2 Технологический процес

В путевом хозяйстве широко применяют наплавку рельсов в местах образовавшихся в процессе эксплуатации выбоксовин и выкрашиваний, а также их изношенных концов, закрепленных в болтовых стыках. Раньше рельсы наплавляли исключительно ручными способами: в местах выбоксовин и выкрашиваний — газопорошковой наплавкой, а концы рельсов — ручной дуговой наплавкой. Ручной дуговой наплавкой восстанавливают также в пути изношенные крестовины. На настоящее время газопорошковая наплавка — это единственный способ восстановления рельсов, имеющих дефекты в средней по длине части.

Из всех наплавочных газотермических способов нанесения покрытий способ газопорошковой наплавки является наиболее простым и доступным. Данный способ в сравнении с другими обладает рядом технико-экономических преимуществ: относительная простота реализации процесса нанесения покрытий, практическое устранение проблемы отслоения покрытия от основы, низкие затраты на оборудование и реализацию процесса наплавки, универсальность применения.

Однако широкое применение способа газопламенной наплавки покрытий затруднено ввиду ряда недостатков:

• низкая степень механизации и автоматизации процесса наплавки;

• неудобство и низкая точность нанесения покрытий на малогабаритные детали;

• высокие потери порошковых сплавов при наплавке (20…50%);

• неравномерное распределение температур в пятне нагрева;

• отсутствие стабильной однородности качества наплавленных слоев

Рисунок 2.1. Комплекс оборудования для механизированной наплавки рельсов в пути

С целью повышения производительности и качества наплавки в 2002...2003 г. закончены научные исследования по разработке технологий механизированной наплавки концов рельсов и высокомарганцовистых крестовин, а также необходимых для этих целей наплавочного оборудования и порошковых проволок. Применение механизированной (полуавтоматической) и автоматической наплавки концов рельсов в сравнении с ручным способом штучными электродами позволяет повысить производительность наплавки в 2...2,5 раза и продлить срок службы рельсов до капитального ремонта пути. Максимальная длина наплавки составляет 400 мм, глубина — 8 мм.

Технология выполнения наплавки самозащитной порошковой проволокой в основном ничем не отличается от технологии наплавки в углекислого газе. Открытая дуга дает возможность точно направлять электрод, наблюдать за процессом формирования наплавляемого слоя, что имеет большое значение при наплавки деталей сложной формы. Одним из преимуществ этого способа является применение менее сложной аппаратуры по сравнении с аппаратурой, применяемой при наплавки под флюсом и защитного газе, а также возможность выполнять наплавочные работы на открытом воздухе; увеличивается производительность по сравнении с наплавкой под флюсом и в защитных газах, снижается себестоимость наплавляемого металла.

Самым универсальным и прогрессивным способом восстановления рельсов и элементов стрелочных переводов (крестовин и т.д.) в пути является механизированная наплавка с использованием порошковой самозащитной проволоки. Наплавка проводится согласно требованиям технологических инструкций ТИ-ВНИИЖТ СВ-03/04 «Наплавка рельсов в пути» и ТИ ВНИЖТ 0502/9-04 «Восстановление крестовин из стали марки Г13Л механизированным наплавкой в пути», разработанных ОАО «ВНИИЖТ» и утвержденных Департаментом пути и сооружений ОАО «РЖД».

Рисунок 2.2 – Рельс до наплавки

1 - местный износ 2 – рельс

Механизированная наплавка порошковой проволокой по сравнению с ручной наплавкой электродом обладает рядом преимуществ. К основным из них можно отнести:

• больший объем наплавляемого металла в единицу времени, и следовательно, более высокая скорость наплавки;

• лучшая стабильность электрической дуги и удобство контроля сварочной ванны;

• меньше вероятность появления пор и шлаковых включений в наплавленном металле;

• улучшенный внешний вид и форма валика, вследствие чего зона наплавки требует меньшей зачистк.

Технологический процесс восстановления состоит из следующих этапов:

1. Доставка оборудования к месту работы (на автомашине, на дрезине, автомотрисы) .

2. Установка, подключение и проверка работоспособности оборудования на месте проведения работ.

3. Предыдущая механической обработки дефектного места рельсы шлифовальной машиной (ШМ - РО, СЧРА и т.д. ).

4. Предварительный подогрев до 400°С (для концов рельсов). При восстановлении крестовин предварительный подогрев не проводится.

5. Наплавка подготовленного места порошковой проволокой.

6. Механическая обработка шлифовальной машиной ШМ - РО, СЧРА и т.д.) для придания рельсу в зоне наплавки соответствующей формы (рис. 2.3) [5].

Оборудование наплавочного комплекса мобильное, компактное, удобное в работе и обладает необхидними техническими характеристиками.

Состав комплекта оборудования:

Бензогенератор «Вепрь», что обеспечивает электроснабжение наплавочного комплекса в пути напряжением 220/380 В мощностью до 12 кВА;

Инверторный сварочный Выпрямитель ФЭБ - 315 «Магма», с максимальным сварочным током до 300 А (таб. 2.1) [ 7 ];

Таблица 2.1 - Технические характеристики выпрямителя Магма

Сварочный ток при tокр.ср. = 30 ° С, ПН = 100%, не менее	315А (35В; 11кВт)
Диапазон регулирования сварочного тока в ручных режимах	5-350А
Диапазон регулирования сварочного напряжения в полуавтоматических режимах	12-40В
Диапазон установки напряжения холостого хода	50-85В
Диапазон напряжения питания: от трехфазной сети 220В/380В от однофазной сети 220В трехфазной сети 127/220В от сети постоянного напряжения	300-495В  175-245В 200-350В, 400-700В
Потребляемая мощность от сети, полная при максимальной выходной мощности, не более	18КВА
Рабочий диапазон температуры окружающей среды	от - 40°С до + 40°С
Габаритные размеры с защитным каркасом, не более	540 х 370 х 290 мм
маса	25 кг

Блок подачи проволоки ФЭБ-09 «Форт»

Технические характеристики ФЕБ-09 «Форт»:

Для сварочных источников	МАГМА-350/МАГМА-315
Скорость подачи проволоки, м/мин.	0-18
Мощность двигателя, Вт	95
Диаметр проволоки, мм	0,8-1,6
Точность установки скорости, %	+/- 1
Точность установки напряжения, %	+/- 1
Цифровая индикация	есть
Подключение пульта	есть
Число программ сварочного тока	4
Режимы сварки короткими и длинными швами	2-такта, 4-такта, заклепка
Диаметр кассеты для проволоки, мм	300
Габаритные размеры, мм	570х210х390
Диапазон рабочих температур, °С	-40°С +40°С
Масса, кг	14

Шлифовальная машина ШМ-РО, ручная шлифовальная машина BOSCH; Газовый пост для подогрева концов рельсов;

Каждая бригада робитникив-зварникив с комплектом оборудования Полностью автономная и базируется на автомобиле типа Газель.

Рисунок 2.3 – Рейка після наплавлення