Сварка железнодорожных рельсов – непростой и трудоемкий процесс. Основная сложность заключается в материале обрабатываемых деталей. Сталь для рельсов содержит большое количество углерода, который затрудняет плавку. Существует несколько способов сварки, которые преодолевают эту проблему: газопрессовая, электродуговая и алюминотермитная.
После появления алюминотермитной сварки, которая оказалась более эффективной, ее контактные аналоги постепенно отошли в сторону, хоть и не были позабыты совсем.
С помощью воспламенителя создается однопорционный заряд энергии, который существенно увеличивает температуру (до 1 тыс. градусов Цельсия). Ее достаточно для создания соединения вне зависимости от типа рельсов.
Алюминотермитная сварка может существенно облегчить работу с монтажом рельсов. Однако для этого мастер должен обладать хорошим опытом и необходимыми знаниями.
При нарушении технологического процесса в месте формировании швов образуются трещины. Чтобы этого избежать, рекомендуем ознакомиться с сутью алюминотермитной сварки, перечнем необходимого оборудования и порядком проведения работ.
Принцип действия
Технологический процесс алюминотермитной сварки происходит следующим образом. Элементы рельсового полотна, которые нужно соединить, располагаются встык друг с другом. В зависимости от их конфигурации используются специальные формы, в которые укладываются соединяемые детали. Благодаря этому создаваемая при монтаже конструкция будет герметичной.
После формирования шва, его нужно тщательно осмотреть на предмет щелей и зазоров. При выявлении недочетов участок обрабатывается термостойкой обмазкой. Благодаря жидкой консистенции она проникает во все щели, заполняя свободные участки.
Процедуру следует проводить до того, как металл полностью застынет. После использования обмазки поверх шва появляется шлак. Его следует отбить с помощью молотка и затем провести зачистку шва. Для шлифовки можно использовать болгарку или специальную машинку.
Полученный в результате сварки шов не проседает со временем. При этом работы по монтажу происходят максимально оперативно (не более получаса).
Для сварки используется специальный порошок на основе оксида железа (77%) и алюминиевой крошки (23%). При этом получаемая смесь состоит из мельчайших частиц, размер которых не превышает 0,5 мм. В процессе нагрева происходит переход оксида железа в чистый металл, который и объединяет рельсовые детали.
Преимущества использования алюминотермитной сварки
Как мы уже говорили, популярность использования этого типа соединения рельсов обусловлена эффективностью работ. Если разбирать достоинства алюминотермитной сварки более подробно, можно выделить следующее:
- высокий процент КПД – опытные мастера в течение 1 часа в среднем выполняют 10-12 соединений;
- для работы не требуется специфических материалов и инструментов, все необходимо можно купить в ближайшем строительном магазине;
- технологический процесс проходит даже при отсутствии стационарного источника электроэнергии;
- сварщик должен обладать определенными навыками для создания качественных швов, однако какие-то специфические знания ему не требуются;
- полученные швы отличаются высокими показателями прочности, выдерживая большие нагрузки без разрушения и деформации;
- сварка абсолютно безопасна для жизни и здоровья мастера (естественно при соблюдении ТБ и использования исправных качественных инструментов).
Имея дело с алюминотермитной сваркой необходимо помнить и о некоторых особенностях, пренебрегая которыми можно получить проблемы со здоровьем или качеством работ.
- Порошок на основе оксида железа легко воспламеняется. При работе с ним нужно четко соблюдать все требования техники безопасности (в том числе использовать защитную одежду, перчатки и очки).
- Перед началом сварки следует убедиться в исправности инструмента.
- Технологический процесс выполняется со строгим соблюдением всех пунктов.
- При работе с уже расплавленным порошком необходимо следить, чтобы в емкость не попала вода. В противном случае в противном случае металл начнет разбрызгиваться.
Необходимый в работе инструмент
Для проведения алюминотермитной сварки потребуется следующее оборудование:
- горелка для нагрева металла;
- бочка с заглушкой, в которую насыпается порошок (допускается использование тигля);
- форма для рельсов;
- обмазка, используемая для заполнения щелей и зазоров;
- болгарка либо шлифовальная машина;
- молоток;
- зубило;
- металлическая лопатка для того, чтобы убирать шлак.
Технологический процесс с использованием алюминотермитной сварки
Подготовка. В первую очередь необходимо снять с рельсов крепления, расположенные в непосредственной близости от будущего сварного шва. Дальние крепления можно просто ослабить. Затем с помощью горелки металл нагревают и очищают от ржавчины.
Выравнивание. Чтобы рельсы правильно легли в форму, следует выпрямить их по горизонтали и вертикали. Для этого с креплений снимаются прокладки, затем вставляют специальные клинья. С помощью молотка деталям придается необходимая форма.
Чтобы убедиться, что все выполнено правильно, воспользуйтесь метровой линейкой. Наконец рельсы выставляют для сварки. При этом между торцами должна соблюдаться дистанция 2,5 мм.
Установка. В зависимости от конфигурации рельсов подбирают и устанавливают герметичную форму. Стенки конструкции плотно прижимают к деталям, чтобы устранить зазоры. Если часть из них все же осталась, между песком и швом устанавливается шпатель. Горелку размещают над местом, где впоследствии будет прокладываться шов.
Сварка. В первую очередь нагревают металл рельсов. Для этого на горелке выставляется давление кислорода (5 бар) и давление пропана (1,5 бар). В течение 90-120 секунд в область будущего соединения подается пламя. После этого горелку можно убрать в сторону.
Зачистка. Когда шов готов, но металл еще не остыл, нужно избавиться от наплывов. Для этого их срезают, а места соединения обрабатываются с помощью шлифовальной машины.
Контроль качества. Чтобы проверить качество выполненной работы, воспользуйтесь щупом и линейкой. Они помогут выявить неровности поверхности. Далее проверьте статичность изгиба. Если все в порядке, переходите к следующему шву.
При соблюдении всех процессов и правил техники безопасности алюминотермитная сварка выполняется быстро и качественно. Если вы не уверены в собственных силах, передайте процесс в руки более опытного специалиста.
