Какой шлифовальный круг используется для шлифовки сварного шва после сварки рельсов?

Шлифовка сварочных швов — это две разные работы, и для них нужны два разных шлифовальных круга.

• Первая задача: удалить гофру. Сварной шов оставляет излишки металла над головкой рельса — гофру, выпуклость и часто приподнятый край с обеих сторон шва. Это массовое удаление металла на очень коротком участке пути, поэтому колесо должно резать быстро, не забиваясь. Это колесо для сварочной зоны: колесо класса 150×56×M20 из циркониево-алюминиевого сплава с полимерной связкой, работающее на легком или ручном станке со скоростью вращения 6000 об/мин .
• Задача вторая: восстановить профиль. Удаление воротника — это не то же самое, что восстановление рельса. Головку необходимо вернуть к ее проектной форме по определенной длине с каждой стороны стыка, причем переход должен быть достаточно длинным, чтобы колеса не ощущали ступеньку. Если этого не сделать, вы создадите жесткий геометрический разрыв именно там, где возникают самые высокие динамические нагрузки.
• Производственный процесс. В тех случаях, когда за смену выполняется множество сварных швов, обработку сварного шва выполняют шлифовальные круги, например, 260×25×120 мм, установленные на рельсовом станке, а затем шлифовальный станок обрабатывает шов в обычном режиме. Оба процесса заканчиваются на одинаковых предельных значениях приемки.
• Не используйте один и тот же круг для выполнения обеих задач плохо. Круг, достаточно грубый для быстрой обработки фланца, слишком грубый, чтобы обеспечить необходимую чистоту поверхности рельса. Попытка финишной обработки грубым кругом приводит к появлению царапин и чрезмерной шлифовки; попытка обработки фланца финишным кругом приводит к засаливанию круга и пригоранию рельса.

Размеры колес, которые выполняют эту работу

Последний ряд стоит разделить на складе. Отрезной и шлифовальный круги не взаимозаменяемы: отрезной круг тонкий, с прочным связующим веществом и предназначен для резки, а шлифовальный круг создан для постепенного удаления материала и получения гладкой поверхности. Смешивание их — одна из наиболее распространенных ошибок в мастерской.

Почему сварной шов является самым сложным коротким участком рельсов в сети?

• Металл не идентичен рельсу. Термитная сварка достигает температуры реакции выше 2500 °C , отливается в форму и предварительно нагревается до 350-500 °C , и для того, чтобы быть принятой на вооружение, должна достигать 95% прочности основного металла или выше в соответствии с TB/T 1632.3. Вокруг сварного шва находится зона термического воздействия с твердостью, отличающейся от твердости основного рельса. Колесо, столкнувшись с твердым участком и покрываясь глазурью, будет полировать, а не срезать его — именно полировка позволяет сохранить небольшой выступ.
• Длина зоны заполнения является заданной, а не необязательной. Допуск на выравнивание в месте соединения составляет 0,5 мм или менее до сварки, а после шлифовки соединение должно находиться в пределах рабочей поверхности, чтобы ничто не воспринималось как ступенька. Шлифовка сварного шва на слишком коротком участке — это наиболее распространенный способ получения дефекта, который не проходит визуальный осмотр.
• Вы работаете в условиях прерывистой резки. В месте соединения шлифовальный круг многократно входит и выходит из твердого металла, что как раз и является причиной нагрузки, на которую рассчитано использование смоляного соединения с армированием стекловолокном. Именно поэтому хрупкое соединение здесь нежелательно, независимо от того, насколько хорошо оно работает на прямой линии.
• Нагрев представляет собой реальную опасность на небольшой площади. Шлифовка сварного шва концентрирует энергию в зоне длиной всего несколько сотен миллиметров. Температура готовой поверхности должна быть ниже 150 °C , не должно быть сплошной синей полосы, а проход не должен создавать белый слой твердостью 870 HV0.3, который примерно в два с половиной раза превышает твердость основного металла (около 340 HV0.3) . На сварном шве этот слой находится именно в месте наибольшего напряжения на рельсе.
• Приемка осуществляется путем измерения, а не визуальной оценки. Ra 10 мкм или лучше, в пределах 0,3 мм под линейкой длиной 1 м, наклон кривой более 1‰, и удаление основного материала внутри 0,5 мм верхнего слоя. К соединению применяются те же пределы, что и при серийном производстве.

Пять проверок перед установкой колеса на шпиндель.

1. Тип крепления: резьба шпинделя M20, оправка 5/8 дюйма или болтовое крепление — колесо должно точно соответствовать крепежным отверстиям станка. Колесо, которое «почти подходит», не устанавливается.
2. Зазор между защитным кожухом и головкой блока цилиндров. Конструкция головки блока цилиндров рассчитана на определенный диаметр обода. Колесо большего диаметра, чем позволяет защитный кожух, не может использоваться по закону, а колесо значительно меньшего диаметра обода открывает доступ к шпинделю и изменяет угол контакта в месте сварки.
3. Номинальная скорость вращения соответствует скорости вращения шпинделя. Номинальная скорость — это характеристика колеса, а не станка. Колесо диаметром 150 мм при скорости 50 м/с соответствует примерно 6366 об/мин ; колесо диаметром 125 мм — примерно 7639 об/мин . Именно поэтому эти колеса имеют маркировку в диапазоне 6000–7500 об/мин. В соответствии со стандартом Q/CR 1-2014 колесо должно выдерживать нагрузку, в 1,5 раза превышающую номинальную скорость, в течение 30 секунд без разрушения при скорости 50 м/с или ниже, и в 1,6 раза превышающую её — испытание обеспечивает защиту только в том случае, если станок остается в пределах маркировки.
4. Абразивные и абразивные материалы. Циркониевый оксид алюминия в диапазоне F16–F20. В ходе наших испытаний материалов циркониевый оксид алюминия класса F16 показал прочность на сжатие 308,0 МПа при коэффициенте шлифования 41,0 , по сравнению с 124,0 МПа и 22,4 для прокаленного бурого оксида алюминия. Бурый оксид алюминия предназначен для отрезных кругов, а не для чистовой обработки.
5. Контроль балансировки и контроль партии. Допустимый дисбаланс определяется по массе колеса в соответствии с GB/T 2492 и ISO 6103, а в Q/CR 1-2014 установлен коэффициент статического баланса K=0,4 . В соответствии с Q/CR 1-2014 §6.2.2 внешний вид, сопряженные поверхности, размеры, статический баланс и прочность на вращение проверяются для каждого колеса отдельно — такой режим необходим для сварочных работ, поскольку один дисбаланс колеса проявляется непосредственно в виде вибрации и пригорания в месте соединения.

Качественное выполнение работы: последовательность и проверка

1. Дайте сварному шву как следует остыть. Для термитной сварки требуется около 5-8 минут охлаждения, а общий цикл составляет 25 минут или меньше . Шлифовка раскаленного металла повреждает шлифовальный круг и деформирует поверхность.
2. Сначала выполните черновую обработку, только поперек воротника. Обработайте воротник сварочным кругом, используя обе стороны шва, а не только одно направление, и остановитесь, как только достигнете профиля головки. На этом этапе не стремитесь к блеску.
3. Затем выполните плавный переход. Переключитесь на чистовой шлифовальный круг и обработайте переход по всей длине шлифовки. Съем материала за один проход составляет около 0,2 мм при обычной активной шлифовке, с ограничением в 0,5 мм на съем основного материала — работайте в рамках этого бюджета, а не пытайтесь завершить обработку за один проход.
4. Оценивайте по пределам, а не по отпечаткам. Линейка, шероховатость поверхности, скорость среза и цвет. Если видна синяя полоса, значит, обработка была слишком горячей, независимо от того, как выглядит числовое значение.
5. Зафиксируйте это. Шов, который был отшлифован и измерен, с сохранением данных, стоит больше, чем шов, который был отшлифован дважды.

Что касается сварки, ознакомьтесь с тем, что представляет собой алюмотермическая сварка и как работают замена рельсов и сварка . Что касается шлифовки: почему длина шлифовки является невидимым критическим параметром при обработке сварных швов , почему шлифовка составляет половину работы при термитной сварке , полный рабочий процесс шлифовки сварных швов и стандарты приемки шлифовки . Если вы работаете в условиях блокировки, это руководство по замене путей в период блокировки охватывает всю последовательность работ.

Несколько слов о методе. Официальные китайские рекомендации отдают предпочтение контактной сварке и сварке под давлением газа при строительстве новых и реконструкции линий вместо термитной сварки, поскольку сварной шов, контролируемый на заводе, обеспечивает более стабильное качество. Термитная сварка по-прежнему используется, и в условиях ограниченного пространства иногда это единственный вариант — что делает описанную выше процедуру шлифовки еще более важной, а не менее.

Сварочные и шлифовальные материалы, использованные в этом ответе.

Две составляющие одной и той же операции, обе поставляемые нами под брендом Molaton rail consumables: высокоэффективная система термитной сварки рельсов TWS для самого соединения, а также шлифовальные круги для зоны сварки, обработки и финишной обработки, используемые сразу после сварки. Полный ассортимент сварочного оборудования представлен системами замены и сварки рельсов , а шлифовальные круги — шлифовальными кругами для рельсов и сварочными материалами для рельсов . Изготовление зон сварки нестандартных размеров осуществляется с помощью решений по легкой индивидуальной настройке .