หลักการและลักษณะของวิธีการเชื่อมรางรางไร้รอยต่อ

ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของทางรถไฟความเร็วสูงและงานหนัก โครงสร้างรางรถไฟจึงค่อยๆ ถูกแทนที่ด้วยเส้นไร้รอยต่อจากเส้นทางธรรมดา เมื่อเปรียบเทียบกับเส้นธรรมดา เส้นไร้รอยต่อจะช่วยลดข้อต่อรางจำนวนมากในโรงงาน จึงมีข้อดีคือการทำงานที่ราบรื่น ค่าบำรุงรักษารางต่ำ และอายุการใช้งานที่ยาวนาน ได้กลายเป็นวิธีหลักในการก่อสร้างทางรถไฟความเร็วสูงในปัจจุบัน เส้นไร้รอยต่อถือเป็นเทคโนโลยีใหม่ที่สำคัญของรางรถไฟ เส้นที่เกิดจากการเชื่อมรางเหล็กธรรมดาเข้ากับรางยาวตามความยาวที่กำหนด การเชื่อมและวางรางยาวตามความยาวที่กำหนดเรียกว่าเส้นไร้รอยต่อ การเชื่อมรางเป็นส่วนสำคัญของการวางแนวไร้ตะเข็บ

ในปัจจุบัน วิธีการเชื่อมของข้อต่อรางไร้ตะเข็บส่วนใหญ่ได้แก่ การเชื่อมแบบสัมผัสราง การเชื่อมด้วยแรงดันแก๊ส และการเชื่อมด้วยอะลูมิเนียมความร้อน:

01 วิธีการและกระบวนการเชื่อมแบบสัมผัส

การเชื่อมแบบสัมผัสราง (การเชื่อมแบบแฟลช) โดยทั่วไปจะใช้ในการเชื่อมในโรงงาน กระบวนการนี้ทำให้เสร็จ 95% ของเส้นไร้รอยต่อ คือ รางมาตรฐานที่มีความยาว 25 เมตร และไม่มีการเชื่อมรูเข้ากับรางยาว 200-500 เมตร

หลักการคือการใช้กระแสไฟฟ้าเพื่อสร้างความร้อนผ่านพื้นผิวสัมผัสของรางเพื่อละลายส่วนหน้าของรางบางส่วน จากนั้นจึงทำการเชื่อมให้สมบูรณ์ด้วยการคว่ำ เนื่องจากแหล่งความร้อนในการเชื่อมของการเชื่อมแบบสัมผัสมาจากแหล่งความร้อนภายในของชิ้นงาน ความร้อนจึงมีความเข้มข้น เวลาทำความร้อนสั้น กระบวนการเชื่อมไม่จำเป็นต้องใช้โลหะเติม กระบวนการโลหะวิทยาค่อนข้างง่าย โซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนคือ มีขนาดเล็กและง่ายต่อการได้รอยเชื่อมที่มีคุณภาพดีขึ้น

กระบวนการเชื่อมที่โรงงานเชื่อมรางนำมาใช้นั้นมีพื้นฐานเหมือนกัน ได้แก่: การจับคู่ราง, การตรวจจับข้อบกพร่อง, การซ่อมแซมส่วนปลายของราง, การเข้าสู่สถานีที่จะเชื่อม, การเชื่อม, การเจียรหยาบ, การเจียรละเอียด, การยืด, การทำให้เป็นมาตรฐาน, ข้อบกพร่อง การตรวจจับ การเข้าสู่แท่นราง การติดตั้ง กระบวนการเชื่อมถือเป็นกระบวนการที่สำคัญที่สุดในบรรดากระบวนการทั้งหมด คุณภาพของการเชื่อมเกี่ยวข้องโดยตรงกับปริมาณงานในการบำรุงรักษาสายการผลิต หากเกิดปัญหาจะเป็นอันตรายต่อความปลอดภัยในการขับขี่ในกรณีที่ร้ายแรง เมื่อเทียบกับวิธีการเชื่อมรางอื่นๆ การเชื่อมแบบแฟลชมีระบบอัตโนมัติในระดับสูง และได้รับผลกระทบจากปัจจัยมนุษย์น้อยกว่า อุปกรณ์การเชื่อมมีระบบควบคุมด้วยคอมพิวเตอร์ โดยมีความผันผวนเล็กน้อยในคุณภาพการเชื่อมและประสิทธิภาพการเชื่อมสูง ภายใต้สถานการณ์ปกติ เมื่อเทียบกับการเชื่อมด้วยแรงดันแก๊สและการเชื่อมด้วยเทอร์ไมต์ ความแข็งแรงของตะเข็บเชื่อมแบบสัมผัสของรางจะสูงกว่า และอัตราการแตกหักบนเส้นจะอยู่ที่ประมาณ 0.5/10,000 หรือน้อยกว่า อย่างไรก็ตาม เมื่อเปรียบเทียบกับวัสดุฐานแล้ว ความแข็งแรงยังคงต่ำกว่าวัสดุฐานด้วยเหตุผลดังต่อไปนี้:

(1) รางเป็นวัสดุแท่งขนาดใหญ่ และวัสดุแกนกลางนั้นไม่ดี มีจุดหลอมเหลวต่ำ มีเศษหยาบ และหยาบ ในระหว่างกระบวนการเชื่อมและการปั่นป่วน วัสดุขอบจะถูกอัดขึ้นรูป และวัสดุแกนกลางจะถูกแทนที่ด้วยการขยายตัวภายนอก และเนื้อเยื่อเส้นใยจะถูกขัดจังหวะและโค้งงอ และยิ่งปริมาณการปั่นป่วนมากเท่าไร สถานการณ์นี้ก็ชัดเจนยิ่งขึ้นเท่านั้น

(2) เนื่องจากอิทธิพลทางความร้อนของการเชื่อมที่อุณหภูมิสูง เกรนจะหยาบในพื้นที่ 1-2 มม. รอบแนวเชื่อม และเกรนจะลดลงเหลือ 1-2 เกรด

(3) ภาพตัดขวางของรางไม่เท่ากัน ด้านบนและด้านล่างของรางมีส่วนกะทัดรัด และมุมทั้งสองด้านล่างของรางเป็นส่วนที่ขยาย อุณหภูมิของมุมทั้งสองด้านล่างของรางจะต่ำระหว่างการเชื่อม ความเครียดจากอุณหภูมิ

(4) มีข้อบกพร่องที่กำจัดได้ยากบนรอยเชื่อม - จุดสีเทา

02 วิธีการและกระบวนการเชื่อมการเชื่อมด้วยแรงดันแก๊ส

ปัจจุบันการเชื่อมด้วยแรงดันแก๊สของรางที่ใช้กันอย่างแพร่หลายคือเครื่องเชื่อมแรงดันแก๊สเคลื่อนที่ขนาดเล็ก ซึ่งส่วนใหญ่จะใช้สำหรับการเชื่อมข้อต่อของรางยาวที่ไซต์งาน และยังสามารถใช้สกายไลท์แบบปิดสำหรับการเชื่อมรางที่เสียหายอีกด้วย

หลักการคือการให้ความร้อนแก่ส่วนปลายที่เชื่อมของรางให้อยู่ในสถานะพลาสติก และสร้างปริมาณการปั่นป่วนภายใต้การกระทำของแรงปั่นป่วนคงที่ เมื่อจำนวนเงินที่ทำให้เกิดความไม่สบายใจถึงจำนวนหนึ่ง รางจะถูกเชื่อมเข้าด้วยกัน

เครื่องเชื่อมแรงดันอากาศขนาดเล็กในปัจจุบันนั้นเป็นการเชื่อมภายในประเทศโดยทั่วไป และกระบวนการเชื่อมโดยทั่วไปจะแบ่งออกเป็นขั้นตอนต่างๆ เช่น การอุ่นเปลวไฟด้วยออกซิเจนอะเซทิลีน การเพิ่มแรงดันล่วงหน้า การทำให้แรงดันต่ำปั่นป่วน การทำให้แรงดันสูงขึ้น และการจับและดันแรงดัน จำเป็นต้องจัดแนวรางด้วยตนเองและสังเกตสภาวะความร้อนด้วยตาเปล่า ดังนั้นจึงได้รับผลกระทบอย่างมากจากปัจจัยมนุษย์ และมีแนวโน้มที่จะเกิดข้อผิดพลาดในการเชื่อมและข้อบกพร่องของข้อต่อ

แต่เนื่องจากมีลักษณะของอุปกรณ์ที่เรียบง่าย ขนาดเล็ก และน้ำหนักเบา จึงง่ายต่อการเคลื่อนย้ายออนไลน์ ออฟไลน์ และในสถานที่ก่อสร้าง และการดำเนินการค่อนข้างง่าย ดังนั้นจึงใช้กันอย่างแพร่หลายในการเชื่อมรางยาวในสถานที่ก่อสร้าง .

03 วิธีการและกระบวนการเชื่อมด้วยเทอร์ไมต์

โดยทั่วไปการเชื่อมด้วยเทอร์ไมต์จะใช้ในการเชื่อมรางรถไฟที่หน้างาน และเป็นวิธีการที่ขาดไม่ได้ในการวางแนว โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการล็อคแนวไร้รอยต่อและการซ่อมแซมรางที่หัก การเชื่อมรางด้วยอะลูมิเนียมความร้อนนั้นขึ้นอยู่กับความสัมพันธ์ทางเคมีที่รุนแรงระหว่างอะลูมิเนียมในฟลักซ์และออกซิเจนภายใต้สภาวะที่มีอุณหภูมิสูง ช่วยลดโลหะหนักและปล่อยความร้อนไปพร้อมๆ กัน หลอมโลหะให้เป็นเหล็กหลอมสำหรับหล่อและเชื่อม

กระบวนการที่สำคัญคือการใส่ฟลักซ์เทอร์ไมต์ที่เตรียมไว้ลงในเบ้าหลอมพิเศษ จุดฟลักซ์ด้วยการจับคู่ที่อุณหภูมิสูง ทำให้เกิดปฏิกิริยาเคมีที่รุนแรง และรับเหล็กหลอมเหลวและตะกรันที่อุณหภูมิสูง หลังจากที่ปฏิกิริยาสงบลง ให้เทเหล็กหลอมอุณหภูมิสูงลงในแม่พิมพ์ ยึดรางในแม่พิมพ์ทรายที่อุ่นไว้ ละลายปลายของรางที่มีก้นในแม่พิมพ์ทราย ถอดแม่พิมพ์ทรายออกหลังจากเย็นลง และปรับรูปร่างข้อต่อที่เชื่อมใหม่ทันเวลา และรางทั้งสองส่วนก็เชื่อมเข้าด้วยกัน แม้ว่าอุปกรณ์การเชื่อมแบบอลูมิเนียมความร้อนจะมีลักษณะของการลงทุนต่ำ การเชื่อมที่เรียบง่าย และความเรียบของรอยต่อที่ดี ตะเข็บเชื่อมนั้นเป็นโครงสร้างการหล่อที่ค่อนข้างหนา มีความเหนียวและพลาสติกต่ำ วิธีที่ดีที่สุดคือดำเนินการอบชุบด้วยความร้อนหลังการเชื่อมเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของรอยเชื่อม -

กล่าวโดยสรุป คุณภาพการเชื่อมของรางยาวควรจะดีกว่าด้วยการเชื่อมแบบสัมผัสและการเชื่อมด้วยแรงดันแก๊ส ความแข็งแรงสูงสุด ความแข็งแรงของผลผลิต และความแข็งแรงเมื่อยล้าของการเชื่อมแบบสัมผัสและการเชื่อมด้วยแรงดันแก๊สสามารถเข้าถึงได้มากกว่า 90% ของโลหะฐาน คุณภาพของการเชื่อมแบบอลูมิโนเทอร์มิกนั้นแย่ลงเล็กน้อย ความแข็งแรงสูงสุดเพียงประมาณ 70% ของโลหะฐาน ความแข็งแรงเมื่อยล้านั้นแย่ลงไปอีก เพียงถึง 45% ถึง 70% ของโลหะฐาน และความแข็งแรงของผลผลิตจะดีกว่าเล็กน้อย ซึ่ง ใกล้เคียงกับการเชื่อมแบบสัมผัส