Schienenschweißprozess und Verbindungsqualitätskontrolle
Was sind die gängigen Schweißverfahren für Schienen und ihre Anwendungsszenarien?
Zu den Common-Rail-Schweißverfahren zählen das Abbrennstumpfschweißen, das aluminothermische Schweißen und das Gasdruckschweißen. Das Abbrennstumpfschweißen hat eine hohe Schweißfestigkeit und eine gute Verbindungsglätte, eignet sich für das Werksschweißen von langen Schienen und das Schweißen von Einzelschienenabschnitten vor Ort und ist das gängige Verfahren für Hochgeschwindigkeitseisenbahnen und Fernstrecken. Das aluminothermische Schweißen verfügt über eine einfache Ausrüstung und eine bequeme Bedienung und eignet sich für -Notfallreparaturschweißungen vor Ort und -Verbindungsschweißungen in kleinem Maßstab, beispielsweise beim Austausch von Schienen während der Leitungswartung. Das Gasdruckschweißen verfügt über eine hohe Schweißeffizienz und eine ausgezeichnete Verbindungszähigkeit und eignet sich für die Schienenverbindung herkömmlicher Schnellbahnen und des städtischen Schienenverkehrs. Die Prozessauswahl sollte auf der Schweißumgebung, den Bauzeitanforderungen und der Linienqualität basieren, um sicherzustellen, dass die Verbindungsleistung mit dem Schienenkörper übereinstimmt. Das Abbrennstumpfschweißen erfordert professionelle Ausrüstung und erfahrene Techniker, während das aluminothermische Schweißen eher für Feldeinsätze ohne Stromversorgung geeignet ist.
Welche strengen Anforderungen gelten beim Hochgeschwindigkeits-Schienenschweißen für die Prozessparameter?
Beim Hochgeschwindigkeitsschweißen von Schienen müssen Parameter wie Strom, Spannung, Stauchkraft und Abkühlgeschwindigkeit streng kontrolliert werden. Beim Abbrennstumpfschweißen sollte der Strom stabil bei 800–1200 A liegen und die Spannung sollte auf 25–35 V geregelt werden, um eine vollständige Verschmelzung der Schienenendfläche sicherzustellen; Die Stauchkraft sollte gemäß der Schienenspezifikation angepasst werden und die Stauchkraft für eine Schiene mit 60 kg/m sollte nicht weniger als 300 kN betragen, um lose Defekte in der Verbindung zu vermeiden. Die Abkühlgeschwindigkeit sollte auf 5–10 Grad pro Sekunde kontrolliert werden, um eine Versprödung der Verbindung durch schnelles Abkühlen zu verhindern. Vor dem Schweißen sollte die Schienenendfläche geschliffen werden und der Ebenheitsfehler sollte 0,2 mm nicht überschreiten; Nach dem Schweißen sollte rechtzeitig eine Normalisierungsbehandlung durchgeführt werden, um Schweißspannungen zu beseitigen. Alle Parameter müssen der Norm TB/T 1632-2014 entsprechen, um sicherzustellen, dass die Verbindungsfestigkeit nicht geringer ist als die des Schienenkörpers.
Was sind die häufigsten Mängel an Schienenschweißverbindungen und welche Vorbeugungsmaßnahmen gibt es?
Häufige Mängel an Schienenschweißverbindungen sind unvollständige Durchdringung, Schlackeneinschlüsse, Porosität und Risse. Eine unvollständige Durchdringung ist meist auf einen unzureichenden Strom oder eine unzureichende Stauchkraft zurückzuführen. Die vorbeugende Maßnahme besteht darin, die Ausrüstung streng an die Prozessparameter anzupassen und vor dem Schweißen den Öl- und Oxidbelag auf der Schienenendfläche zu reinigen. Schlackeneinschlüsse werden durch übermäßige Verunreinigungen im Schweißmaterial oder unzureichende Rührung des Schmelzbades verursacht. Qualifizierte Schweißmaterialien sollten ausgewählt werden, um ein gleichmäßiges Schmelzbad während des Schweißens zu gewährleisten. Porosität wird hauptsächlich durch hohe Luftfeuchtigkeit in der Schweißumgebung oder unzureichendes Schutzgas verursacht. Beim Schweißen im Freien sollte ein Regen- und Feuchtigkeitsschutz vorhanden sein, und die Argonreinheit sollte beim Abbrennstumpfschweißen nicht weniger als 99,9 % betragen. Risse werden durch schnelle Abkühlungsgeschwindigkeit oder Spannungskonzentration verursacht. Nach dem Schweißen sollte eine langsame Abkühlbehandlung durchgeführt werden, um ein plötzliches Abkühlen und Erhitzen der Verbindung zu vermeiden.
Welche Kompatibilitätsprobleme sind beim Schweißen ausländischer Normschienen zu beachten?
Beim Schweißen ausländischer Schienen muss zunächst die Materialverträglichkeit der Schienen bestätigt werden. Beispielsweise ist die Materialzusammensetzung der UIC 60-Schiene und der AREMA 115RE-Schiene recht unterschiedlich, und für die Anpassung müssen spezielle Schweißmaterialien ausgewählt werden. Zweitens überprüfen Sie die Querschnittsabmessungen der Schienen. Die Schienenkopfbreite und die Schienenbasisdicke verschiedener Standardschienen können unterschiedlich sein, und die Schweißvorrichtung muss angepasst werden, um eine genaue Zentrierung zu gewährleisten; Die Schweißparameter ausländischer Standardschienen sollten entsprechend der Materialspezifikation angepasst werden, und der nationale Standardschienenprozess kann nicht direkt angewendet werden; Nach dem Schweißen sollte eine zerstörungsfreie Prüfung gemäß den Anforderungen ausländischer Normen durchgeführt werden, z. B. der UIC-Norm, die eine doppelte Prüfung der Ultraschall- und Magnetpartikel-Fehlererkennung vorschreibt. Stellen Sie gleichzeitig sicher, dass die Glätte der Schienenoberfläche der Schweißverbindung den Anforderungen ausländischer Normen entspricht, um eine Beeinträchtigung des Rad-{6}}Schienenkontakts zu vermeiden.
Welche Qualitätsprüfmethoden gibt es für Schweißverbindungen?
Die Qualitätsprüfung der Schienenschweißverbindungen umfasst die Prüfung des Aussehens, -zerstörungsfreie Prüfungen und mechanische Leistungsprüfungen. Bei der Aussehensinspektion muss überprüft werden, ob die Verbindung Hinterschneidungen, Vertiefungen, Verformungen und andere Mängel aufweist. Die Glätte der Schienenoberfläche wird mit einem 1 m langen Lineal gemessen und der Spalt darf 0,3 mm nicht überschreiten. Die zerstörungsfreie Prüfung nutzt hauptsächlich die Ultraschall-Fehlererkennung, um interne Fehler wie unvollständige Durchdringung und Risse zu erkennen. Hochgeschwindigkeits-Eisenbahnverbindungen müssen außerdem über eine Magnetpartikel-Fehlererkennung verfügen, um Oberflächenrisse zu erkennen. Zu den mechanischen Leistungsprüfungen gehören Zugversuche, Biegeversuche und Schlagversuche. Die Zugfestigkeit sollte nicht weniger als 95 % des Schienenkörpers betragen und der Gelenkbiegewinkel sollte nicht weniger als 15 Grad betragen, ohne dass es beim Biegetest zu Rissen kommt. Unqualifizierte Verbindungen müssen rechtzeitig nachgearbeitet werden, um die Sicherheit des Linienbetriebs zu gewährleisten.