Soldadura por arco eléctrico de uniones de carriles. Rieles de soldadura ¿Qué electrodos son mejores para soldar?

06.09.2023

Incluso los rieles desechados o desgastados son una adquisición deseable para cualquier propietario ahorrativo. Después de todo, un riel duradero y resistente a la corrosión puede reemplazar cualquier viga de metal.

Sin embargo, la instalación de estructuras fabricadas con este tipo de metal laminado resulta muy complicada. Los rieles pesados requieren soldaduras fuertes. Los trabajadores ferroviarios utilizan para estos fines una composición especial de termita. Bueno, en la vida cotidiana se necesitan electrodos especiales para soldar rieles de ferrocarril. Y en este artículo describiremos precisamente esos productos con los que podrá unir los rieles de la forma que más le convenga.

Electrodos "carril"

A la hora de decidir con qué electrodos soldar los rieles, conviene tener en cuenta el espesor de un determinado tipo de metal laminado. Por lo tanto, la fuente de material de relleno en el proceso de soldadura de rieles solo pueden ser electrodos especiales de la serie UONI, destinados a unir estructuras de cuerpo grueso. Además, para soldar rieles, los representantes "junior" de esta serie son suficientes: los electrodos UONI 13/45 y 13/55, que se pueden utilizar para unir piezas de trabajo hechas de aceros con alto contenido de carbono o de baja aleación.

Los electrodos UONI 13/45 y 13/55 se diferencian de otras fuentes de material de relleno por su fundente especial (recubrimiento), que incluye minerales de ferromanganeso, grafito, silicio y otros materiales.

Gracias a esta mezcla de varios componentes, se garantiza una combustión estable del arco, transmitiendo alta temperatura a la zona de soldadura y se suprime el proceso de formación de poros en la costura de soldadura. También es interesante la composición del alambre del electrodo. Está fabricado a partir de una aleación de hierro y carbono aleado con níquel y molibdeno. El diámetro del alambre es de 2 a 5 milímetros.

Como resultado, basándose en la composición especial del fundente y el material de relleno, la serie UONI proporciona no sólo una alta velocidad de funcionamiento, sino también una resistencia no menos alta de la costura de soldadura.

Preparando el electrodo para soldar.

Electrodos para soldar carriles: funcionan en condiciones muy difíciles. Después de todo, el grosor de los bordes de unión en este caso puede ser de varias decenas de centímetros.

Por lo tanto, se imponen requisitos especiales a la calidad de dichos electrodos, a saber:

No debe haber grandes grietas en el revestimiento de dichos electrodos.
La humedad del revestimiento debe corresponder a un valor determinado.

Y si el cumplimiento del electrodo con el primer requisito se puede comprobar visualmente, entonces con la humedad todo es mucho más complicado.

Por lo tanto, antes de soldar, todos los electrodos de la serie UONI se someten a una calcinación (secado) obligatoria en una instalación especial.

Este procedimiento consiste en calentar el producto a una temperatura de 350 a 400 grados Celsius. Además, los electrodos se cargan en un "horno" ya calentado y "languidecen" en él durante aproximadamente 1 a 2 horas.

Después de dicha preparación, los electrodos se pueden usar en cualquier posición, usándolos para formar uniones inferiores, superiores y verticales en conexiones de corriente continua y polaridad inversa.

La única “contraindicación de uso” de la serie UONI es la soldadura de arriba a abajo.

Las personas que realizan construcciones a gran escala o simplemente están acostumbradas a hacerlo todo con potencia, probablemente se enfrenten al problema de soldar rieles. Soldar rieles es un problema porque tienen un gran diámetro y, como resultado, crean obstáculos para una soldadura cómoda. Por lo tanto, para soldar rieles es necesario utilizar electrodos de alta calidad, que le permitan tener plena confianza en la calidad del producto soldado.

Uno de esos electrodos que se pueden utilizar para soldar rieles es son SEIC 13/45 o SEIC 13/55. Sí, de hecho, los electrodos de soldadura UONI son una excelente opción para soldar estructuras de cuerpo grueso como los rieles.

Los electrodos UONI se utilizan para soldar estructuras críticas. hecho de metal, cuando se presenta una costura de metal con altos requisitos de resistencia al impacto. Muchos soldadores profesionales recomiendan los electrodos UONI para soldar estructuras que operan bajo cargas, presión y otros factores ambientales.

La soldadura con electrodos UONI nos permite obtener metal de alta calidad y muy resistente al agrietamiento y al contenido de hidrógeno. La soldadura con electrodos UONI se puede realizar en todas las posiciones espaciales. Para soldar, es necesario utilizar corriente continua de polaridad inversa.

El material para la fabricación de electrodos de soldadura UONI es el alambre de soldadura Sv-08A., que cumple plenamente con los estándares estatales adoptados en nuestro país. Se permiten pequeñas grietas en la superficie del revestimiento de los electrodos de soldadura, que pueden aparecer en el revestimiento del electrodo de soldadura. Sin embargo, si el revestimiento del electrodo de soldadura está muy dañado, entonces es necesario comprobar en qué lugar los guarda, ya que debido a la humedad, puede dañar el electrodo de soldadura.

El recubrimiento de los electrodos de soldadura UONI tiene algunas características que requieren una calcinación obligatoria antes de su uso. La calcinación de electrodos SSNI se realiza a temperaturas de 350 a 400 grados Celsius.

Calcinación de electrodos. antes de soldar facilita el trabajo con ellos y permite que la costura de soldadura realizada por ellos sea más duradera. Además, calcinar o secar los electrodos a la temperatura especificada los hace menos susceptibles a la humedad.

Como puede ver, el uso de electrodos de soldadura UONI permite realizar soldaduras de alta calidad. Gracias a su alta calidad y características de soldadura, podrás empezar a soldar carriles en poco tiempo.

Electrodos "carril"

Como resultado, basándose en la composición especial del fundente y el material de relleno, la serie UONI proporciona no sólo una alta velocidad de funcionamiento, sino también una resistencia no menos alta de la costura de soldadura.

Preparando el electrodo para soldar.

Electrodos para soldar carriles: funcionan en condiciones muy difíciles. Después de todo, el grosor de los bordes de unión en este caso puede ser de varias decenas de centímetros.

Por lo tanto, se imponen requisitos especiales a la calidad de dichos electrodos, a saber:

No debe haber grandes grietas en el revestimiento de dichos electrodos.
La humedad del revestimiento debe corresponder a un valor determinado.

Y si el cumplimiento del electrodo con el primer requisito se puede comprobar visualmente, entonces con la humedad todo es mucho más complicado. Por lo tanto, antes de soldar, todos los electrodos de la serie UONI se someten a una calcinación (secado) obligatoria en una instalación especial.

La única “contraindicación de uso” de la serie UONI es la soldadura de arriba a abajo.

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Método de soldadura de juntas de rieles.

La invención se refiere al campo de la soldadura, concretamente a la soldadura de raíles de ferrocarril. En los bordes de los carriles (1) y (2) o en el borde de uno de los carriles se realiza un corte transversal según un plano vertical desde la cabeza hasta el inicio del pie del carril. Se realiza un corte horizontal a lo largo de la superficie del extremo de los rieles o riel perpendicular al corte realizado previamente y se elimina un chaflán en la superficie del extremo de la suela en un ángulo de 45° para formar un embotamiento en la base de la suela (3 ). Instale los rieles con el espacio tecnológico requerido (4). El alambre de soldadura se inserta en el hueco junto con la punta terminal aislada del portaelectrodos de la máquina de soldar semiautomática. La soldadura por arco eléctrico se realiza de forma continua a lo largo de toda la altura del riel mediante placas de molde de formación lateral en la zona de soldadura con una corriente de soldadura que asegura la formación de un charco de líquido en todo el volumen del espacio tecnológico. Se obtiene un baño líquido en la raíz de la costura fundiendo los bordes del metal base de los rieles. Se aumentan las propiedades mecánicas de la soldadura y la productividad del proceso, y se facilita el trabajo del soldador. 2 enfermos.

La invención se refiere a métodos de arco eléctrico para soldar vías de ferrocarril y puede usarse principalmente para soldadura de rieles por arco eléctrico semiautomática.

Existe un método conocido para soldar automáticamente las uniones de una vía de ferrocarril, en el que los rieles se sueldan usando una máquina de soldar automática utilizando el método de arco eléctrico (ver Japón No. 08-00328 A, clase B23K 31/00, publicado el 01/09 /1996).

Sin embargo, este método de soldadura no se puede utilizar en condiciones de desgaste variable de las superficies de trabajo del cabezal de la vía y requiere soldadores altamente calificados.

El más cercano conocido en su esencia técnica y el resultado obtenido es el método de soldadura de rieles ferroviarios seleccionado como prototipo, que incluye cortar los bordes de los rieles o el borde de uno de los rieles, instalar los rieles con el espacio tecnológico requerido, introducir soldadura alambre en la ranura y soldadura por arco eléctrico utilizando placas de molde de formación lateral en la zona de soldadura utilizando una corriente de soldadura que asegura la formación de un baño líquido en todo el volumen de la ranura tecnológica (ver certificado de autor de la URSS No. 78136, clase B23K 9/ 02, 1942).

En el método conocido, los carriles se instalan con un espacio entre los bordes soldados de 9 a 14 mm. Con tal espacio, la soldadura se obtiene principalmente fundiendo el material del electrodo. Los bordes a soldar se calientan tanto que se forma un charco común de metal fundido, que se mantiene en estado líquido durante todo el período de soldadura. Los moldes que forman el lado exterior de la junta soldada pueden ser placas de grafito, cuya superficie interior tiene forma de carril. Las dimensiones y formas del refuerzo de soldadura dependen del tamaño y forma del correspondiente hueco que se realiza en el molde.

Los extremos de los rieles se cortan con una máquina cortadora de rieles a lo largo de un plano perpendicular al eje del riel. Los bordes no se biselan antes de soldar. El espacio entre los extremos de los rieles del orden de 9-14 mm no permite soldar los bordes de la base del riel, por lo que se utiliza un revestimiento de formación para formar la parte posterior de la raíz de la costura. La soldadura se obtiene principalmente fundiendo el material del electrodo, cuya masa fundida llena el espacio entre los extremos de la base del riel y el revestimiento de formación.

La desventaja más importante de este método es el cambio frecuente del electrodo (la longitud del electrodo utilizado para la soldadura manual de rieles es de 450 mm). Una vez que el electrodo se quema, se interrumpe el proceso de soldadura. Se forma una dura costra protectora de escoria en la superficie de la soldadura. Para continuar con el proceso de soldadura es necesario volver a encender el arco, fundir la escoria y continuar con el proceso. La interrupción periódica del arco provoca la formación de defectos como falta de penetración, inclusiones de escoria y poros de gas en la soldadura. Estos defectos son la causa de las bajas propiedades mecánicas de la unión soldada.

El resultado técnico del uso de la presente invención es un aumento de las propiedades mecánicas de la soldadura; reducción del tiempo de soldadura de carriles; ahorrando costosos materiales de soldadura, además de facilitar el trabajo del soldador.

El resultado técnico especificado se logra por el hecho de que en el método de soldadura de rieles de una vía férrea, que incluye cortar los bordes de los rieles o el borde de uno de los rieles, instalar los rieles con el espacio tecnológico requerido, introducir alambre de soldadura en la soldadura por huecos y por arco eléctrico mediante moldes laterales en la zona de soldadura con corriente de soldadura, asegurando la formación de un charco de líquido en todo el volumen del hueco tecnológico, al cortar los bordes de los rieles o el borde de uno de los rieles, se realiza un corte transversal a lo largo de un plano vertical desde la cabeza hasta el inicio del pie del riel, se realiza un corte horizontal a lo largo de la superficie del extremo del riel perpendicular al corte realizado anteriormente y se retira en la superficie del extremo de la suela hay un chaflán en un ángulo de 45° con la formación de un despuntado en la base de la suela, y la soldadura por arco eléctrico se realiza de forma continua a lo largo de toda la altura del riel mediante una máquina de soldar semiautomática con un portaelectrodos equipado con un aislamiento. La punta del extremo, que se inserta con alambre de soldadura en el espacio tecnológico, con la formación de baños líquidos en la raíz de la costura, se realiza fundiendo los bordes del metal base de los rieles.

El método de soldadura propuesto se puede realizar en dos versiones.

La figura 1 muestra una unión soldada con la preparación del borde de uno de los rieles, la figura 2 muestra una unión soldada con la preparación de 2 bordes de los rieles.

En la Fig.1 se indica lo siguiente: 1 - riel (sin procesamiento de bordes), 2 - riel con un borde preparado, 3 - despuntado, 4 - espacio entre los bordes, α - ángulo entre los bordes.

En la Fig.2 se indica lo siguiente: 1, 2 - rieles con un borde preparado, 3 - despuntado, 4 - espacio entre los bordes, α - ángulo entre los bordes. El ángulo α entre los bordes está en el intervalo de 30-60°.

En la primera variante del método de soldadura con preparación del borde de uno de los rieles, primero se procesan mecánicamente los bordes de los rieles o el borde de uno de los rieles, manteniendo un espacio entre los extremos de los rieles de 22-25 mm. En lugar de una boquilla normal, se instala una punta especial (tapa de extremo aislada) en el soporte de soldadura, que permite soldar en un espacio estrecho a lo largo de toda la altura del riel. La punta con el alambre se inserta en la ranura y la soldadura se realiza utilizando placas de molde en la zona de soldadura con una intensidad de corriente que asegure la formación de un baño líquido en todo el volumen de la ranura. Para aumentar la resistencia de la unión soldada, los extremos de los rieles se preparan cortándolos a lo largo de un plano vertical formando un ángulo de 45° con el eje longitudinal del riel, de modo que la soldadura experimente una carga mínima cuando la rueda rueda sobre el superficie de la cabeza del riel. La soldadura se realiza mediante un método de arco eléctrico continuo y semiautomático.

Soldar raíles de ferrocarril tapa P65. Prepare los bordes del riel desde ambos extremos o desde uno, manteniendo un espacio entre los extremos de los rieles de 22-25 mm. Las superficies de los extremos de los rieles se limpian hasta obtener un brillo metálico antes de soldar. Se instala un revestimiento de cobre debajo de la base de los rieles que se están soldando, formando el reverso de la costura y se fija con una abrazadera. La base del riel se suelda con alambre tubular autoprotector con un diámetro de 1,6 mm, a una intensidad de corriente de 190-200 A. Se instalan moldes laterales de cobre (cristalizadores) en el cuello y la cabeza de los rieles y se fijan. con una abrazadera. Suelde el cuello y la cabeza del riel.

El método propuesto permite obtener una soldadura con propiedades mecánicas equivalentes a las propiedades del metal base, mientras que las propiedades mecánicas resultantes de la soldadura aumentan la vida útil de los carriles hasta la vida útil de los carriles instalados en la vía sin soldadura.

En la segunda variante del método de soldadura con la preparación de 2 bordes de los rieles, primero se procesan mecánicamente los bordes de los rieles o el borde de uno de los rieles, en este caso se realiza un corte transversal a lo largo del plano vertical desde el diríjase al inicio del pie del riel, y luego se hace un corte horizontal a lo largo de la superficie del extremo del riel perpendicular al corte realizado anteriormente y al final de la suela se quita un chaflán con un romo en la base de la suela del riel, los rieles se instalan con el espacio tecnológico necesario, se inserta un electrodo en el espacio y se suelda con una máquina de soldar semiautomática y utilizando moldes en el lugar de soldadura con una intensidad de corriente que asegure la formación de un baño líquido en todo el volumen del hueco, y el baño líquido en la raíz de la soldadura se obtiene fundiendo los bordes del metal base.

Se mecanizan preliminarmente los bordes de los rieles o el borde de uno de los rieles, se realiza un corte transversal a lo largo de un plano vertical desde la cabeza hasta el inicio de la suela del riel y se realiza un corte horizontal a lo largo de la superficie del extremo del riel perpendicular al corte realizado anteriormente, y se retira un chaflán en el extremo de la suela con un despuntado en la base de la suela del carril, y el baño líquido en la raíz de la soldadura se obtiene fundiendo los bordes del metal base.

Soldar raíles de ferrocarril tapa P65. En los talleres mecánicos, las distancias se miden para medir un trozo de riel de 3 mo más de longitud de acuerdo con TU 32 TsP-670-88 y preparar los bordes del riel en ambos extremos para su instalación en lugar del riel defectuoso. En este caso, se realiza un corte transversal a lo largo de un plano vertical desde la cabeza hasta el inicio del pie del carril. Luego se realiza un corte horizontal a lo largo de la superficie del extremo del riel perpendicular al corte realizado anteriormente y se bisela el extremo de la suela en un ángulo de 45° con un despuntado de 2 mm en la base de la suela del riel. Se hacen marcas en el riel del que se retira la sección defectuosa. Cortar el trozo de carril defectuoso, del mismo tamaño que el preparado, e instalar en este lugar un trozo de carril con los bordes preparados para soldar. El espacio entre los rieles es de 2 mm. Los extremos de los rieles se limpian hasta obtener un brillo metálico antes de soldarlos.

Debajo de la suela de los rieles a soldar se instala un revestimiento de cobre, que forma el reverso de la costura, y se fija con una abrazadera. La raíz de la costura se suelda con un electrodo UONI-13/65 de 3 mm de diámetro, corriente 140-160 A, y luego se llena el espacio entre los extremos de la base del riel con un electrodo UONI-13/65 de 5 mm. de diámetro, corriente 250-280 A.

Coloque los moldes laterales de cobre en el cuello y la cabeza de los rieles y asegúrelos con una abrazadera. El cuello y la cabeza del carril se sueldan mediante electrodos UONI-13/65, de 5 mm de diámetro, corriente 250-280 A.

Un método para soldar rieles de ferrocarril, que incluye cortar los bordes de los rieles o el borde de uno de los rieles, instalar los rieles con el espacio tecnológico requerido, introducir alambre de soldadura en el espacio y soldar por arco eléctrico utilizando placas de molde de formación lateral en la soldadura. zona a corriente de soldadura que asegura la formación de un charco de líquido durante todo el volumen del hueco tecnológico, caracterizada porque al cortar los bordes de los rieles o el borde de uno de los rieles, se realiza un corte transversal a lo largo de un plano vertical desde la cabeza hasta el inicio de la suela del riel, se realiza un corte horizontal a lo largo de la superficie del extremo del riel perpendicular al corte realizado anteriormente y se elimina en la superficie del extremo de la suela un chaflán en un ángulo de 45° con la formación de una rozidad en la base de la suela, y la soldadura por arco eléctrico se realiza de forma continua a lo largo de toda la altura del riel mediante una máquina de soldar semiautomática con un portaelectrodos equipado con una punta terminal aislada, que se inserta con el soldar alambre en el espacio tecnológico, formando así un baño líquido en la raíz de la soldadura realizada fundiendo los bordes del metal base de los rieles.

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Métodos de soldadura de carriles (Contacto eléctrico, arco eléctrico, prensa de gas y soldadura aluminotérmica), página 2

Los rieles de soldadura utilizando el segundo método, tapajuntas con calentamiento intermitente preliminar, consta de una etapa de calentamiento intermitente, una etapa de fusión continua; etapas de recalcado y soldadura, etapas de enfriamiento de uniones soldadas. En este método, a diferencia del primer método, el metal de los carriles se calienta mediante cierres y aperturas cíclicos repetidos de los extremos de los carriles. La soldadura por contacto eléctrico proporciona la más alta calidad de uniones soldadas. La calidad de las uniones soldadas está determinada por el grado de deformación plástica y calentamiento del metal del riel. En este sentido, es primordial asegurar estrictamente los regímenes de soldadura aprobados por la Dirección General de Vías del Ministerio de Ferrocarriles.

7.3. Soldadura por arco

En la soldadura por arco eléctrico, los carriles se unen mediante el metal de un electrodo, que se funde por el calor de la descarga del arco.

La soldadura de juntas por arco eléctrico no requiere la aplicación de presión de sedimentos. Para esta soldadura se utiliza corriente alterna de un transformador o corriente continua de una unidad de soldadura móvil.

El mejor método de soldadura por arco eléctrico es el método del baño, en el que los extremos de los rieles, cortados perpendicularmente al eje longitudinal, se instalan sin fractura en planta, y en el perfil con una elevación de 3-5 mm, y en En esta posición se fijan con un espacio de 14-16 mm.

Se inserta un electrodo entre los extremos, a través del cual pasa una corriente de 300-350 amperios. El metal fundido del electrodo llena el espacio entre los extremos a lo largo de toda la sección transversal del riel.

Para evitar que el metal fundido del electrodo se propague, se utilizan moldes de cobre inventariados para cerrar el espacio desde la parte inferior y los lados. Las uniones soldadas se rectifican a lo largo de todo el perímetro del carril. La calidad de la junta soldada depende de los electrodos y su recubrimiento, la constancia del estado líquido del metal hasta el final del proceso de soldadura y la minuciosidad del procesamiento de la costura.

La soldadura por arco eléctrico se utiliza únicamente para los carriles tendidos en las vías de las estaciones, excepto en las vías principales, de recepción y de salida.

7.4. Soldadura con prensa de gas

La soldadura por presión de gas garantiza la conexión del metal a una temperatura

por debajo del punto de fusión aplicando presión.

La principal ventaja de la soldadura de rieles con prensa de gas es la alta calidad de la conexión y la producción de una estructura metálica homogénea en el área de unión, por lo que este tipo de soldadura es especialmente ventajosa cuando se aplica a tipos de rieles más pesados.

Antes de soldar, los extremos de los dos rieles se colocan firmemente uno contra el otro y, junto con la junta, los extremos de ambos rieles se cortan simultáneamente con una sierra circular en una máquina cortadora de rieles o con una sierra mecánica, lo que garantiza un ajuste perfecto. de las puntas y limpieza del metal. Inmediatamente antes de soldar, los extremos de los rieles deben lavarse minuciosamente con tetracloruro de carbono o dicloroetano. La preparación antes de soldar consiste en precalentar los extremos de los carriles.

Para calentar el riel se utilizan quemadores multillama del tipo MG-50R,

MG-65R, MG-75R. En la Figura 1.3 se muestra un quemador de llama múltiple tipo MG - P65.

Fig.7.3: Quemador multillama MG-R65 (a) y su cañón (b):

1 – parte superior del quemador; 2 – pastillas con orificios para gas; 3 – parte inferior del quemador; 4 – gasoducto; 5 y 9 – tuberías de agua corriente; 6 – abrazadera de gas que conecta 1 y 3; 7 – cámara de distribución de gas; 8 – cordón con tetina; 10 – extensión que conecta el cañón con la cámara de mezcla; 11 – cámara de mezcla; 12 – cañón del quemador; 13 y 14 – accesorios para suministrar gas al cañón.

Los extremos de los rieles se sujetan con una prensa hidráulica y se calientan a una temperatura de 12.000 °C mediante un sistema de quemadores de múltiples llamas que realizan movimientos oscilatorios a lo largo de la junta (50 vibraciones por minuto). Al mismo tiempo, los carriles se comprimen con una fuerza establecida por cálculo (10 - 13 toneladas) hasta obtener un asentamiento de un valor determinado (unos 20 mm).

Para soldar se utilizan prensas de gas universales SGP - 8U o MGP - 9.

Después de soldar, la junta se procesa y luego se normaliza.

7.5. Soldadura aluminotérmica

La creación de líneas de alta velocidad y vías sin interrupciones establece altos estándares de calidad para los ferrocarriles, especialmente en los puntos de conexión. La soldadura aluminotérmica de carriles cumple plenamente con estos estándares.

La soldadura aluminotérmica de carriles está destinada a la unión de cualquier combinación de carriles endurecidos volumétricamente, endurecidos superficialmente y no endurecidos térmicamente.

La soldadura de juntas de torones de rieles y juntas (excepto las aislantes) de desvíos colocados sobre traviesas y vigas de madera o de hormigón armado se puede realizar en las vías principales, de recepción y de salida, de estación y de joroba de los ferrocarriles de la Federación de Rusia, en las vías de acceso de las empresas industriales, así como en el metro.

Este proceso se basa en la reacción de la termita, descubierta en 1896 por el profesor Hans Goldschmidt, que es una reacción química de reducción del hierro puro de su óxido con ayuda del aluminio, liberando una gran cantidad de calor:

Fe2O3 + 2Al => 2Fe + Al2O3 + 849 kJ

La reacción de la termita ocurre en el crisol unos segundos después de la ignición de la porción de termita, que consiste en una mezcla de aluminio en polvo, óxido de hierro, partículas de acero que amortiguan la reacción y aditivos de aleación necesarios para obtener acero de la calidad requerida. La reacción tiene lugar a temperaturas superiores a 2000oC con una separación final capa por capa de los productos de reacción: acero líquido (abajo) y escoria ligera (arriba).

En Rusia, VNIIZhT, junto con las empresas extranjeras Snaga (Eslovaquia), Electro-Termit (Alemania), Reltech (República Checa y Francia), realizan trabajos relacionados con la soldadura con termita de elementos ferroviarios en el área de conexión de vías. Al colocar una vía continua, el método de soldadura de rieles con termitas (Fig. 1.4.) juega un papel importante. Actualmente, en la zona de desvío, es el principal método de conexión de carriles. Es una tecnología rentable con gran flexibilidad de aplicación. En la mayoría de los casos, la soldadura se puede realizar sin cerrar la etapa. La tecnología de la empresa Elektro-Termit, que se ha generalizado más que otras empresas, representa dos métodos principales de soldadura electrotérmica en el mercado ruso: el llamado método SoWoS y el método SkFau (SkV) (Fig. 1.5 ).

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Electrodos para soldar raíles ferroviarios.

Las personas que realizan construcciones a gran escala o simplemente están acostumbradas a hacerlo todo con potencia, probablemente se enfrenten al problema de soldar rieles. Soldar rieles es un problema porque tienen un gran diámetro y, como resultado, crean obstáculos para una soldadura cómoda. Por lo tanto, para soldar rieles, es necesario utilizar electrodos de alta calidad que le permitan tener plena confianza en la calidad del producto soldado.

Algunos de los electrodos que se pueden utilizar para soldar carriles son el UONI 13/45 o el UONI 13/55. Sí, de hecho, los electrodos de soldadura UONI son una excelente opción para soldar estructuras de cuerpo grueso como los rieles.

Los electrodos UONI se utilizan para soldar estructuras metálicas críticas cuando se imponen altos requisitos de resistencia al impacto a la costura metálica. Muchos soldadores profesionales recomiendan los electrodos UONI para soldar estructuras que operan bajo cargas, presión y otros factores ambientales.

El material para la fabricación de electrodos de soldadura UONI es el alambre de soldadura Sv-08A, que cumple totalmente con las normas estatales adoptadas en nuestro país. Se permiten pequeñas grietas en la superficie del revestimiento de los electrodos de soldadura, que pueden aparecer en el revestimiento del electrodo de soldadura. Sin embargo, si el revestimiento del electrodo de soldadura está muy dañado, entonces es necesario comprobar en qué lugar los guarda, ya que debido a la humedad, puede dañar el electrodo de soldadura.

Calcinar los electrodos antes de soldarlos facilita el trabajo con ellos y permite que la costura de soldadura realizada con ellos sea más duradera. Además, calcinar o secar los electrodos a la temperatura especificada los hace menos susceptibles a la humedad.

Soldar rieles es un trabajo difícil, por lo que para poder hacerlo de la forma más rápida y eficiente posible, es necesario utilizar electrodos UONI. Además, para poder calcinar los electrodos UONI y guardarlos en un lugar adecuado, lo mejor es adquirir un horno especial para calcinar electrodos.

Este método de soldadura rara vez se utiliza en instalaciones de tranvías y en vías de estaciones de ferrocarril debido a sus características de resistencia relativamente bajas. La ventaja del método de soldadura por arco eléctrico es que puede soldar rieles en la carretera.

Las uniones soldadas mediante el método de arco eléctrico se pueden dividir en dos grupos: 1) uniones con soldadura de superposiciones y revestimientos; 2) juntas soldadas en toda la sección transversal de los rieles (método del baño). Las juntas del primer grupo, debido a sus propiedades de resistencia extremadamente bajas, no se utilizan en el transporte ferroviario y rara vez se utilizan en las vías del tranvía.

Camino del baño'

El método del baño para soldar juntas de rieles fue desarrollado por la Planta de Soldadura Experimental de Moscú.

La soldadura se realiza mediante corriente continua o alterna mediante electrodos con un diámetro de 5 mm. La alimentación se suministra de serie - 76

0 equipo de soldadura eléctrica tipo STE-34; PS-500; PAS-400

La corriente aplicada es de 300-350 a. Para soldar utilizar electrodos del grado UONI-IZ/55A con una resistencia temporal al metal de 55 kg/mm2.

Actualmente, debido a la aparición de nuevos grados de acero para rieles con datos de mayor resistencia, se recomienda utilizar electrodos UONI-13/85u con una resistencia temporal del metal depositado de 85 kg/mm2.

Como regla general, el montaje de juntas para soldar se realiza en la junta - iakh. Los extremos de los carriles se cortan mediante escuadra mediante medios mecánicos o gas. Después de cortar con gas, se deben limpiar de incrustaciones los extremos de los rieles.

La junta debe nivelarse en los planos vertical y horizontal, después de lo cual se eleva entre 1,0 y 1,5 mm por línea lineal. metro.

La cantidad de elevación de la articulación se ajusta mediante cuñas de madera y la comprobación se realiza con una regla de acero especial con pasadores de longitud ajustable en los extremos.

El espacio entre los rieles a soldar debe ser de 12 a 15 mm o 1,5 veces el diámetro del electrodo, teniendo en cuenta el espesor de la capa de recubrimiento. .

Tecnológicamente, la soldadura de una junta de carril se puede dividir en dos operaciones principales: soldadura de la base, soldadura del cuello y cabeza.

* La soldadura de la suela se realiza sobre la placa restante (acero) o de cobre removible. La longitud de esta placa es 20 mm mayor que el ancho de la base del riel y el ancho de la placa es 40 mm.

Se utilizan varias variantes de tales placas:

1) acero (Art. 3) de 5 a 6 mm de espesor; la placa se coloca debajo de la articulación y se presiona firmemente;

2) combinados, se coloca una placa de acero de 2 mm de espesor debajo de la junta y un revestimiento de cobre debajo;

3) directamente debajo de la junta se presiona una placa de cobre con una ranura llena con varios trozos de electrodos UONI-13/55 A.

Los mejores resultados se obtienen utilizando cobre y placas combinadas. *

La base del riel es el lugar más sensible de la junta soldada, donde la mala calidad del metal depositado y otros errores de soldadura son especialmente pronunciados.

Cuando se utiliza el método de soldadura en caliente, es importante retener el metal líquido depositado y la escoria en el espacio entre juntas. Para ello se utilizan moldes especiales de cobre reutilizables: los inferiores para soldar la suela y los laterales para soldar el cuello y la cabeza.

En el exterior, las formas tienen forma rectangular. Su contorno interno corresponde a la forma de la sección del carril con el que se acoplan. Hay un hueco a lo largo del eje del molde, que durante la soldadura se llena con metal líquido depositado para formar un refuerzo de unión.

Al instalar los encofrados, su eje se alinea con el espacio de la junta y los encofrados laterales también se fijan con una abrazadera.

El espacio en la unión de los encofrados con la superficie de los rieles no debe exceder 1 mm. En caso contrario, los bordes de los moldes deben recubrirse con arcilla ignífuga. Al soldar la suela, la costura comienza desde el borde de la placa y, haciendo movimientos oscilatorios a lo largo del espacio de la junta, la lleva al otro extremo, soldando con cuidado las esquinas entre los extremos de las lamas y la placa.

La segunda sutura debe aplicarse en dirección opuesta, comenzando también desde el borde de la placa.

Al realizar las siguientes pasadas, debe controlar cuidadosamente que el baño líquido de metal fundido esté ubicado a lo largo de toda la suela.

Durante el proceso de soldadura, los movimientos oscilatorios del electrodo deben realizarse rápidamente. La soldadura de la suela debe realizarse en el centro de la junta, por lo que la costura se obtiene con una pendiente desde el centro hacia los bordes, que corresponde al perfil de las lamas.

En la parte inferior de la junta, la costura de soldadura debe tener un refuerzo de 2-3 mm y los bordes de la suela deben superponerse con una costura lisa.

Después de soldar la suela, se debe limpiar la superficie de la costura de escoria.

Después de instalar los encofrados laterales, la soldadura posterior debe comenzar inmediatamente para evitar un enfriamiento significativo de la junta.

El arco de soldadura se excita al final de la soldadura de la suela, es decir, en la base del cuello, y se conduce llenando continuamente todo el espacio con el metal depositado.

Al terminar de soldar la junta, es necesario depositar sobre la superficie de rodadura una pieza rentable de 4-5 mm de espesor, que compense la contracción durante la cristalización de la junta.

Después de soldar, cuando la junta aún esté roja, se debe sellar su superficie mediante forja.

Las desventajas del método de soldadura en caliente son las grietas en caliente y la falta de penetración. A veces aparecen grietas calientes al soldar rieles de acero Bessemer, que contiene una mayor cantidad de impurezas nocivas como azufre, fósforo y nitrógeno. Los mismos defectos pueden ocurrir cuando se aceleran los procesos de soldadura de tipos de rieles pesados.

La falta de penetración y las inclusiones de escoria, por el contrario, se obtienen a bajas velocidades de soldadura.

Si se encuentran defectos, la soldadura posterior se puede realizar a una temperatura de la junta de al menos 300°.

Cuando se trabaja con instalaciones de grúas y en la instalación de vías férreas, surge la necesidad de conectar y soldar rieles. En este caso, se utiliza una tecnología especial que garantiza una fuerza de conexión especial y resistencia a cargas elevadas. Hay que decir que dicho trabajo pertenece a una categoría separada de trabajos de soldadura, cuyas características discutiremos en este artículo.

La soldadura se puede realizar utilizando las siguientes tecnologías.:

Termita.
Arco eléctrico.
Soldadura con prensa de gas.

Cada una de estas tecnologías tiene sus propias desventajas y ventajas específicas. Hablemos con más detalle sobre estos métodos de soldadura.

Soldadura por arco eléctrico de uniones de carriles.

Hoy en día, esta tecnología es la más extendida, lo que se explica por la simplicidad del equipo, la facilidad de trabajo y la calidad de la conexión. Al realizar trabajos de soldadura, los rieles se colocan en la posición deseada, después de lo cual el espacio entre las juntas se rellena capa por capa con material de soldadura. La fusión del material de soldadura está garantizada por las altas temperaturas de la descarga del arco. Si es necesario soldar los extremos de los rieles, se utiliza corriente alterna de un transformador. También es posible utilizar máquinas de soldar móviles que funcionen con corriente continua.

Cuando se utiliza la tecnología de arco eléctrico, es posible soldar juntas de rieles mediante el método del baño, en el que se montan rieles cortados perpendicularmente a su eje dentro del baño. En el baño, están bien soldados entre sí. Con este método de soldadura, los rieles se fijan con un espacio de no más de 16 milímetros. La elevación del perfil puede variar entre 3 y 5 milímetros.

Cuando se utiliza el método del baño, se coloca un electrodo entre los extremos, a través del cual se suministra una corriente eléctrica con una potencia de aproximadamente 350 amperios. El electrodo llena rápidamente el espacio entre los rieles que se están conectando, distribuyendo uniformemente el material fundido por toda la sección. Este método elimina la dispersión del metal, al tiempo que garantiza un cierre de la más alta calidad del espacio entre los elementos metálicos conectados. Una vez completada la soldadura, será necesario lijar la costura de conexión alrededor del perímetro.

Soldadura aluminotérmica de carriles

El método de soldadura por termita se basa en la capacidad del óxido de aluminio y el hierro para reaccionar entre sí a altas temperaturas. Esta soldadura con termita también se denomina tecnología aluminotérmica. Para realizar esta soldadura se utiliza una forma resistente a altas temperaturas, que en apariencia es idéntica a la geometría de los rieles. Esta forma debe soportar temperaturas de más de 2000 grados, en las que se produce el contacto entre el aluminio y el hierro.

Esta tecnología de soldadura se descubrió a finales del siglo XIX. Sin embargo, debido a su complejidad tecnológica, se ha generalizado hace relativamente poco tiempo. Las principales dificultades para realizar este tipo de soldadura con termita son que la reacción del óxido de aluminio y el hierro se produce sólo a temperaturas de varios miles de grados. En consecuencia, fue necesario calentar ambos rieles a temperaturas tan extremas y utilizar una forma adecuada que no pudiera derretirse y mantener su geometría.

Para unir metales, es necesario encender la mezcla de termita, que se quema rápidamente y produce una temperatura alta. Una porción de termita de este tipo contiene no sólo óxidos de aluminio y hierro, sino también diversos aditivos de aleación. Dichos aditivos son necesarios para obtener la conexión más duradera con los parámetros requeridos de resistencia al estrés mecánico. Durante esta reacción de temperatura, se produce una separación capa por capa de escoria ligera y acero líquido. En este caso, la escoria aparece en la parte superior y posteriormente se elimina fácilmente de la junta.

El método termita para soldar rieles le permite unir materiales endurecidos en masa y endurecidos en superficie. Hay que decir que con esta tecnología se garantiza una conexión duradera y duradera, por lo que el método de soldadura con termita ha encontrado aplicación en la fabricación de ferrocarriles de alta velocidad sin juntas.

Tecnología de prensa de gas

Esta original tecnología de unión de rieles implica el uso de temperaturas por debajo del punto de fusión, pero debido a la alta presión, se garantiza una conexión de rieles de alta calidad. Las ventajas de esta tecnología de soldadura incluyen las siguientes:

Excelentes indicadores de calidad de la conexión realizada.
Estructura homogénea de la junta del pavimento ferroviario.
Alto rendimiento.
Consumo mínimo de materiales depositados.

Este tipo de soldadura por prensa de gas se utiliza ampliamente para unir rieles ferroviarios pesados. Al realizar esto, se utiliza un equipo especial que permite garantizar la mayor presión posible sobre los rieles conectados. Los productos metálicos se presionan firmemente entre sí, después de lo cual los extremos se calientan con una abrazadera especial y, debido a la alta presión, los rieles se conectan entre sí. Durante dicho trabajo, es necesario asegurarse de que los elementos a soldar se laven con tricloruro de carbono. Esto permite la conexión de elementos metálicos a nivel molecular.

Los indicadores de temperatura de funcionamiento de la tecnología de prensa de gas son de aproximadamente 1200 grados. Para este tipo de trabajos se utilizan quemadores multillama y potentes prensas hidráulicas. Para un calentamiento de alta calidad de la junta se utilizan quemadores de llama múltiple, que realizan numerosas vibraciones en la zona de la junta soldada, lo que permite un calentamiento de alta calidad del metal. La prensa hidráulica utilizada para conectar los rieles proporciona una presión de 13 toneladas o más. La contracción de los rieles al conectarlos mediante esta tecnología es de unos 20 milímetros.

Conclusión

Las tecnologías existentes actualmente permiten obtener una conexión duradera, confiable y resistente a cargas mecánicas. La elección de una tecnología u otra se realiza en función del equipamiento disponible y del tipo concreto de carriles a conectar. Hay que decir que una elección cualitativa del equipo utilizado y el cumplimiento de toda la tecnología de trabajo garantizarán una soldadura de rieles de alta calidad.