Влияние технологических факторов на сопротивляемость замедленному разрушению стыковых соединений рельсовой стали при дуговой сварке.
Приведены результаты исследований влияния технологических факторов и конструктивной формы разделки на деформационную способность и циклическую долговечность сварных соединений рельсовой стали. Представлены зависимости изменения деформационной способности hкр стыковых соединений с V- и U-образной фор...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Автоматическая сварка |
|---|---|
| Datum: | 2011 |
| Hauptverfasser: | , , , , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
2011
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/102935 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Влияние технологических факторов на сопротивляемость замедленному разрушению стыковых соединений рельсовой стали при дуговой сварке / В.Д. Позняков, В.М. Кирьяков, А.А. Гайворонский, С.Б. Касаткин, А.В. Клапатюк, С.Д. Тараненко, В.А. Прощенко // Автоматическая сварка. — 2011. — № 11 (703). — С. 11-15. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-102935 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Позняков, В.Д. Кирьяков, В.М. Гайворонский, А.А. Касаткин, С.Б. Клапатюк, А.В. Тараненко, С.Д. Прощенко, В.А. 2016-06-13T04:14:30Z 2016-06-13T04:14:30Z 2011 Влияние технологических факторов на сопротивляемость замедленному разрушению стыковых соединений рельсовой стали при дуговой сварке / В.Д. Позняков, В.М. Кирьяков, А.А. Гайворонский, С.Б. Касаткин, А.В. Клапатюк, С.Д. Тараненко, В.А. Прощенко // Автоматическая сварка. — 2011. — № 11 (703). — С. 11-15. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. 0005-111X https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/102935 621.791.019. Приведены результаты исследований влияния технологических факторов и конструктивной формы разделки на деформационную способность и циклическую долговечность сварных соединений рельсовой стали. Представлены зависимости изменения деформационной способности hкр стыковых соединений с V- и U-образной формами разделки кромок в зависимости от погонной энергии сварки, температуры предварительного подогрева и условий охлаждения соединений после сварки. Разработана технология дуговой сварки продольного стыка рельсовых окончаний железнодорожных крестовин. Investigation results on the effect of the technological factors and groove shape on deformability and cyclic fatigue life of welded joints on rail steel are given. Dependences of variations in deformability hcr of butt joints with the V- and U-grooves on the welding heat input, preheating temperature and conditions of cooling of the joints after welding are presented. The technology developed for arc welding of longitudinal joints in rail ends of railway frogs is considered. ru Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України Автоматическая сварка Научно-технический раздел Влияние технологических факторов на сопротивляемость замедленному разрушению стыковых соединений рельсовой стали при дуговой сварке. Influence of technological factors on resistance to delayed fracture of butt joints of rail steel in arc welding Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Влияние технологических факторов на сопротивляемость замедленному разрушению стыковых соединений рельсовой стали при дуговой сварке. |
| spellingShingle |
Влияние технологических факторов на сопротивляемость замедленному разрушению стыковых соединений рельсовой стали при дуговой сварке. Позняков, В.Д. Кирьяков, В.М. Гайворонский, А.А. Касаткин, С.Б. Клапатюк, А.В. Тараненко, С.Д. Прощенко, В.А. Научно-технический раздел |
| title_short |
Влияние технологических факторов на сопротивляемость замедленному разрушению стыковых соединений рельсовой стали при дуговой сварке. |
| title_full |
Влияние технологических факторов на сопротивляемость замедленному разрушению стыковых соединений рельсовой стали при дуговой сварке. |
| title_fullStr |
Влияние технологических факторов на сопротивляемость замедленному разрушению стыковых соединений рельсовой стали при дуговой сварке. |
| title_full_unstemmed |
Влияние технологических факторов на сопротивляемость замедленному разрушению стыковых соединений рельсовой стали при дуговой сварке. |
| title_sort |
влияние технологических факторов на сопротивляемость замедленному разрушению стыковых соединений рельсовой стали при дуговой сварке. |
| author |
Позняков, В.Д. Кирьяков, В.М. Гайворонский, А.А. Касаткин, С.Б. Клапатюк, А.В. Тараненко, С.Д. Прощенко, В.А. |
| author_facet |
Позняков, В.Д. Кирьяков, В.М. Гайворонский, А.А. Касаткин, С.Б. Клапатюк, А.В. Тараненко, С.Д. Прощенко, В.А. |
| topic |
Научно-технический раздел |
| topic_facet |
Научно-технический раздел |
| publishDate |
2011 |
| language |
Russian |
| container_title |
Автоматическая сварка |
| publisher |
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Influence of technological factors on resistance to delayed fracture of butt joints of rail steel in arc welding |
| description |
Приведены результаты исследований влияния технологических факторов и конструктивной формы разделки на деформационную способность и циклическую долговечность сварных соединений рельсовой стали. Представлены зависимости изменения деформационной способности hкр стыковых соединений с V- и U-образной формами разделки кромок в зависимости от погонной энергии сварки, температуры предварительного подогрева и условий охлаждения соединений после сварки. Разработана технология дуговой сварки продольного стыка рельсовых окончаний железнодорожных крестовин.
Investigation results on the effect of the technological factors and groove shape on deformability and cyclic fatigue life of welded joints on rail steel are given. Dependences of variations in deformability hcr of butt joints with the V- and U-grooves on the welding heat input, preheating temperature and conditions of cooling of the joints after welding are presented. The technology developed for arc welding of longitudinal joints in rail ends of railway frogs is considered.
|
| issn |
0005-111X |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/102935 |
| citation_txt |
Влияние технологических факторов на сопротивляемость замедленному разрушению стыковых соединений рельсовой стали при дуговой сварке / В.Д. Позняков, В.М. Кирьяков, А.А. Гайворонский, С.Б. Касаткин, А.В. Клапатюк, С.Д. Тараненко, В.А. Прощенко // Автоматическая сварка. — 2011. — № 11 (703). — С. 11-15. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT poznâkovvd vliânietehnologičeskihfaktorovnasoprotivlâemostʹzamedlennomurazrušeniûstykovyhsoedineniirelʹsovoistalipridugovoisvarke AT kirʹâkovvm vliânietehnologičeskihfaktorovnasoprotivlâemostʹzamedlennomurazrušeniûstykovyhsoedineniirelʹsovoistalipridugovoisvarke AT gaivoronskiiaa vliânietehnologičeskihfaktorovnasoprotivlâemostʹzamedlennomurazrušeniûstykovyhsoedineniirelʹsovoistalipridugovoisvarke AT kasatkinsb vliânietehnologičeskihfaktorovnasoprotivlâemostʹzamedlennomurazrušeniûstykovyhsoedineniirelʹsovoistalipridugovoisvarke AT klapatûkav vliânietehnologičeskihfaktorovnasoprotivlâemostʹzamedlennomurazrušeniûstykovyhsoedineniirelʹsovoistalipridugovoisvarke AT taranenkosd vliânietehnologičeskihfaktorovnasoprotivlâemostʹzamedlennomurazrušeniûstykovyhsoedineniirelʹsovoistalipridugovoisvarke AT proŝenkova vliânietehnologičeskihfaktorovnasoprotivlâemostʹzamedlennomurazrušeniûstykovyhsoedineniirelʹsovoistalipridugovoisvarke AT poznâkovvd influenceoftechnologicalfactorsonresistancetodelayedfractureofbuttjointsofrailsteelinarcwelding AT kirʹâkovvm influenceoftechnologicalfactorsonresistancetodelayedfractureofbuttjointsofrailsteelinarcwelding AT gaivoronskiiaa influenceoftechnologicalfactorsonresistancetodelayedfractureofbuttjointsofrailsteelinarcwelding AT kasatkinsb influenceoftechnologicalfactorsonresistancetodelayedfractureofbuttjointsofrailsteelinarcwelding AT klapatûkav influenceoftechnologicalfactorsonresistancetodelayedfractureofbuttjointsofrailsteelinarcwelding AT taranenkosd influenceoftechnologicalfactorsonresistancetodelayedfractureofbuttjointsofrailsteelinarcwelding AT proŝenkova influenceoftechnologicalfactorsonresistancetodelayedfractureofbuttjointsofrailsteelinarcwelding |
| first_indexed |
2025-11-25T21:17:56Z |
| last_indexed |
2025-11-25T21:17:56Z |
| _version_ |
1850555989792653312 |
| fulltext |
УДК 621.791.019
ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ
НА СОПРОТИВЛЯЕМОСТЬ ЗАМЕДЛЕННОМУ РАЗРУШЕНИЮ
СТЫКОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ РЕЛЬСОВОЙ СТАЛИ
ПРИ ДУГОВОЙ СВАРКЕ
В. Д. ПОЗНЯКОВ, д-р техн. наук, В. М. КИРЬЯКОВ, А. А. ГАЙВОРОНСКИЙ,
С. Б. КАСАТКИН, кандидаты техн. наук, А. В. КЛАПАТЮК, инж.
(Ин-т электросварки им. Е. О. Патона НАН Украины),
С. Д. ТАРАНЕНКО, канд. техн. наук, В. А. ПРОЩЕНКО, инж. (ОАО «Днепропетровский стрелочный завод»)
Приведены результаты исследований влияния технологических факторов и конструктивной формы разделки на
деформационную способность и циклическую долговечность сварных соединений рельсовой стали. Представлены
зависимости изменения деформационной способности hкр стыковых соединений с V- и U-образной формами разделки
кромок в зависимости от погонной энергии сварки, температуры предварительного подогрева и условий охлаждения
соединений после сварки. Разработана технология дуговой сварки продольного стыка рельсовых окончаний же-
лезнодорожных крестовин.
Кл ю ч е в ы е с л о в а : дуговая сварка, рельсовая сталь,
окончания железнодорожных крестовин, сварные соедине-
ния, деформационная способность, циклическая долговеч-
ность, сопротивляемость разрушению
Крестовины стрелочных переводов железнодо-
рожных путей изготовляют из высокомарганцевой
стали 110Г13 (сталь Гадфильда). В Украине такие
крестовины производят на стрелочных заводах в
Днепропетровске и Керчи с использованием тех-
нологии литья. Поскольку стрелочные крестови-
ны имеют сложную форму, то существующие тех-
нологические процессы их изготовления тру-
доемки и энергозатратны, что сказывается на их
стоимости. Следует также отметить, что испаре-
ние марганца при отливке изделий из стали
110Г13 ухудшает санитарно-гигиенические усло-
вия труда и экологию окружающей среды. Су-
щественно снизить себестоимость стрелочных пе-
реводов и улучшить экологическую ситуацию на
производствах можно путем использования для
изготовления крестовин рельсовой стали. При
этом появляется возможность замены в железно-
дорожных путях болтовых соединений крестовин
с рельсами сварными, за счет этого уменьшаются
динамические нагрузки на полотно и увеличива-
ется скорость движения поездов [1]. Данный путь
модернизации инфраструктуры железных дорог в
настоящее время развивается во всем мире.
Наиболее широко производство сварных кон-
струкций крестовин налажено в Европе на фирме
«Voest-Alpine» (Австрия). В соответствии с пред-
ложенной технологией сварка продольного шва
рельсового окончания, изготовляемого из рель-
совой стали, выполняется автоматическим спосо-
бом проволокой сплошного сечения диаметром
3 мм под слоем флюса. В дальнейшем готовое
рельсовое окончание, длина которого может из-
меняться от 1,5 до 3,6 м, приваривается контакт-
ным способом к сердечнику (сталь 110Г13) с ис-
пользованием вставки из стали 10Х18Н10Т.
Опытные образцы сварных крестовин с окон-
чанием из рельсовой стали отечественного про-
изводства (рис. 1) изготовлены на Муромском
стрелочном заводе и апробированы на полигоне
«Кольцо» (ст. Щербинка, Московской области,
РФ). Испытания, проведенные при нагрузке 27 т
на ось, согласно методике показали, что только
две из трех крестовин, изготовленных по техно-
логии фирмы «Voest-Alpine», успешно прошли
проверку, в то время как одна из них разрушилась
раньше нормативного срока (менее 80 млн т на
километр пробега).
Усталостная трещина в данной крестовине об-
разовалась в конце стыкового шва (кратерная зо-
на) и развивалась в перпендикулярном по отно-
шению к оси шва направлении. По-видимому, это
связано с тем, что повышенное тепловложение,
характерное для автоматической сварки под флю-
сом, способствует формированию в сварных со-
единениях рельсовой стали относительно широ-
кой зоны термического влияния (ЗТВ), в которой
образуется структура, отличающаяся повышенной
склонностью к хрупкому разрушению. В связи с
этим следовало разработать новую технологию
сварки продольного стыка стрелочных окончаний,
позволяющую избегать указанных недостатков.
Цель данной работы заключалась в оценке вли-
яния технологических (температура предвари-
© В. Д. Позняков, В. М. Кирьяков, А. А. Гайворонский, С. Б. Касаткин, А. В. Клапатюк, С. Д. Тараненко, В. А. Прощенко, 2011
11/2011 11
тельного подогрева и погонная энергия сварки)
и конструктивных факторов на деформационную
способность и долговечность сварных соединений
рельсовой стали в условиях статического и цик-
лического нагружений.
Исследования проводили на стыковых соеди-
нениях из высокоуглеродистой кремниево-мар-
ганцовистой рельсовой стали марки М76 с со-
держанием 0,71…0,82 % углерода и 0,75…1,05 %
марганца.
Влияние технологических факторов и конст-
руктивной формы разделки на прочностные
свойства соединений рельсовой стали при стати-
ческом нагружении изучали в условиях испыта-
ний сварных образцов на трехточечный изгиб на
установке Фридлянда. Образцы нагружали уси-
лием 3000 кг со скоростью 1 мм/мин. Критерием
оценки таких испытаний был уровень критической
деформации образцов hкр, при котором еще не про-
исходит образование трещины на поверхности
сварного соединения. Сварные образцы для ис-
пытаний представляли собой стыковые соедине-
ния рельсовой стали размером 240×85×18 мм. Ис-
следовали особенности разрушения многопроход-
ных соединений рельсовой стали с V- и U-образной
формами разделки, оценивали влияние значения по-
гонной энергии сварки (8,6 и 28,5 кДж/см), пред-
варительного подогрева при температурах 150 и
250 °С, а также условий охлаждения соединений
после сварки. В качестве сварочного материала
использовали низколегированную проволоку Св-
08Г2С диаметром 1,2 мм. Механизированную
сварку образцов осуществляли в смеси защитных
газов (80 % Ar + 20 % CO2).
При этом были использованы результаты ранее
выполненных работ по оценке влияния термоде-
формационного цикла сварки на формирование
структуры, изменение прочностных и пластичес-
ких свойств в металле ЗТВ рельсовой стали, а
также температуры предварительного подогрева
и погонной энергии сварки на сопротивляемость
сварных соединений образованию холодных тре-
щин [2, 3].
Результаты проведенных исследований по оцен-
ке влияния технологических факторов и конструк-
тивной формы разделки на деформационную спо-
собность сварных соединений рельсовой стали, по-
лученные при испытании на статический изгиб,
приведены на рис. 2–5.
Как видно из представленных данных, форма
разделки существенно влияет на показатели кри-
тической деформации образцов. Для сварных со-
единений с U-образной формой разделки hкр в
1,5…2,0 раза выше, чем у сварных соединений
с V-образной формой разделки (рис. 2). Исполь-
зование при сварке соединений рельсовой стали
с U-образной формой разделки предварительного
подогрева до 250 °С способствует повышению
Рис. 2. Влияние V- (1) и U-образной (2) форм разделки и
температуры предварительного подогрева Т0 на критическую
деформацию сварных соединений hкр рельсовой стали,
выполненных на погонной энергии сварки Qсв = 8,6 кДж/см
Рис. 1. Сварная железнодорожная крестовина с рельсовым окончанием: а — общий вид; б — участок в месте сварки
сердечника с рельсовым окончанием: 1 — участок крестовины в месте сварки сердечника с рельсовым окончанием; 2 — место
разрушения рельсового окончания; 3 — сердечник из стали 110Г13; 4 — вставка из стали 10Х18Н10Т; 5 — рельсовое
окончание из стали М76
12 11/2011
значения hкр в 1,5 раза. При этом также изменяется
характер самого разрушения сварных соединений.
Образование трещин и разрушение соединений
с V-образной формой разделки происходило ис-
ключительно по металлу зоны сплавления и око-
лошовной (участок крупного зерна ЗТВ). Повер-
хность разрушения образцов отличалась крупно-
кристаллической структурой, что является приз-
наком хрупкого разрушения (рис. 3). Разрушение
сварных соединений с U-образной формой раз-
делки протекало вязко, преимущественно по ме-
таллу шва, поверхность излома мелкокристалли-
ческая.
Увеличение погонной энергии сварки от 8,6
до 28,5 кДж/см позволяет дополнительно повы-
сить значение hкр соединений рельсовой стали
практически в 1,3 раза (рис. 4).
Для повышения сопротивляемости сварных со-
единений высокоуглеродистых сталей против об-
разования холодных трещин широко используют
технологический процесс, направленный на за-
медление их охлаждения после сварки. Это спо-
собствует релаксации сварочных напряжений в
соединениях и более полному протеканию про-
цессов диффузии водорода в металле. Так, нап-
ример, гребни колес грузовых вагонов после вос-
становительной наплавки охлаждают в специаль-
ных термокамерах [4]. Оценка влияния данной
технологической операции на сопротивляемость
сварных соединений рельсовой стали статичес-
кому нагружению изгибом была целью дальней-
ших исследований, проводимых применительно
к стыковым соединениям рельсовой стали с U-
образной формой разделки кромок, сварку кото-
рых осуществляли проволокой Св-08Г2С диамет-
ром 1,2 мм в смеси газов на погонной энергии
28,5 кДж/см с предварительным подогревом до
250 °С. Одну часть образцов после сварки ох-
лаждали на воздухе, а другую — помещали в тер-
мокамеру. Таким образом, скорость их охлажде-
ния замедлялась до 50 °С/ч. Результаты выпол-
ненных исследований, представленные на рис. 5,
свидетельствуют о том, что данная технологичес-
кая операция позволяет повысить уровень кри-
Рис. 3. Характерные изломы сварных соединений рельсовой стали с V- (а) и U-образной (б) формами разделки, выполненных
с предварительным подогревом до 150 °С на погонной энергии 8,6 кДж/см после испытаний на трехточечный изгиб
Рис. 4. Влияние погонной энергии сварки и температуры
предварительного подогрева на критическую деформацию
сварных соединений рельсовой стали с U-образной формой
разделки: 1 — 8,6; 2 — 28,5 кДж/см
Рис. 5. Влияние условий послесварочного охлаждения на
критическую деформацию сварных соединений рельсовой
стали с U-образной формой разделки, выполненных на погон-
ной энергии 28,5 кДж/см: 1 — охлаждение на воздухе при
20 °С; 2 — охлаждение в термокамере со скоростью 50 °С/ч
11/2011 13
тической деформации сварных соединений рель-
совой стали, по сравнению с образцами, охлаж-
дение которых производили на воздухе практи-
чески на 40 %.
Выполненные исследования показали, что за
счет перехода от V- к U-образной форме разделки
кромок, повышения погонной энергии сварки от
8,6 до 28,5 кДж/см, применения предварительно-
го подогрева соединений до 250 °С и замедления
скорости охлаждения после сварки до 50 °С/ч де-
формационную способность сварных соединений
рельсовой стали можно повысить более чем в че-
тыре раза.
Влияние формы разделки кромок на сопротив-
ляемость сварных соединений рельсовой стали ус-
талостным разрушениям исследовали в соответс-
твии с общепринятыми методиками испытаний на
усталость [5] на установке УМП-1 при симметрич-
ных циклах нагружения изгибом с частотой 14 Гц
при напряжении цикла 40 МПа. В качестве образ-
цов использовали стыковые соединения рельсовой
стали размером 250×85×18 мм с V- и U-образной
формами разделки без полного провара, что поз-
волило смоделировать условия выполнения про-
дольного шва рельсовых окончаний.
Образцы сваривали без предварительного по-
догрева в смеси защитных газов проволокой Св-
08Г2С диаметром 1,2 мм на режимах, обеспечи-
вающих погонную энергию 9,2 кДж/см при вы-
полнении корневого валика шва и 28,5 кДж/см
при заполнении оставшейся части разделки. Это,
с одной стороны, дало возможность уменьшить
долю участия основного металла в металле шва,
а с другой — избежать образования горячих тре-
щин в соединении.
В результате выполненных исследований ус-
тановлено (рис. 6), что сопротивляемость разру-
шению при циклическом нагружении сварных со-
единений с V-образной формой разделки в два
раза ниже, чем у соединений с U-образной формой
разделки (образование усталостной трещины дли-
ной 3 мм отмечено соответственно после 190000
и 430000 циклов нагружения).
Разрушение сварных соединений с V-образной
формой разделки происходило по линии сплав-
ления и металлу ЗТВ. Усталостная трещина в со-
единениях с U-образной формой разделки также
образовалась на линии сплавления в зоне непро-
вара. Дальнейшее их разрушение происходило по
металлу шва. Таким образом, с позиций стати-
ческой и циклической долговечности при изго-
товлении сварных соединений рельсовой стали
предпочтение следует отдавать соединениям с U-
образной формой разделки. Применительно к та-
ким соединениям проводили исследования на за-
вершающей их стадии.
Как и в предыдущем случае, сварку образцов
осуществляли в смеси газов проволокой Св-
08Г2С. Режимы сварки оставались неизменными.
Отличие состояло в том, что образцы сваривали
с полным проваром, перед сваркой их подогре-
вали до температуры 250 °С, а после сварки по-
мещали в термокамеру с целью замедления ско-
рости их охлаждения. Таким образом воспроиз-
вели технологический процесс, при котором свар-
Рис. 6. Влияние V- (1) и U-образной (2) форм разделки на
циклическую долговечность сварных соединений рельсовой
стали
Рис. 7. Влияние напряжений цикла на циклическую долго-
вечность сварных соединений рельсовой стали с U-образной
формой разделки, выполненных с предварительным подогре-
вом до 250 °С на погонной энергии 28,5 кДж/см
Рис. 8. Поверхность излома сварного соединения рельсовой
стали с U-образной формой разделки, выполненного с пред-
варительным подогревом до 250 °С на погонной энергии
28,5 кДж/см после циклического нагружения изгибом
14 11/2011
ные соединения рельсовой стали приобретали на-
ибольшую деформационную способность.
Результаты испытаний, проводимых при нап-
ряжениях цикла 120, 105, 95 и 85 МПа, приведены
на рис. 7. Они показали, что при напряжении цик-
ла 120 МПа усталостные трещины длиной 3 мм
образовывались после примерно 220000 циклов
нагружения, еще через 50000 циклов нагружения
образцы разрушались полностью. Зарождение и
начальное развитие трещины происходило по
линии сплавления, а затем по околошовному ме-
таллу ЗТВ. Отмечено, что после того, как трещина
образовалась на 10 % общей площади сечения
образца, дальнейшее его разрушение происходило
хрупко (рис. 8).
При снижении напряжения цикла до 105 МПа
усталостная трещина длиной 3 мм образовалась
после 643000 циклов, а при 95 МПа — через
1760000 циклов нагружения.
В двух из трех образцов, испытание которых
проводили при напряжении цикла 85 МПа, после
2000000 циклов трещины не обнаружены и по-
этому испытания прекратили. В одном из образ-
цов усталостная трещина длиной менее 1 мм об-
разовалась на линии сплавления соединения после
1901000 циклов нагружения, но поскольку при
дальнейшем нагружении она не развивалась, ис-
пытания также прекратили. Это дало нам осно-
вание считать нагрузку в 85 МПа условным пре-
делом выносливости сварных стыковых соедине-
ний рельсовой стали, выполненных по предло-
женной технологии.
Дополнительные исследования по отработке
предложенной технологии сварки соединений
рельсового окончания проводили при изготов-
лении опытной партии стрелочных переводов на
ОАО «Днепропетровский стрелочный завод». Эк-
сплуатационные испытания стрелочных перево-
дов с рельсовыми окончаниями, электродуговую
сварку которых выполняли по разработанной тех-
нологии, подтвердили высокие надежность и ка-
чество изделий. На основании этих испытаний
технология электродуговой сварки рельсовых
окончаний внедрена в серийное производство, а
на разработанный способ дуговой сварки продоль-
ного шва рельсового окончания выдан патент Ук-
раины [6].
Выводы
1. Установлено, что конструктивно продольные
швы рельсового окончания следует выполнять с
U-образной формой разделки.
2. Показано, что механизированную сварку
рельсового окончания необходимо осуществлять
на повышенных значениях погонной энергии в
смеси защитных газов на режимах, обеспечива-
ющих струйный процесс переноса электродного
металла.
3. Определено, что для обеспечения высокой
деформационной способности и повышения дол-
говечности сварных соединений рельсовой стали
перед сваркой их следует подогревать до темпе-
ратуры 250 °С, а после сварки — обеспечивать
замедленное охлаждение со скоростью около
50 °С/ч.
1. Кучук-Яценко С. И., Швец Ю. В., Кавуниченко А. В. Ра-
ботоспособность соединений железнодорожных кресто-
вин, выполненных контактной стыковой сваркой // Ав-
томат. сварка. — 2008. — № 9. — С. 39–42.
2. Сергиенко Ю. В., Сагиров И. В. Прогнозирование воз-
никновения закалочных структур при сварке рельсовых
сталей // Сб. докл. по материалам науч. семинара «Сов-
ременные достижения в области сварки, наплавки и род-
ственных технологий» (Мариуполь, нояб. 2000 г.). —
Мариуполь: Приазов. гос. ун-т, 2000. — С. 9–12.
3. Формирование свойств сварных соединений рельсовой
стали при электродуговой сварке / В. Д. Позняков, В. М.
Кирьяков, А. А. Гайворонский и др. // Автомат. сварка.
— 2010. — № 8. — С. 16–20.
4. Влияние технологических факторов на структуру и
свойства металла ЗТВ при ремонтно-восстановительной
наплавке гребней цельнокатаных вагонных колес / В. А.
Саржевский, А. А. Гайворонский, В. Г. Гордонный,
В. Ф. Горб // Там же. — 1996. — № 3. — С. 22–27, 33.
5. Прочность сварных соединений при переменных наг-
рузках / Под ред. В. И. Труфякова. — Киев: Наук. думка,
1990. — 255 с.
6. Пат. 91938 Україна, МПК В 23 К 9/16, В 23 К 9/23.
Спосіб електродугового зварювання / С. Д. Тараненко,
В. А. Прощенко, В. М. Кір’яков та ін. — Опубл.
10.09.2010; Бюл. № 17.
Investigation results on the effect of the technological factors and groove shape on deformability and cyclic fatigue life
of welded joints on rail steel are given. Dependences of variations in deformability hcr of butt joints with the V- and
U-grooves on the welding heat input, preheating temperature and conditions of cooling of the joints after welding are
presented. The technology developed for arc welding of longitudinal joints in rail ends of railway frogs is considered.
Поступила в редакцию 30.06.2011
11/2011 15
|