หลักการและลักษณะของวิธีการเชื่อมรางรถไฟไร้รอยต่อ

ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของรถไฟความเร็วสูงและรถไฟที่ใช้งานหนัก โครงสร้างรางค่อยๆ ถูกแทนที่ด้วยเส้นไร้รอยต่อจากเส้นธรรมดาเมื่อเทียบกับสายสามัญ สายไร้รอยต่อช่วยลดข้อต่อรางจำนวนมากในโรงงาน ดังนั้นจึงมีข้อได้เปรียบในด้านการทำงานที่ราบรื่น ค่าบำรุงรักษารางต่ำ และอายุการใช้งานที่ยาวนานได้กลายเป็นวิธีการหลักในการก่อสร้างเส้นทางรถไฟความเร็วสูงในปัจจุบันเส้นไร้รอยต่อเป็นเทคโนโลยีใหม่ที่สำคัญของรางรถไฟเส้นที่เกิดจากการเชื่อมรางเหล็กธรรมดาเป็นรางยาวตามความยาวที่กำหนด การเชื่อมและวางรางยาวด้วยความยาวที่กำหนดเรียกว่า เส้นไร้รอยต่อการเชื่อมรางเป็นส่วนสำคัญของการวางแนวที่ไร้รอยต่อ

ในปัจจุบัน วิธีการเชื่อมของรอยต่อรางแบบไม่มีรอยต่อส่วนใหญ่รวมถึงการเชื่อมแบบสัมผัสราง การเชื่อมด้วยแรงดันแก๊ส และการเชื่อมด้วยความร้อนจากอะลูมิเนียม:

01 วิธีและขั้นตอนการเชื่อมแบบสัมผัส

การเชื่อมแบบสัมผัสราง (การเชื่อมแบบแฟลช) มักใช้ในการเชื่อมในโรงงาน95% ของเส้นไร้รอยต่อเสร็จสมบูรณ์ด้วยกระบวนการนี้ นั่นคือ รางมาตรฐานที่มีความยาว 25 เมตรและไม่มีรูเชื่อมเป็นรางยาว 200-500 เมตร

หลักการคือใช้กระแสไฟฟ้าเพื่อสร้างความร้อนผ่านผิวสัมผัสของรางเพื่อหลอมละลายส่วนปลายของราง แล้วทำการเชื่อมให้สมบูรณ์โดยการคว่ำเนื่องจากแหล่งความร้อนในการเชื่อมของการเชื่อมแบบสัมผัสมาจากแหล่งความร้อนภายในของชิ้นงาน ความร้อนมีความเข้มข้น เวลาในการทำความร้อนสั้น กระบวนการเชื่อมไม่จำเป็นต้องมีโลหะเติม กระบวนการทางโลหะวิทยาค่อนข้างง่าย โซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนคือ ขนาดเล็กและง่ายต่อการรับรอยเชื่อมที่มีคุณภาพดีกว่า

กระบวนการเชื่อมที่ใช้โดยโรงงานเชื่อมรางนั้นเหมือนกันโดยทั่วไป รวมถึง: การจับคู่ราง, การตรวจจับข้อบกพร่อง, การซ่อมแซมส่วนท้ายของราง, เข้าสู่สถานีที่จะเชื่อม, การเชื่อม, การเจียรหยาบ, การเจียรละเอียด, การทำให้ตรง, การทำให้เป็นมาตรฐาน, ข้อบกพร่อง การตรวจจับ การเข้าสู่ชานชาลาราง การติดตั้ง กระบวนการเชื่อมมีความสำคัญที่สุดในบรรดากระบวนการทั้งหมดคุณภาพของการเชื่อมเกี่ยวข้องโดยตรงกับปริมาณงานในการบำรุงรักษาสายการผลิตหากมีปัญหาจะเป็นอันตรายต่อความปลอดภัยในการขับขี่ในกรณีร้ายแรงเมื่อเปรียบเทียบกับวิธีการเชื่อมรางแบบอื่น การเชื่อมแบบแฟลชมีระบบอัตโนมัติในระดับสูงและได้รับผลกระทบจากปัจจัยของมนุษย์น้อยกว่าอุปกรณ์เชื่อมมีการควบคุมด้วยคอมพิวเตอร์ มีความผันผวนเล็กน้อยในคุณภาพการเชื่อมและประสิทธิภาพการเชื่อมสูงภายใต้สถานการณ์ปกติ เมื่อเทียบกับการเชื่อมด้วยแรงดันแก๊สและการเชื่อมเทอร์ไมต์ ความแข็งแรงของรอยเชื่อมสัมผัสของรางจะสูงกว่า และอัตราการแตกบนเส้นจะอยู่ที่ประมาณ 0.5/10,000 หรือน้อยกว่าอย่างไรก็ตาม เมื่อเปรียบเทียบกับวัสดุฐานแล้ว ความแข็งแรงยังคงต่ำกว่าวัสดุฐานด้วยเหตุผลดังต่อไปนี้:

(1) รางเป็นวัสดุแท่งที่มีชิ้นส่วนขนาดใหญ่ และวัสดุแกนกลางไม่ดี มีจุดหลอมเหลวต่ำ หลวม และเกรนหยาบในระหว่างกระบวนการเชื่อมและการทำให้เสีย วัสดุขอบจะถูกอัดออก และวัสดุแกนกลางจะถูกแทนที่ด้วยการขยายตัวออกด้านนอก และเนื้อเยื่อเส้นใยจะถูกขัดจังหวะและงอ และยิ่งการทำให้เสียเกิดขึ้นมากเท่าไหร่ สถานการณ์นี้ก็ยิ่งชัดเจนมากขึ้นเท่านั้น

(2) เนื่องจากอิทธิพลทางความร้อนของการเชื่อมที่อุณหภูมิสูง เกรนจะหยาบในบริเวณ 1-2 มม. รอบรอยเชื่อม และเกรนจะลดลงเหลือ 1-2 เกรด

(3) ส่วนตัดขวางของรางไม่เท่ากัน ด้านบนและด้านล่างของรางเป็นส่วนที่มีขนาดกะทัดรัด และมุมทั้งสองของด้านล่างของรางเป็นส่วนขยายอุณหภูมิของมุมทั้งสองด้านล่างของรางจะต่ำระหว่างการเชื่อมความเครียดจากอุณหภูมิ

(4) มีข้อบกพร่องที่ยากต่อการกำจัดบนรอยเชื่อม — จุดสีเทา

02 วิธีการเชื่อมและกระบวนการเชื่อมด้วยแรงดันแก๊ส

ในปัจจุบัน การเชื่อมรางด้วยแรงดันแก๊สที่ใช้กันอย่างแพร่หลายเป็นเครื่องเชื่อมแรงดันแก๊สเคลื่อนที่ขนาดเล็ก ซึ่งส่วนใหญ่ใช้สำหรับการเชื่อมข้อต่อรางยาวในไซต์งาน และยังสามารถใช้สกายไลท์แบบปิดเพื่อเชื่อมรางที่เสียหายได้

หลักการคือให้ความร้อนที่ปลายเชื่อมของรางให้อยู่ในสถานะพลาสติก และสร้างปริมาณที่ทำให้ปั่นป่วนภายใต้การกระทำของแรงที่ทำให้ปั่นป่วนแบบคงที่เมื่อปริมาณการปั่นป่วนถึงระดับหนึ่ง รางจะถูกเชื่อมเข้าด้วยกันทั้งหมด

เครื่องเชื่อมแรงดันอากาศขนาดเล็กในปัจจุบันโดยทั่วไปเป็นการเชื่อมในประเทศ และโดยทั่วไปกระบวนการเชื่อมจะแบ่งออกเป็นขั้นตอนต่างๆ เช่น การอุ่นด้วยเปลวไฟด้วยออกซิเจนอะเซทิลีนจำเป็นต้องจัดแนวรางด้วยตนเองและสังเกตสภาวะการทำความร้อนด้วยตาเปล่า ดังนั้นปัจจัยของมนุษย์จึงได้รับผลกระทบอย่างมาก และมีแนวโน้มที่จะเกิดข้อผิดพลาดในการเชื่อมและข้อบกพร่องของข้อต่อ

แต่เนื่องจากมีลักษณะของอุปกรณ์ที่เรียบง่าย ขนาดเล็กและน้ำหนักเบา จึงง่ายต่อการเคลื่อนย้ายทางออนไลน์ ออฟไลน์ และในสถานที่ก่อสร้าง และการดำเนินการค่อนข้างง่าย ดังนั้นจึงใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับการเชื่อมรางยาวในสถานที่ก่อสร้าง .

03 วิธีการและกระบวนการเชื่อมเทอร์ไมต์

โดยทั่วไปแล้วการเชื่อมเทอร์ไมต์จะใช้ในการเชื่อมรางรถไฟนอกสถานที่ และเป็นวิธีการวางรางรถไฟที่ขาดไม่ได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการล็อกรางแบบไร้รอยต่อและการซ่อมแซมรางที่ขาดการเชื่อมอะลูมิเทอร์มิกของรางขึ้นอยู่กับความสัมพันธ์ทางเคมีที่รุนแรงระหว่างอะลูมิเนียมในฟลักซ์และออกซิเจนภายใต้สภาวะที่มีอุณหภูมิสูงช่วยลดโลหะหนักและปล่อยความร้อนในเวลาเดียวกัน หลอมโลหะให้เป็นเหล็กหลอมเหลวสำหรับหล่อและเชื่อม

กระบวนการที่สำคัญคือการใส่เทอร์ไมต์ฟลักซ์ที่เตรียมไว้ลงในเบ้าหลอมแบบพิเศษ จุดไฟฟลักซ์ด้วยการจับคู่ที่อุณหภูมิสูง ทำให้เกิดปฏิกิริยาเคมีอย่างรุนแรง และได้รับเหล็กและตะกรันหลอมเหลวที่อุณหภูมิสูงหลังจากปฏิกิริยาสงบลง ให้เทเหล็กหลอมเหลวที่อุณหภูมิสูงลงในแม่พิมพ์ ยึดรางในแม่พิมพ์ทรายที่อุ่นแล้ว ละลายปลายรางก้นในแม่พิมพ์ทราย ถอดแม่พิมพ์ทรายออกหลังจากเย็นตัว และปรับรูปร่างรอยเชื่อมให้ทันเวลา และรางทั้งสองส่วนถูกเชื่อมเป็นหนึ่งเดียวแม้ว่าอุปกรณ์เชื่อมอลูมิเนียมเทอร์มิกจะมีลักษณะการลงทุนต่ำ การเชื่อมที่เรียบง่าย และความเรียบที่ดีของรอยต่อ รอยเชื่อมเป็นโครงสร้างหล่อที่ค่อนข้างหนาซึ่งมีความเหนียวและความเป็นพลาสติกต่ำเป็นการดีที่สุดที่จะทำการรักษาความร้อนหลังการเชื่อมเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของรอยเชื่อม.

กล่าวโดยย่อ คุณภาพการเชื่อมของรางยาวควรดีกว่าด้วยการเชื่อมแบบสัมผัสและการเชื่อมด้วยแรงดันแก๊สความแข็งแรงสูงสุด ความแข็งแรงคราก และความล้าของการเชื่อมแบบสัมผัสและการเชื่อมด้วยแรงดันแก๊สสามารถเข้าถึงมากกว่า 90% ของโลหะฐานคุณภาพของการเชื่อมแบบอะลูมิเทอร์มิกจะแย่กว่าเล็กน้อย ความแข็งแรงสูงสุดมีเพียงประมาณ 70% ของโลหะพื้นฐาน ความแข็งแรงของการล้าจะยิ่งแย่ลง โดยสูงถึง 45% ถึง 70% ของโลหะพื้นฐานเท่านั้น และความแข็งแรงของครากจะดีกว่าเล็กน้อย ซึ่ง ใกล้เคียงกับการเชื่อมแบบสัมผัส