Спосіб алюмотермічного зварювання рейок заливанням проміжного металу з легуванням стального виливка в зоні головки рейки

1 Способ алюмотермической сварки рельсов заливкой промежуточного металла с легировани ем стальной отливки в зоне головки рельса, в ко тором сталь, полученную при сгорании термитной смеси, заливают в огнеупорную литейную форму, в которую заключены концы соединяемых рель сов, а часть сливаемой из реакционного тигля стали, которая образует сварное соединение в зоне головки рельса, вводят в контакт с дополни Настоящее изобретение относится к способу алюмотермической сварки рельсов заливкой промежуточного металла с целенаправленным легированием стальной отливки в зоне головки рельса Целью способа является целенаправленное придание необходимых свойств при сварке в соответствии с требованиями к железнодорожному пути В способе алюмотермической сварки (способ термитной сварки) в качестве единственного из известных способов сварки плавлением применяют химическую реакцию, предназначенную для получения расплавленного присадочного материала. При этом для снижения количества оксидов тяжелых металлов, предпочтительно оксида железа, используют большое сродство алюминия к кислороду Высокоэкзотермический процесс может быть представлен в следующем виде: тельными легирующими добавками, отличающийся тем, что дополнительные легирующие добавки вводят по окончании алюмотермической реакции и отделения стали от шлака через затвор в литейной форме и при закрытом переливе в литейной форме. 2 Способ по п 1, отличающийся тем, что легирующие добавки размещают в емкости ниже затвора 3. Способ по п 1, отличающийся тем, что леги рующие добавки размещают сверху на затворе. 4. Способ по п 1, отличающийся тем, что леги рующие добавки размещают в выемке под затво ром. 5 Способ по пп 1-3, отличающийся тем, что ле гирующие добавки применяют в форме порошка или гранулята 6 Способ по п 1, отличающийся тем, что леги рующие добавки подвешивают под затвором. 7 Способ по пп 1-6, отличающийся тем, что ле гирующие добавки применяют в твердой компакт ной форме оксид тяжелого металла + алюминий -» тяжелый металл + оксид алюминия +тепло, или для реакции с использованием железа Fe2O3+2AI->2 Fe+AI2O3+849 кДж Алюмотермическая реакция в тигле протекает после точечного воспламенения, осуществляемого с помощью соответствующего воспламеняющего стержня, в течение нескольких секунд при сильном выделении тепла Затем происходит разделение продуктов реакции, нагретых до температуры порядка 2500°С, причем более легкие по своему удельному весу шлаки (AI2O3) образуют плавающий слой на поверхности железа. В основные компоненты термитной смеси оксид железа и алюминий малой зернистости ~ вводят добавки зернистых частиц стали для замедления реакции, а также, в зависимости от особенностей свариваемого материала, добавки компонентов сталеобразования, таких как С, Мп, Сг, V и Мо Образующаяся при сгорании термитной реакционной смеси расплавленная сталь необходимо О т ю о 00 оГ 28055 го качества пригодна для применения в технике высококачественной сварки. Способ сварки можно охарактеризовать следующими технологическими переходами: размещение деталей в определенном порядке и положении при соответствующем зазоре между ними в зависимости от поперечного сечения сваривания и способа; формирование места сварки с помощью огнеупорной формы; предварительный нагрев торцов деталей с помощью специальной горелки с использованием смесей газ/воздух, бензин/воздух, бензин/кислород, ацетилен/кислород или предпочтительно пропан/кислород; заливка расплавленной стали в форму и сварка торцов деталей промежуточной или круговой заливкой. С помощью этого способа можно сваривать детали всех типов с любым поперечным сечением, причем сварку можно проводить как при монтаже конструкций, так и при ремонтных работах. Наибольшее распространение алюмотермическии способ сварки благодаря своему простому и не зависящему от внешних источников энергии выполнению получил при сваривании рельсов. При этом служащая в качестве наплавляемого металла сталь, полученная при сгорании термитной смеси, по своим прочностным свойствам должна максимально соответствовать рельсовой стали. Известные алюмотермические смеси, называемые также порциями термитной смеси, удовлетворяют этим требованиям благодаря тому, что к основной смеси, состоящей из алюминия и окиси железа, добавляют легирующие элементы, такие как, например, углерод, марганец, хром, кремний, ванадий и титан. Для замедления реакции и охлаждения к алюмотермической смеси добавляют, кроме того, железо, соответственно стальной скрап, благодаря чему одновременно повышается количество получаемой стали. Так, например, в различных странах применяют рельсы, при изготовлении которых их частично легируют, придавая им особые качественные характеристики, а именно когда необходимо целенаправленно повысить концентрации этих специальных легирующих элементов в головке рельса до определенных значений в соответствии с составом рельсового материала, не легируя при этом подошву рельса. Однако в последние годы на железнодорожном транспорте во все возрастающем объеме стали применять рельсы с закаленными головками. Эта тенденция связана с тем, что, с одной стороны, возрастают нагрузки на рельсы, вследствие чего при использовании обычных рельсов происходит их усиленный износ, а с другой стороны, вследствие более жестких экономических требований стремятся увеличить циклы замены рельсов. Например, особенно малые радиусы поворота колеи (