды (20-50)% со скоростью охлаждения (7-11)°С/сек до температуры (Мн+100)°С-Мн°С, после чего на воздухе и удаляют с головки сваренного рельса грат и шлаковые наплывы, а затем производят упрочнение прямой ударной волной под углом 90° с давлением 15-28 ГПа.The technical result is achieved by the fact that in the method of aluminothermic welding of rails, in which the ends of the rails are installed with the formation of a welding gap between their ends, a detachable form is placed at the ends of the rails in the welding gap region, the contact of the detachable form with the ends of the rails is sealed, a reaction crucible is installed over the form, filled with a dose of aluminothermic composition, the ends of the rails and the split mold are heated to a temperature in the range of (1000-1500) ° С, a dose of aluminothermic composition is ignited and heated to form of molten metal, the molten metal is fed from the reaction crucible into the middle part of the demountable mold after filling its lower part, the ends of the rails and the molten metal cast into the welding gap are heated to a temperature of at least 800 ° C at the end of the molten metal supply to the demountable mold by feeding the last portions molten metal into the space above the rail heads, the molten metal is held until hardening and the formation of a weld, cooled with an air-water mixture with a water content of (20-50)% at a speed cooling (7-11) ° C / s to a temperature of (Mn + 100) ° C-Mn ° C, after which, in the air, the burrs and slag flows are removed from the head of the welded rail and then hardened by a direct shock wave at an angle of 90 ° with a pressure of 15-28 GPa.
Все это повышает твердость сварного шва на (10-20) ед. НВ.All this increases the hardness of the weld by (10-20) units. HB.
Результаты испытания сведены в таблицу.The test results are summarized in table.
Пример реализации способаAn example implementation of the method
Например, сваривают рельсы типа Р65 из стали М 76. Перед сваркой торцы рельсов механически обрабатывают. Рельсы совмещают по периметру, нагревают и заливают алюминотермитную смесь. После размещают разъемную форму и реакционный тигель, производят нагрев торцевых концов рельсов и разъемной формы, осуществляют заливку алюминотермитной смеси, производят выдержку до затвердения, где в процессе заливки осуществляют дополнительный нагрев головок торцевых концов рельсов и расплавленного сварного металла. Затем стык охлаждают сначала воздушно-водяной смесью с содержанием воды (20-50)% со скоростью охлаждения (7-11)°С/сек до температуры (Мн+100)°С-Мн°С, после чего на воздухе. Удаляют с головки сваренного рельса грат и шлаковые наплывы. Затем производят упрочнение прямой ударной волной под углом 90° с давлением 15-28 ГПа.For example, rails of type P65 are welded from steel M 76. Before welding, the ends of the rails are machined. The rails are combined along the perimeter, heated and poured aluminothermic mixture. After the split mold and the reaction crucible are placed, the end ends of the rails and the split mold are heated, the aluminothermic mixture is poured, the exposure is held until hardened, where during the pouring process, the heads of the end ends of the rails and the molten welded metal are additionally heated. Then the joint is first cooled with an air-water mixture with a water content of (20-50)% with a cooling rate of (7-11) ° C / s to a temperature of (Mn + 100) ° C-Mn ° C, and then in air. The burrs and slag deposits are removed from the head of the welded rail. Then hardening is performed by a direct shock wave at an angle of 90 ° with a pressure of 15-28 GPa.
Упрочнение прямой ударной волной под углом 90° с давлением 15-28 ГПа обеспечивает создание дислокационной структуры сварного шва с повышенной твердостью.Hardening by a direct shock wave at an angle of 90 ° with a pressure of 15-28 GPa provides the creation of a dislocation structure of a weld with increased hardness.
Предлагаемое техническое решение позволяет повысить твердость в зоне сварного шва на 10-20 ед. НВ, увеличить срок службы сварных стыков рельсов на 10-20%, что соответствует снижению трудозатрат на 1 км содержания пути на 10-15%. Предлагаемый способ повышает износостойкость и долговечность сварных стыков, надежность и безопасность эксплуатации бесстыкового пути и позволяет проводить ремонт рельсов в полевых условиях, что дает значительную экономию материальных затрат.The proposed technical solution allows to increase the hardness in the weld zone by 10-20 units. HB, to increase the service life of welded rail joints by 10-20%, which corresponds to a reduction in labor costs per 1 km of track maintenance by 10-15%. The proposed method improves the wear resistance and durability of welded joints, the reliability and safety of the operation of the welded jointless path and allows for the repair of rails in the field, which gives significant savings in material costs.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009144646/02A RU2423212C1 (en) | 2009-12-01 | 2009-12-01 | Method of aluminothermic welding of rails |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009144646/02A RU2423212C1 (en) | 2009-12-01 | 2009-12-01 | Method of aluminothermic welding of rails |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2423212C1 true RU2423212C1 (en) | 2011-07-10 |
Family
ID=44740191
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009144646/02A RU2423212C1 (en) | 2009-12-01 | 2009-12-01 | Method of aluminothermic welding of rails |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2423212C1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2703297A (en) * | 1951-03-26 | 1955-03-01 | Kelly L Taulbee | Method of hardening manganese steel |
| RU2099463C1 (en) * | 1995-07-18 | 1997-12-20 | Клочков Сергей Валентинович | Welded rail production method |
| RU2159292C1 (en) * | 1999-05-26 | 2000-11-20 | Государственный научно-исследовательский институт машиностроения | Method of hardening of frog core working surfaces and device for its embodiment |
| RU2185266C2 (en) * | 1998-10-07 | 2002-07-20 | Линкольн Глобал, Инк. | Method and system for welding rails of railway roads |
| RU2349433C2 (en) * | 2007-04-26 | 2009-03-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарская государственная академия путей сообщения" (СамГАПС) | Method of aluminothermal welding of rails |
-
2009
- 2009-12-01 RU RU2009144646/02A patent/RU2423212C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2703297A (en) * | 1951-03-26 | 1955-03-01 | Kelly L Taulbee | Method of hardening manganese steel |
| RU2099463C1 (en) * | 1995-07-18 | 1997-12-20 | Клочков Сергей Валентинович | Welded rail production method |
| RU2185266C2 (en) * | 1998-10-07 | 2002-07-20 | Линкольн Глобал, Инк. | Method and system for welding rails of railway roads |
| RU2159292C1 (en) * | 1999-05-26 | 2000-11-20 | Государственный научно-исследовательский институт машиностроения | Method of hardening of frog core working surfaces and device for its embodiment |
| RU2349433C2 (en) * | 2007-04-26 | 2009-03-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарская государственная академия путей сообщения" (СамГАПС) | Method of aluminothermal welding of rails |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI316550B (en) | Method of improving quality and reliability of welded rail joint properties by ultrasonic impact treatment | |
| CN1120071C (en) | Welding method and system for railway steel rail | |
| EP2412472B1 (en) | Device and method for cooling welded rail section | |
| RU2016100168A (en) | STEEL RAIL OF HIGH IMPACT VISCOSITY AND METHOD OF ITS PRODUCTION | |
| RU2349433C2 (en) | Method of aluminothermal welding of rails | |
| RU2423212C1 (en) | Method of aluminothermic welding of rails | |
| RU2423213C1 (en) | Method of aluminothermic welding of rails | |
| AU636958B2 (en) | Process for the intermediate cast welding of finely pearlitized rails | |
| EA199600093A1 (en) | METHOD OF ALUMINUM THERMAL WELDING OF RAILS WITH INTERMEDIATE FILLING WITH ALLOYING STEEL CASTINGS IN THE RAIL HEAD ZONE | |
| RU2641586C1 (en) | Method of contact butt welding of rails | |
| AU2010277203B2 (en) | Process and mould assembly for aluminothermic welding of rails with mould having two side moulds, a base and receiving means | |
| JP2014104508A (en) | Railway rail flaw repairing method and device thereof | |
| CN102248281A (en) | Thick plate joint welding method | |
| RU2425741C1 (en) | Procedure for alumino-thermal rail welding | |
| CN204803371U (en) | A thermal treatment machine for bainite steel rail alumino thermic welding joint | |
| CN107262874B (en) | Steel rail welding device and steel rail welding method | |
| RU2163184C1 (en) | Method for aluminothermic welding of railway road rails | |
| EA199600091A1 (en) | METHOD OF ALUMINUM THERMAL WELDING OF RAILS WITH INTERMEDIATE FILLING WITH ALLOYING STEEL CASTINGS IN THE RAIL HEAD ZONE | |
| RU2119854C1 (en) | Method for aluminothermic welding of rails | |
| WO2016053136A1 (en) | Method for the alumino-thermite welding of rails and device for carrying out said method | |
| JP2006035312A (en) | Mold with controlled fluid flow and molten metal casting method for surface improvement | |
| RU2411295C2 (en) | Method and device for rail joint thermal treatment | |
| Sergejevs et al. | Analysis of factors affecting fractures of rails welded by alumino-thermic welding | |
| RU2400343C1 (en) | Procedure for repair of iron parts with cracks by mechanised welding | |
| JP2708259B2 (en) | Thermite welding method for rail |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20111202 |