Комбинированный способ термитной сварки стыков рельсов
При комбинированном способе подошвы и шейки рельсов свариваются способом промежуточного литья, а головки рельсов, между которыми устанавливается малоуглеродистая стальная пластина,- кузнечным способом. Перед сваркой стыка комбинированным способом производятся предварительная фрезеровка торцов рельсов, доводка поверхности стыка личным напильником и устанавливается межстыковая пластина. Межстыковая сварочная пластина изготовляется из малоуглеродистой (С-0,1%) листовой стали толщиной 3-4 мм. По форме она с небольшим припуском повторяет очертания головки рельсов. Пластина шлифуется, обезжиривается и хранится в специальной упаковке, предохраняющей ее от коррозии и загрязнения.
Устанавливая межстыковую пластину, необходимо следить за тем, чтобы полностью исключалась возможность загрязнения обработанных поверхностей рельсов и пластины. Запрещается прикасаться к шлифованным поверхностям пластины и обработанным торцам рельсов даже пальцами рук, так как это ведет к загрязнению стыка органическими веществами.
Пластина устанавливается в зазор между головками рельсов и сжимается стяжным прессом. Затем производится зачеканка пластины. Зачеканку необходимо произвести особенно тщательно, чтобы при последующей заливке исключить возможность проникновения шлака в зазор между головками рельсов и пластиной. Если в этот зазор попадает шлак, сварка головки рельсов не произойдет. Особое внимание нужно обратить на качественное выполнение зачеканки пластины снизу головки рельса и в месте сопряжения шейки с головкой.
В собранном виде в стыке между подошвами и шейками рельсов образуется зазор в 3-4 мм, который необходим для качественного выполнения сварки этой части рельсов способом промежуточного литья. На собранный и подготовленный стык устанавливаются формы, имеющие специальный литник для заливки металла в нижнюю часть стыка. После этого производят предварительный подогрев стыка до температуры 700-750°.
В качестве источника тепла используются любые горючие газы: природный газ, пропан, пары бензина и т. п., которые сжигают в атмосфере воздуха или же в смеси с кислородом, поступающим под давлением.
Подогревать стык необходимо так, чтобы равномерно нагревалось все сечение рельса. Поэтому стык нужно нагревать не только сбоку, где пламя направляется на подошву и шейку, но и сверху для непосредственного прогрева наиболее мощной по сечению головки рельса.
Заливка металла и шлака в формы производится из конусного тигля, футерованного магнезитом и имеющего внизу, в узкой конусной части, запорное устройство.
Вес термитной порции, сжигаемой в тигле, рассчитывается таким образом, чтобы полученный металл заполнил только полость формы, охватывающей подошву и шейку рельсов.
Как известно, головка рельсов сваривается за счет тепла шлака, который заполняет верхнюю часть форм. Через 2-3 мин. после заливки металла в форму производится осадка стыка.
Головки рельсов, разогретые термитным шлаком до 1400-1450°, свариваются в процессе прессования, а остальная часть сечения - термитным металлом (способом промежуточного литья). После этого производят механическую обработку стыка по контуру, а иногда и термическую обработку его.
В стыках, сваренных комбинированным способом, часто встречаются дефекты (непровар головок, продольные трещины в шейке и под головкой, пористость в литом термитном металле и др.). Так, появление непровара в головке рельсов происходит от небрежного фрезерования торцов стыка и загрязнения их и сварочной пластины, а также недостаточного предварительного подогрева.
Конфигурация облива стыка также имеет большое значение, так как резкие переходы от облива к основному профилю рельса способствуют концентрации напряжений, что при низкой температуре может являться причиной разрушения стыков.
В настоящее время сварка рельсовых стыков комбинированным способом применяется редко, так как сложна ее технология, громоздка оснастка и нестабильна прочностная характеристика стыков.