Спосіб дугового зварювання в середовищі захисного газу сталевих залізничних рейок (варіанти)

Цей винахід стосується способу і пристрою для зварювання розділених кінців рейок, зокрема зварювання двох розділених залізничних рейок "в полі" методом дугового зварювання. Багато років величезну кількість робіт було присвячено з'єднанню розділених залізничних рейок способом стикового зварювання того чи іншого типу. Такі спроби взагалі виявилися дорогими і невдалими завдяки обмеженням процесів, що застосовувалися, часу, необхідному для здійснення процесу зварювання, вартості виконання процесу зварювання і/або нездатності отримати вдалі, довговічні з'єднання. В патенті США №3192356 (Shrubsall) розкрито спосіб дугового зварювання під флюсом як удосконалення для усунення недоліків попередніх способів газопресового зварювання і стикового електрозварювання оплавленням, а в патентах США № 3308266 (Adams) і №4429207 (Devletian) ілюстровано найпоширеніший процес електродугового зварювання, в якому застосовується спосіб електрошлакового зварювання для заповнення проміжків між розділеними залізничними рейками "в полі". Цей процес містить заповнення проміжку між рейками ванною розплавленого металу, покритою придатним шлаком. Для запобігання витіканню маси розплавленого металу з проміжку між рейками передбачено бічні форми і нижню деталь, що створює великий виступ металу нижче рейок, який простягається від фактичного проміжку. Ці попередні патенти ілюструють модифікований спосіб електрошлакового зварювання (ЕШЗ), який можна застосувати "в полі", де рейки неможливо перевернути "дном догори" для нормального зварювання. Пояснено переваги електрошлакового зварювання над нормальним термітним способом, що звичайно застосовується сьогодні. В цих описах попередні способи зварювання рейок, в тому числі термітний спосіб, виявили суттєві недоліки, які, як відомо, спричиняють численні відмови "в полі". Ці патенти запозичено тут з посиланням для опису способу електрошлакового зварювання, незважаючи на те, що цей спосіб було відкинуто як непрактичний з огляду на його очевидні недоліки і нездатність отримати рівномірні і надійні шви "в полі". Справді, цей спосіб мусить використовувати великі маси розплавленого металу, що створює проблеми "в полі". Як декларовану перевагу над електрошлаковим способом в патенті США №5175405 (Karimine) описано поєднання електрошлакового способу і способу газоелектричного дугового зварювання. В цьому патенті пропонується автоматизований спосіб зварювання для стикового зварювання розділених кінців залізничних рейок із застосуванням процесу газоелектричного дугового зварювання в поєднанні з електрошлаковим процесом. Детально обговорюються недоліки поширеного в практиці способу термітного зварювання і випробуваного раніше способу зварювання закритою дугою. Як указано, термітний спосіб утворює з'єднання, які мають неприпустимо велику частоту відмов, однак з огляду на економіку, час і неспроможність отримати вдалий процес дугового зварювання, цей термітний процес все ще є можливим процесом "в полі". Недоліком способу безперервного дугового зварювання, який обговорювався, зокрема в цьому патенті, є неможливість запалити дугу і необхідність запалення і гасіння дуги після виконання процесу зварювання. Для усунення деяких з цих недоліків в цьому патенті обговорюється застосування процесу дугового зварювання під флюсом в нижній частині проміжку між рейками для впевненого старту процесу зварювання для подальшого і безперервного дугового зварювання. Патент США №5175405 (Karimine) запозичено тут з посиланням для виявлення недоліків термітного процесу, способу зварювання закритою дугою і способу зварювання під флюсом; всі вони були випробувані і не мали успіху "в полі". Рішенням, що запропоновано у патенті США №5175405 (Karimine), є застосування способу газоелектричного дугового зварювання в поєднанні з процесом електрошлакового зварювання, в якому спосіб газоелектричного дугового зварювання застосовується у основи проміжку для усунення недоліків попередніх спроб використати повністю електрошлакове зварювання. Однак цей процес з використанням газоелектричного дугового зварювання у основи проміжку не міг би мати успіх "в полі" внаслідок того факту, що не існує спосіб, який забезпечить точний старт і відкладення першого шару присадкового металу на низу проміжку. В патенті США №5605283 (Lahnuteiner та інші) розкрито зварювання залізничних рейок укупі за допомогою численних валиків, що простягаються поперечно до подовжнього напрямку рейок. Валики сходять від основи рейок до їх головок в поперечнопаралельному і подовжньо перехрещеному співвідношенні і наплавляються в процесі дугового зварювання в середовищі інертного газу. Три зони рейок, а саме основа, шийка і головка, окремо і послідовно зварюються укупі, і процес дозволяє використання різних присадкових матеріалів в різних зонах зварювання. Процес зварювання потребує затримок між операціями зварювання послідовних зон і тому є небажано тривалим за часом і дорогим. Патенти, запозичені посиланням, ілюструють недоліки попереднього рівня галузі, до якої належить цей винахід, коли було випробувано без успіху різні типи процесів дугового зварювання. Внаслідок цього загально визнаний недосконалим термітний процес є єдиним процесом, який широко застосовується для вміщення розплавленого металу між розділеними рейками для з'єднання укупі таких рейок "в полі". Передумови винаходу Залізничні рейки необхідно встановлювати й ремонтувати шляхом з'єднання кінців рейок, коли вони знаходяться в експлуатації або збираються для використання "в полі". Процес з'єднування дає з'єднання між рейками, яке має високу міцність, піддається металургійному поліпшенню, не буде розтріскуватися і може бути сформовано економічно за дуже короткий час. Як критерій для такого процесу зварювання, процес має бути здійснено суттєво швидше, ніж за 45 хвилин, а то такий процес спричинить затримку або змінювання маршруту залізничного руху. На цей час застосовуються два процеси для з'єднання рейок "в полі". Перший процес - це термітний спосіб, в якому розділені рейки оточуються придатною піщаною формою, і сталь розплавляється і заливається в форму для заповнення проміжку між розділеним рейками. Після твердіння розплавленого металу рейки стають з'єднаними; однак цей процес, який застосовується універсально, має частоту відмов, яка, згідно з повідомленнями, може досягати 75%. Крім того, рейки повинні розплавлятися сталлю, залитою в проміжки між рейками. Ця вимога розплавлення не завжди виконується, що також сприяє відмові з'єднань, створених "в полі" термітним процесом. Для різкого зменшення недоліків універсального вживаного термітного процесу, в якому сталь заливається в проміжки між рейками, кінці рейок мають бути з'єднані в процесі стикового зварювання оплавленням, в якому кінці рейок зводяться укупі надзвичайно великими зусиллями, коли електричний струм проходить між рейками. Це спричиняє розплавлення кінців рейок і їх зварювання укупі під тиском. Цей процес різко зменшує частоту відмов з'єднання до менш ніж 10%. Однак процес стикового зварювання оплавленням найкраще здійснювати на рейках у виробничому підприємстві, де рейки не прикріплені до шпал, і їх можна звести укупі за допомогою стаціонарного гідравлічного обладнання. Для усунення недоліків універсально вживаного термітного процесу процес стикового зварювання оплавленням було модифіковано для застосування "в полі". Однак час для процесу зварювання є значно довшим, ніж для термітного процесу, оскільки рейки мають бути розтягнуті під час операції гідравлічного зведення, і ця операція потребує від'єднання одної чи обох рейок від шпал. Ця ручна операція має бути зроблена в зворотному порядку після завершення процесу зварювання, що потребує дуже багато часу. Стикове зварювання оплавленням поглинає частину рейок, що спричиняє труднощі після закінчення процесу зварювання. До того ж може виявитися необхідним вварювати відрізки рейок в рейку для забезпечення необхідного для шва рейкового матеріалу. Крім того, невигідно транспортувати гідравлічне обладнання, потрібне для створення величезного тиску між рейками, до віддалених місцеположень, що необхідно "в полі". Процес стикового зварювання, крім того, утворює задирку навколо периферії з'єднаних рейок, яку необхідно зрізати і потім шліфувати, для того щоб надати можливість гладкої роботи і також відвернути концентрації напруження в з'єднанні під час використання. Навіть незважаючи на те, що процес стикового зварювання оплавленням різко зменшує частоту відмов з'єднань, зроблених "в полі", термітний процес все ще застосовується, оскільки його можна здійснити швидко простим укладенням форми навколо проміжку між розділеними рейками. Цей процес не потребує великого гідравлічного обладнання і є порівняно дешевим. Частота відмов компенсується повторним виконанням термітного процесу після відмови з'єднання. При здійснені цього необхідно вирізати велику ділянку рейки і вставити на вільне місце новий відрізок рейки. Таким чином, відмова термітного з'єднання звичайно спричиняє необхідність двох замінних термітних з'єднань з їх схильністю до відмови. Як можна побачити, навіть незважаючи на те, що термітний процес застосовується універсально, існує суттєва необхідність в деякому процесі, який буде з'єднувати рейки "в полі", причому цей процес мав би низьку частоту відмов, але мав би й переваги, притаманні термітному процесу. Ця необхідність існувала багато років. Періодично випробували процеси дугового зварювання, такі як електрошлакове, безперервне дугове зварювання, дугове зварювання під флюсом і їх поєднання. Жоден з цих процесів не мав успіху, оскільки вони використовують непрактично велике обладнання, потребують неприпустимо довгого часу для зварювання і кінцевого шліфування і не призвели до придатних частот відмов. Процес дугового зварювання, особливо в нижній частині проміжку між рейками, був незадовільним. Крім того, ці попередні спроби застосування дугового зварювання для з'єднання кінців розділених залізничних рейок були дорогими, мали потребу в складному обладнанні і потребували значного часу для підготовки до процесу зварювання і фактичного здійснення процесу зварювання. Такий час не надається при зварюванні рейок "в полі". Суть винаходу Цей винахід стосується способу і пристрою для застосування дугового зварювання в середовищі захисного газу (газоелектричного зварювання) для з'єднання розділених кінців залізничних рейок "в полі", причому спосіб і пристрій дають як наслідок економічну, швидку і механічно й мсталургійно обгрунтовану технологію. Залізничні рейки мають дещо стандартну форму в поперечному перерізі, в якому є нижня основа з опірною підошвою, причому підошва є порівняно широкою для того, щоб мати можливість встановити рейку в стабільне положення на розділені шпали. Над основою є вертикально висхідна шийка, яка плавно переходить в верхню головку, що контактує з колесами. Цю головку часто гартують для забезпечення кращої стійкості до зношення, коли колеса поїзду котяться по рейкам. Твердість в зоні головки є особливо важливою на викривлених ділянках колії, оскільки між колесами і рейками існує ефект буксування внаслідок суцільної конструкції осі між поперечно розділеними залізничними колесами. Крім того, рейки повинні мати гладку головку для відвернення вібрації вагонів, що проходять по рейкам. Ця потреба в зниженні вібрації спричинила суттєве збільшення бажання зварювати рейки фактично встик в системах рейок на великі швидкості і великі навантаження. В далекому минулому рейки не зварювали укупі, що спричиняло характерну вібрацію поїздів, що проходили по рейкам. З появою залізничних систем на високі швидкості, високі навантаження і з високими технологіями рейки мають з'єднуватися вкупі в суцільну рейку, Ідо підвищило попит на процеси з'єднання, які виконуються "в полі", поліпшенням яких є цей винахід. Винахід усуває недоліки термітного способу і способу стикового зварювання оплавленням. Згідно з цим винаходом, кінці рейок, що підлягають з'єднанню, відокремлюються один від одного для утворення проміжку, який має менший розчин. Цей проміжок має достатню ширину для здійснення газоелектричного зварювання шляхом введення присадкового металу і пістолета в проміжок. Згідно з винаходом, між нанизу проміжку заклинюється довгаста сталева бар'єрна пластина з довжиною, яка взагалі відповідає ширині рейок у основи, і шириною, яка перевищує ширину проміжку. Таким чином, в нижніх частинах ділянок основи проміжку ця сталева бар'єрна пластина вводиться для утворення перекриття між розділеними рейками. Ця операція заклинювання спричиняє контакт між бар'єрною пластиною і двома рейками, кожна з яких є заземленою. Після заклинювання бар'єрної пластини на своє місце біля дна проміжку між рейками проміжок заповнюється розплавленим металом в процесі газоелектричного дугового зварювання, який починається введенням зварювального пістолета униз до утворення контакту присадкового металу електрода з бар'єрною пластиною. Пластина звичайно має товщину одну восьму дюйма (0,31см) і в інтервалі від 0,050 до 0,300 дюйма (від 0,13 до 0,76см). Оскільки цю нижню бар'єрну пластину щільно заклинено між рейками унизу проміжку, то процес зварювання починається при приведенні присадкового металевого електрода в контакт з бар'єрною пластиною. Таким чином, зварювання має місце наверху порівняно суттєво фіксованої бар'єрної пластини у відповідності зі стандартною методикою газового зварювання. В нижній частині спосіб газового зварювання - це дугове зварювання розпиленням при постійній напрузі. Цей процес дає можливість сильного нагріву і проникнення до нижнього шару розплавленого металу. Електрод - це електрод зі стержнем з високоміцного, низьколегованого металу, в якому матеріал стержня надає необхідні легуючі метали. Електрод з металевим стержнем захищено придатним захисним газом. На практиці електрод з металевим стержнем - це електрод МС 1100 Outershield, з газовим захистом із 95% аргону і 5% діоксиду вуглецю або кисню. Метал стержня електрода обрано з узгодженням з металом, що утворює розділені рейки, для надання необхідної границі плинності. Газовий захист утворюється навколо електрода з металевим стержнем, що просувається вперед, у відповідності з стандартною практикою - в режимі розпилювання або в послідовно застосовному імпульсному режимі дугового зварювання. В цьому процесі утворюється дуже мало шлаку, що було проблемою в процесі зварювання під флюсом і електрошлаковому процесі. Такий шлак, що утворювався в названих процесах, може спричинити включення в металі, особливо біля поверхні розділу між розплавленим металом й кінцями рейок. Ці включення спричиняють відмови. В цьому винаході використовується процес дугового зварювання в середовищі захисного газу в імпульсному режимі або в режимі розпилювання при постійній напрузі, причому режим розпилювання застосовується у дна проміжку впритул до нової бар'єрної пластини, заклиненої між розділеними рейками. У винаході застосовується високоефективне джерело живлення з числовим управлінням, з комплексним високошвидкісним управлінням формою хвилі. На практиці застосовується джерело живлення Lincoln Electric Powerwave 450, яке має можливість переключення безпосередньо від зварювання розпиленням при постійній напрузі і потім на процес імпульсного зварювання з належним управлінням. В кожному випадку процес зварювання цього винаходу - це процес електродугового зварювання в середовищі захисного газу, який створює сильний нагрів, необхідний для забезпечення міцної металевої поверхні розділу між кінцями рейок і металом шва, що створюється електродом з металевим стержнем в процесі його просування вперед в напрямку ванни розплавленого металу у відповідності зі стандартною практикою зварювання. Перед виконанням цієї операції рейки попередньо розігрівають до температури близько 900°F (482°С). Перший шар металу шва відкладається при поглинанні бар'єрної пластини, заклиненої між рейками, шляхом просування електрода поперек проміжку, в той час як він рухається в перпендикулярному напрямку вздовж проміжку. Перший шар утворюється в процесі зварювання розпиленням, як і наступні декілька шарів, для надання можливості високого проникнення і сильного нагріву в великій зоні біля основи рейок. Після цього джерело живлення переключається на процес імпульсного зварювання. Додаткові проходи робляться для заповнення зони між рейками біля нижньої основи рейок. Після першого або другого проходів заклинена бар'єрна пластина більш не має значення, оскільки розплавлений метал над пластиною твердішає. Коли процес зварювання наближається до шийкової частини рейок, використовуються профільовані мідні башмаки для огородження проміжку, так що проміжок тепер утворює замкнену порожнину. У відповідності з одним аспектом винаходу, порожнина заповнюється шляхом продовження процесу зварювання в захисному газі, причому цей процес знову переходить до режиму розпилювання при постійній напрузі для ефективного проникнення. Цей процес дугового зварювання продовжується вище шийки до головки рейок. На практиці, у відповідності з цим аспектом, імпульсний режим зварювання застосовується для створення перехідних зон між режимом розпилювання для зварювання при постійній напрузі, причому цей процес застосовується на більшій частині головки і шийки і на початковій частині нижньої основи. Було виявлено, що добрі результати можуть бути отримані шляхом переключення між режимом розпилювання і імпульсним режимом роботи. Імпульсний дуговий режим зварювання застосовується для управління введенням теплоти під час деяких частин всього процесу зварювання. Як було описано вище, в процесу електродугового зварювання в захисному газі заповнюється проміжок між розділеними рейками і цей процес стає можливим завдяки використанню нижньої бар'єрної пластини, фактично заклиненої між двома рейками у дна проміжку між рейками. Ця бар'єрна пластина виготовлена із сталі і має товщину між 0,050 і 0,300 дюйма (від 0,13 до 0,76см). Бічні кромки пластини мають фаску для створення вертикального контактного борта 0,030 дюйма (0,08см). У такий спосіб операція заклинювання може деформувати кромки бар'єрної пластини для забезпечення надійного електричного контакту між рейками і бар'єрною пластиною. На практиці початкова ширина бар'єрної пластини перевищує ширину проміжку між рейками для забезпечення щільної заклинювальної дії при введені бар'єрної пластини в заклинене положення у дна проміжку. Ширина пластини на 0,010...0,25 дюйма (0,025...0,63см) більша, ніж ширина проміжку. Це спричиняє деформування пластини при її заклинюванні на своє місце і забезпечує фіксоване положення і електричний контакт; цей контакт є суттєвим для ефективного подальшого процесу дугового зварювання. В минулому не було забезпечено такого стартового механізму для процесу електродугового зварювання, який застосовувався для з'єднання розділених кінців залізничних рейок. У відповідності з іншим аспектом цього винаходу, нові спосіб і пристрій включають теплоізоляційний елемент або керамічний шар під бар'єрною пластиною, який перекриває нижчий розчин проміжку для запобігання проникненню дуги наскрізь до міді, внаслідок чого дуга може розплавити частину міді, що може спричинити проблеми розтріскування, зумовлені міддю. Мідний опірний блок розташований під рейками для відвернення втрати розплавленого металу в проміжку і є стоком теплоти для запобігання перегріву наплавленого металу. У відповідності з ще одним аспектом винаходу, підвищена міцність шва в проміжку між головками рейок досягається унікальним методом відкладення валиків з розплавленого металу в проміжок між перехідними зонами між головками і шийками рейок і в проміжки між центральною і купольною ділянками рейок. В цьому процесі валики присадкового металу відкладаються таким способом, який забезпечує підсилення шва у поперечно протилежних кромок перехідної і центральної частин головок з метою оптимізувати захист від вертикального відокремлення головки від шийки під час подальшого використання рейок і великих зусиль, які прикладаються до них з боку локомотивів і вагонів, що рухаються по ним, причому ці зусилля спричиняють хвилеподібні деформації в рейках і крізь зварне з'єднання між ними. Краще, якщо у відповідності з цим аспектом винаходу проміжок між нижньою частиною основ рейок заповнюється таким чином, як описано вище, шляхом використання бар'єрної пластини і процесу зварювання розпиленням при постійній напрузі, за яким іде завершення заповнення проміжку між верхніми частинами основ і шийками і головками рейок із застосуванням процесу імпульсного зварювання. Коли зварювання шийок рейок завершено аж до перехідних частин головок, валики з присадкового металу безперервно відкладаються послідовно в поперечно протилежних напрямках між поперечно зовнішніми кромками перехідної центральної і купольної частин головки, причому рух зварювального електрода затримується на початку відкладення кожного валика в такий спосіб, який створює послідовні валики, що простягаються в протилежних напрямках відносно один одного. Кожний валик має кінець у одної із зовнішніх кромок, який є більш товстим по вертикалі, ніж решта валика, і який є в консольному співвідношенні відносно кромки і завдяки цьому забезпечує нижчерозташовану опору для наступного по вертикалі валика, який має свої початкові і кінцеві кінці, що простягаються в тому ж напрямку відносно поперечно протилежних кромок перехідної, центральної та купольної частин головок. Проміжки між перехідними, центральними і купольними частинами головок заповнюються безперервним переміщенням зварювального електрода назад і вперед між поперечно протилежними сторонами головки згаданими вище способом до завершення операції заповнення. Головною метою цього винаходу є надання способу і пристрою для дугового зварювання в середовищі захисного газу сталевих залізничних рейок, причому спосіб і пристрій можуть здійснюватися швидко "в полі" і мають низьку частоту відмов. Ще одною метою цього винаходу є надання способу і пристрою, визначених вище, причому спосіб і пристрій використовують концепцію заклинювання металевої бар'єрної пластини внизу проміжку між розділеними рейками для старту і регулювання нижньої частини процесу дугового зварювання в середовищі захисного газу, що застосовується в способі та пристрої винаходу. Ще одною метою винаходу є надання бар'єрної пластини для заклинювання між розділеними залізничними рейками у дна проміжків між рейками для надання можливості ефективного і швидкого з'єднання рейок в процесі дугового зварювання в середовищі захисного газу. Наступною метою винаходу є надання способу з'єднання сталевих залізничних рейок таким чином, щоб оптимізувати міцність шва в проміжку між головками рейок. Іншою метою винаходу є надання способу згаданого вище характеру, який забезпечує підсилення шва у поперечно протилежних кромок головок рейок для оптимізації захисту від вертикального відокремлення головок рейок від їх шийок. Ці та інші цілі та переваги буде видно з наступного опису, взятого в поєднанні з кресленнями, що супроводжать опис. Короткий опис креслень Фіг.1 - це іперспективний вид залізничної колії з рейками, розділеними для утворення проміжку і готовими до з'єднання "в полі". Фіг.2 - це вид в поперечному розрізі кінця рейки з частиною колеса, показаний з метою ілюструвати потребу в твердості біля головки з'єднання між рейками. Фіг.3 - це вид збоку в вертикальному розрізі, який показує розділені рейки, підготовлені до початку процесу способу з’єднання і пристрій цього винаходу. Фіг.4 - це вид в поперечному розрізі, взятий взагалі вздовж лінії 4-4 фіг.3. Фіг.5 - це ілюстрований вид нової бар'єрної пластини, сконструйованої у відповідності з цим винаходом. Фіг.6 - це вид частково в поперечному розрізі бар'єрної пластини, показаної на фіг.5. Фіг.7 - це схематичний вид, який ілюструє характеристики нової бар'єрної пластини, показаної на фіг. 5 і 6, під час її заклинювання на своє місце між рейками. Фіг.8 - це вид, аналогічний фіг. 7, який показує пістолет і електрод для дугового зварювання на початку процесу дугового зварювання. Фіг.9 - це вид зверху проміжку між розділеними рейками, який ілюструє певні вимоги до металевої бар'єрної пластини, показаної на фіг. 5 і 6. Фіг.10 - це вид зверху, який показує проміжок між розділеними рейками в першому проході або при створенні першого шару. Фіг.11 і 11А - це збільшені види частково в поперечному перерізі, які показують хід процесу зварювання в проміжках впритул до основи рейок і потім його початок в області шийки рейки. Фіг.12 - це вид з торця частково в поперечному розрізі, який показує модифікацію кращого варіанту здійснення бар'єрної пластини цього винаходу. Фіг.13 - це вид рейки збоку в вертикальному розрізі, який показує частини проміжку, які зварюються розпиленням при постійній напрузі та імпульсним зварюванням в одному варіанті здійснення цього винаходу. Фіг.14 - це дещо схематичний вид зверху, частково у розрізі, який показує співвідношення між зварювальним пістолетом, електродом, шийками рейок і мідними башмаками в поєднанні зі зварюванням залізничних рейок у відповідності з іншим варіантом здійснення винаходу. Фіг15 - це схематична ілюстрація зварювального пістолета і електрода, показаних на фіг.14. Фіг.16 - це дещо схематичний вид у вертикальному розрізі зварювального пістолета і електрода в проміжку між рейками, якщо дивитися в напрямку справа наліво на фіг.14. Фіг.17 - це збільшений вид у вертикальному розрізі крізь проміжок між рейками, що зварюються, який показує відкладення валика присадкового матеріалу в проміжок між перехідними частинами і відповідності з цим варіантом , здійснення цього винаходу. Фіг.18 - це збільшений детальний вид, який показує утримання зварювального електрода у початкового кінця валика, що відповідає лівобічному кінцю валика, показаного на фіг.17. Фіг.19 - це вид зверху початкового кінця валика, показаного на фіг.18. Фіг.20 - це збільшений вид у вертикальному розрізі початкового кінця валика, взятий вздовж лінії 20-20 на фіг.19. Фіг.21 - це вид у вертикальному розрізі крізь проміжок між рейками, які зварюються, який показує проміжок між перехідними частинами рейок, що підлягає заповненню шляхом відкладення валиків у відповідності з цим варіантом здійснення цього винаходу. Фіг.22 - це збільшена схематична ілюстрація головки рейки, яка показує час затримки відносно відкладення валиків присадкового матеріалу між частинами головок у відповідності з цим варіантом здійснення цього винаходу; і Фіг.23 - це схематична ілюстрація залізничної рейки, яка показує, що майже всі частини проміжку між рейками, які підлягають з'єднанню, зварені імпульсним зварюванням в цьому варіанті здійснення цього винаходу. Кращий варіант здійснення Звертаючись тепер до ілюстрацій, на яких креслення призначені тільки для ілюстрування кращого варіанту здійснення винаходу, але не для його обмеження, фіг.1 показує залізничну рейку А, укладену на полотно В смуги відведення, яка містить рейки 10, 12, що підлягають з'єднанню для утворення безперервної звареної рейки (БЗР), і підтримується на полотні В шпалами 20, сталевими опірними плитами 30 і костилями 32. Рейки 10, 12 розділено для утворення проміжку g, який треба заповнити розплавленим металом, щоб з'єднати дві рейки 10, 12 укупі в суцільну рейку "в полі", на відміну від заводського збирання суцільної рейки. Проміжком g може бути проміжок між двома відрізками рейки, що підлягають ремонту, або проміжок між двома відрізками рейки, які треба первісне змонтувати як суцільну зварену систему рейок. Якщо проміжок g використовується для ремонту, то іноді необхідно розрізати рейки і вставити довгий відрізок рейки. Цей процес застосовується для ремонту рейок, які мають тріщини або дефектні з'єднання. В усіх випадках дві окремі рейки 10, 12 розділено проміжком g, який взагалі дорівнює 1,00 дюйм (2,54см). На ілюстративному зображенні на фіг.2 показано рейку 10, яка має стандартний профіль або поперечний переріз, який містить нижню основу 40, яка є достатньо широкою і має опірну підошву 42 для стабілізації рейки на шпалах 20, щоб витримувати вагу поїздів, які проходять по рейкам. Основа 40 має дві висхідні під кутом частини 44, 46, які плавно переходять у вертикально висхідну шийку 50, що має нижнє закруглення 52 і верхнє закруглення 54. Верхнє закруглення плавно переходить в головку 60, яка має велику корпусну частину 62 і верхню поверхню опори коліс 64, яку називають куполом рейки, і ця поверхнева зона сприймає колесо W, що котиться, яке має циліндричний обід 70 і диск 72, який запобігає рухові колеса вліво на головці 60, коли колесо котиться по рейці. З урахуванням контакту колеса з бічною або корпусною частиною 62 і постійного високовантажного контакту обода 70 з верхньою поверхнею 64 головка 60 має нормальну твердість по Брінелю 300 з інтервалом від -60 до +40 за шкалою Брінеля. Оскільки головку загартовано, то метал, з якого зроблено рейку, має бути, щонайменше в головочній частині, досить високолегованою сталлю. Легована сталь, що застосовується в присадковому металі для заповнення проміжку g, має твердість уздовж верхньої частини рейки в зоні проміжку g, яка відповідає специфікації на зварювання рейок, у відповідності з цим винаходом. На фіг.3 елементи рейки 12, які відповідають елементам рейки 10, позначені суфіксом "а". Те ж саме позначення буде застосовано при поясненні мідних башмаків 100, 110, причому башмак 100 надіто на рейку 10, а башмак 110 надіто на рейку 12. Башмак 100 буде описано детально, і той же опис стосується і башмака 110, причому відповідні елементи башмака 110, що відповідають елементам башмака 100, будуть позначені "а". На фіг. 4 башмак 100 має верхню опірну балку 120, яка дозволяє підвішувати башмаки 122, 124, зроблені з важких мідних блоків, з можливістю ковзання вздовж головки рейки. Верхня опірна балка 120, крім того, забезпечує вишикування башмаків 122, 124 і підтримує відстань від башмака 122 до башмака 124, а також проміжок між башмаками і відрізками рейок. Профільовані грані 126, 128, відповідно, звернені усередину до поперечного перерізу рейки. Ці грані узгоджені з контуром рейки 10, так що ковзання башмаків 100, 110 разом на проміжку g закриває проміжок для утворення порожнини, що має форму поперечного перерізу рейок 10, 12. Для стабілізації підвішених башмаків передбачено установочні шпильки 130 укупі з болтами 132, 134 для надання можливості збирання важких мідних башмаків 122, 124 на опірній балці 120. Під час роботи башмаки пересуваються в положення, показане на фіг. З, для відкриття проміжку g і надання можливості зварювання на нижній частині основи рейок. Після цього башмаки 100, 110 пересуваються разом для закривання проміжку, щоб надати можливість зварювання на вертикально висхідних шийкових частинах 50, 50а рейок 10, 12, відповідно. Як буде пояснено далі, нижній блок 150, зроблений з міді або сплаву з високим вмістом міді, розташовано під підошвою 42 основи рейок 40, 40а. Верхня заглибина 152, що простягається в поперечному напрямку, має такі розміри, щоб вмістити ізоляційний елемент у вигляді керамічного шару 154, який перекриває нижню частину проміжку g під рейками, як показано на фіг.3. Для закривання дна проміжку g служить нова довгаста бар'єрна пластина Р, найкраще показана на фіг. 5, 6 і 7. В минулому були спроби електродугового зварювання в проміжку g, але вони були невдалими, тому що процеси не були стабільними в роботі і не мали опірної конструкції для відкладення першого або другого шарів присадкового металу в проміжок g. Цей проміжок дорівнює приблизно 1,00 дюйм (2,54см) для вміщення спрямованого униз пістолета, який несе на собі електрод і газове сопло, так, як показано на фіг.8. В минулому, оскільки проміжок мав бути досить широким для вміщення зварювального обладнання, не забезпечувалося рівномірне і стабільне заповнення проміжку, особливо в нижній частині, де воно було критичним з огляду на опірну функцію рейок. Рейки вигинаються і мають великі напруження в основі 40. Для вирішення цих проблем цей винахід включає використання пластини Р, показаної на фіг. 5-7. Ця пластина зроблена з низьковуглецевої сталі, оскільки легування в проміжку здійснюється металевим порошком в стержні електрода, що застосовується в процесі дугового зварювання. Ця пластина має товщину в інтервалі від 0,050 до 0,300 дюйма (від 0,13 до 0,76см). На практиці пластина має товщину 0,125 дюйма (0,32см) з шириною між паралельними кромками 200, 202, позначеною як розмір b на фіг.7. Цей розмір в його первісному стані трохи перевищує ширину проміжку g. Внаслідок цього пластину Р треба вбити, наприклад, молотком для заклинювання, між рейками 10, 12 в найнижчій частині рейок, як показано на фіг.3. Ця операція вбивання спричиняє обтиск пластини до трохи меншої кінцевої ширини. Ця операція вбивання, яка обтискує одну або більше з кромок 200, 202 пластини Р, забезпечує електричний контакт між пластиною Р і рейками 10, 12, причому ці рейки заземлено. На своєму місці пластина Ρ спирається на верх ізоляційного елемента 154, розташованого в заглибині 152 нижнього опірного мідного блока 150. Блок 150 утворює нижній бар'єр для розплавленого металу, який відкладається в проміжок g між рейками 10, 12 під час процесу дугового зварювання, який буде пояснено далі. Паралельні кромки 200, 202, показані на фіг.5 і 6, мають 30°-фаски 210, 212, відповідно, які починаються приблизно на 0,030 дюйма (0,08см) нижче верхньої поверхні пластини Ρ для утворення плоских бортів або стінок 220, 222, відповідно. Ці стінки обтискують поверхнями граней рейок 10, 12 унизу проміжку g для формування дна проміжку для започаткування процесу зварювання. Пластину Ρ вбивають і заклинюють на своє місце, як показано на фіг.8, в жорстке, фіксоване положення. Звертаючись знову до фіг.8, пістолет 250 для газоелектричного зварювання металевим електродом має діаметр приблизно 1/2 дюйма (1,27см), а проміжок g має товщину 1,00 дюйма (2,54см), що дає можливість просування пістолета 250 в проміжок g. Постійно виступає з пістолета 250 електрод з металевим стержнем 260, який підтримується в напрямній 262 і на практиці є електродом зі стержнем з високоміцного, низьколегованого металу, звичайно типу Е 110C-G. Дріт або електрод може бути електродом Lincoln Electric, що продається під маркою Outershield MC 1100. Коли електрод 260 просувається наниз, між пластиною Ρ і електродом 260 утворюється дуга С. Ця дуга може бути використана для зварювання розпиленням або імпульсного зварювання, як буде описано далі. Захисний газ G надходить з каналу 264 навколо напрямної електрода 262 у відповідності зі стандартною технологією газоелектричного зварювання. Заклинювання пластини Ρ забезпечує щільний контакт заземлених рейок з бар'єрною пластиною Р. Верхня поверхня пластини використовується для запалення дуги, а сама пластина підтримує зварювальну ванну на протязі першого і/або другого проходів електрода 260 при його пересуванні уздовж верхньої поверхні пластини Р, фіксованої в проміжку g. Ця пластина підтримує дугу під час операції старту. Ізоляція 154 відвертає проникнення дуги до мідного опірного блока 150. В такий спосіб блок 150 забезпечує добрий стік теплоти, але запобігає міграції міді в шов. Забруднення міддю відвертається пластиною Р і використанням нижнього керамічного шару 154. Під час запалювання дуги вона не буде горіти крізь порівняно товсту пластину Р. Коли дуга рухається назад і вперед між рейкою 10 і рейкою 12, дуга буде діставатися в зоні фасок 210, 212, і в ці моменти дуга може проникати крізь пластину Р уздовж кромки 200, 202. Однак розплавлений зварювальний метал із електрода з металевим стержнем може витікати крізь цю частину пластини Р на нижній ізоляційний шар або керамічний шар 154, не створюючи ніяких проблем. На кромках 200, 202 знято фаски для надання можливості операції заклинювання, яка є необхідною для створення щільного електричного контакту, так що існує чудовий ефект заземлення на пластині під час процесу дугового зварювання. Пластина заклинюється внизу проміжку g. Захисний газ G оточує дугу С, і пластина Р підтримує нижній бар'єр для зварювального металу. На фіг.10 показано, що електрод 260 рухається назад і вперед по траєкторії, подібній до серпантину, коли електрод проходить вперше над пластиною Р для відкладення першого або корінного шару R. Метал з цього першого проходу підтримується на пластині Р і утворює ванну розплавленого металу, що з'єднує нижні частини рейок 10, 12. Процес дугового зварювання здійснюється з використанням зварювального джерела живлення з інвертором з числовим управлінням, здатного до комплексного високошвидкісного управління формою хвилі, наприклад, джерела живлення Lincoln Electric Powerwavc 450. Перший прохід R здійснюється в процесі зварювання розпиленням при постійній напрузі для сильного нагріву і великого проникнення в корінь шва. Як показано на фіг.11, декілька шарів відкладаються впоперек проміжку g в нижній частині проміжків між основами 40, 40а рейок 10, 12, відповідно. Після відкладення декількох шарів у процесі при постійній напрузі джерело живлення переключається на імпульсний режим роботи, і відкладаються додаткові шари, як показано знов таки на фіг.11. Цс завершує операцію зварювання основи проміжку g. Після цього, як показано на фіг.11А, башмаки 100, 110 пересуваються до закриття проміжку g біля шийкової частини і головочної частини рейок 10, 12. Як показано на фіг.3, балки 120, 120а переміщують в поперечному напрямку по рейкам. Це створює верхній розчин між башмаками 100, 110 для надання можливості продовжувати застосування пістолета 150 в процесі зварювання. Цей процес зварювання можна переключати з розпилювання при постійній напрузі на більш швидкий імпульсний режим роботи. В обох випадках процес є процесом електродугового зварювання в середовищі захисного газу для заповнення проміжку присадковим металом з електрода 260. Метал стержня обирається для належного легування присадкового металу в проміжку g для створення бажаних міцностних і металургійних характеристик звареного з'єднання. Зварювальний процес, який застосовується на практиці, схематично ілюстрований на фіг.13. Імпульсний режим роботи використовується поблизу висхідних під кутом верхніх частин 44, 46 основ 40, 40а. Аналогічним чином, імпульсний режим роботи застосовується в зоні закруглення 54 і біля верхньої поверхні 64 головки 60. Режим роботи з розпиленням застосовується біля дна для стартування першого проходу процесу для забезпечення належного започаткування процесу зварювання і з'єднання рейок біля кореня шва в проміжку g. Можна застосувати поєднання режиму розпилювання і імпульсного режиму, або можна застосувати режим розпилювання для всього процесу. Режим розпилювання застосовується біля нової пластини Р. Незважаючи на те, що поверхні граней рейок 10, 12 є плоскими, можливо, що на одній або декількох поверхнях можуть бути невеликі викривлення. Цю концепцію схематично ілюстровано на фіг.9, на якій проміжок е утворено між пластиною Ρ і торцевою поверхнею рейки 10. Обмеження цього винаходу полягає в тому, що діаметр d електрода 260, який на практиці становить приблизно 1/16 дюйма (0,16см), має бути суттєво більшим, ніж проміжок е, так що дуга, створена електродом 260, не буде просто проходити наниз крізь ізоляційний бар'єр або елемент 154. Навіть з цим невеликим зміненням все ж існує належний контакт між рейкою або рейками, для того щоб пластина заземлення Ρ забезпечувала щільну електричну нерозривність між пластиною Ρ і заземленими рейками. Цю ілюстрацію надано лише з метою обговорення тієї концепції, що пластина Ρ створює бар'єр між дугою С і нижньою опірною конструкцією нижче проміжку g. Невелику модифікацію винаходу ілюстровано на фіг.12, де опора 150 має торцеву пластину 300, яка простягається догори впритул до бічних частин основ 40, 40а рейок. Ізоляційна тканина або керамічний шар 154 має довгасту частину 154а, яка простягається догори вздовж торцевих пластин 300 для утворення зовнішньої перепони або бар'єра для розплавленого присадкового металу, відкладеного в нижню частину проміжку g перед зведенням укупі башмаків 100, 110 для зварювання в зоні шийки і в зоні головки проміжку g. В цьому винаході немає шлаку в присадковому металі, відкладеному в проміжок g. В ньому застосовується також процес в захисному газі, і цей процес може переключатися з режиму роботи з розпилюванням на імпульсний режим роботи шляхом застосування різних доступних джерел живлення на місці зварювання. Було виявлено, що цей процес зварювання створює міцний шов з частотами відмов, які конкурують з частотами відмов в способі стикового зварювання оплавленням. Бар'єрна пластина Ρ поглинається і таким чином, вона є частиною розплавленого металу в корінній частині проміжку g. Матеріал для легування не повинен постачатися пластиною Р, оскільки електрод з металевим стержнем має легуючі метали в своєму стержні. Фіг. 14-23 ілюструють аспекти іншого варіанту здійснення цього винаходу, в якому проміжок між залізничними рейками заповнюється розплавленою сталлю з електроду з присадковим металом в процесі електродугового зварювання в захисному газі, який включає заповнення проміжку між головочними частинами рейок з використанням формату відкладення валиків, який оптимізує міцність шва в проміжку між головочними частинами і створює підсилення шва у поперечно протилежних кромок головок. На цих ілюстраціях подібні номери використовуються для позначення деталей, які в основному відповідають описаним вище в зв'язку з фіг. 1-13. Фіг. 14-16 дещо схематично ілюструють просторове співвідношення між зварювальним пістолетом 250, проміжком g і мідними башмаками 122 і 124 в зоні шийок 50 і 50а рейок 10 і 12 в ході процесу зварювання, який буде детально описано далі. Як можна усвідомити з цих ілюстрацій, пістолет 250 і зварювальний електрод 260 рухаються поперечно в проміжку g відносно подовжнього напрямку рейок 10 і 12, і цей поперечний напрямок є напрямком між башмаками 122 і 124 на фіг.14. В той же час зварювальний пістолет і електрод здійснюють коливання вздовж проміжку g, як показано стрілкою 400 на фіг.15 і 16. В цьому варіанті здійснення проміжок g становить 1 дюйм (2,54см), зварювальний пістолет має діаметр 9/16 дюйма (1,43см), і зварювальний пістолет здійснює коливання з повним переміщенням 2,6мм, тобто 1,3мм в кожному напрямку від центрального положення, показаного на фіг. 14. Як буде ясно з фіг. 16, такий коливальний рух пістолета 250 і електрода 260 забезпечує подовжній розподіл розплавленого присадкового матеріалу 402 електрода 260 між подовжньо протилежними гранями шийок 50 і 50а, що утворюють проміжок g. Як буде видно із зображення рейки на фіг.23, основи рейок складаються з нижньої частини 404 і верхньої частини 406, причому зона нижнього закруглення 52 утворює перехідну зону між верхньою частиною 406 і шийкою 50, а головка кожної рейки містить перехідну частину 408 на верхньому кінці шийки 50 і складається із закруглення 54, центральної частини 410 і купольної частини 412. У відповідності з цим буде видно, що проміжок g між рейками, що підлягають з'єднанню, має частини, які відповідають цим основним, шийковим і головочним частинам. Як буде, крім того, видно з фіг.23, зварювання розпиленням застосовується лише для корінного або першого проходу в проміжку між нижніми частинами 404 основ рейок, і таке заповнення досягається переміщенням електрода впоперек проміжку з одночасним коливанням електрода в подовжньому напрямку під час поперечного руху. Як згадувалося вище в зв'язку з варіантом здійснення на фіг. 1-13, процес зварювання розпиленням з вигодою допускає велике проникнення і сильний нагрів у великій зоні біля основи рейок. Після корінного або першого проходу зварювальне джерело живлення переключається на імпульсний режим зварювання, і робляться додаткові проходи в поперечному напрямку з подовжнім коливанням електрода для заповнення проміжку між верхніми частинами 406 рейок. Як і в процесі, описаному з посиланням на фіг. 1-13, коли заповнення проміжку наближається до зони шийок рейок, використовуються профільовані мідні башмаки для закриття проміжку і, зновтаки як це видно з фіг.23, - проміжок між шийками заповнюється шляхом продовження процесу зварювання в захисному газі в імпульсному режимі. В зв'язку з описаним вище процесом зварювання зварювальний пістолет і електрод переміщуються впоперек проміжків між верхніми частинами основ рейок і шийок рейок з рівномірною швидкістю, завдяки чому послідовні шари зварювального металу мають суттєво рівномірну товщину по вертикалі між їх початковими і кінцевими кінцями. У відповідності з цим варіантом здійснення, коли процес зварювання досягає верхнього кінця проміжку між шийками рейок і, таким чином, нижнього кінця проміжку між перехідними частинами головок рейок, зварювання в імпульсному режимі продовжується, але характер відкладання валиків змінюється. Як буде видно з подальшого опису фіг. 17-21, характер відкладання валиків у проміжок між головками забезпечує те, що кожний з послідовно відкладених валиків має початковий кінець, який є більш товстим по вертикалі, ніж його кінцевий кінець, і розташований в консольному співвідношенні з відповідною одною з поперечно протилежних кромок головки, і, в проміжку між перехідними частинами головок, з початковим кінцем нижче розташованого велика головка. З посиланням спочатку на фіг.17, приймаючи номер 414 для позначення верхньої поверхні останнього валика присадкового матеріалу, відкладеного в проміжок між шийками рейок, перший зварювальний валик WB1, відкладений в проміжок між перехідними частинами головок рейок, відкладається вздовж доріжки, яка проходить впоперек проміжку, і має початковий і кінцевий кінці відповідно впритул до поперечно протилежних кромок 416 і 418 проміжку. Валик WB1 має перший кінець S у початкового вихідного кінця доріжки і другий кінець впритул до кінцевого кінця доріжки. Крім того, валик WB1 є більш товстим по вертикалі на першому кінці S, ніж на його другому кінці Е, і, як показано на фіг.18, має зовнішній кінець CL на його першому кінці, який виступає назовні у вигляді консолі від зовнішньої кромки 416 проміжку. Спосіб, яким досягаються профіль валика і кінець у вигляді консолі, буде видно з фіг. 18-20, взятих в поєднанні з фіг.17. Відносно цього, як показано на фіг.18, зварювальний пістолет 250 і електрод 260 спочатку розташовані впритул до кромки 416 у вихідного кінця доріжки, а зрештою рухаються вправо на фіг.18 в напрямку до кромки 418 проміжку. У відповідності з цим варіантом здійснення, зварювальний пістолет і електрод затримуються або утримуються у вихідного кінця доріжки на протязі заданого наперед періоду часу, завдяки чому зусилля дуги С переміщує розплавлений метал шва в поперечному і подовжньому напрямках від вихідного кінця для заповнення проміжку біля нього, як показано на фіг. 19. Хоча метал шва розповсюджується в описаний спосіб, важливо відзначити, що немає контакту дуги з мідними башмаками і що розплавлений метал, який контактує з башмаком 124, як видно на фіг. 17-20, утворює плівку SK на першому кінці зварювального валика. Після заданого наперед часу утримання біля початкового кінця доріжки зварювальний пістолет і електрод рухаються від стартового положення, показаного на фіг18, до кінцевого положення, показаного на фіг.17, і з заданою швидкістю, яка в поєднанні з затримкою на вихідному кінці забезпечує звужування профілю зварювального валика таким чином, щоб він був тоншим по вертикалі на його другому кінці Е, ніж на першому кінці S. Як видно з фіг.21 і наведеного вище опису, другий кінець Е для першого зварювального валика WB1 визначає положення для першого кінця S наступного або другого зварювального валика WB2. Пістолет, отже й електрод, здійснює коливання вздовж проміжку під час руху від вихідного положення до кінцевого положення, і після фіксації останнього положення коливання припиняється. Знов-таки пістолет 250 іелектрод 260 затримуються або утримуються на обраний наперед період часу у вихідного кінця доріжки для другого зварювального валика, завдяки чому, як було описано вище відносно зварювального валика WB1, розплавлений присадковий метал накопичується у першого кінця другого зварювального валика для створення його відповідного консольного кінця CL, який виступає назовні від кромки 418, як показано на фіг 21. Після затримки зварювальний пістолет і електрод рухаються, з одночасним коливанням, назад до кромки 416 і першого кінця зварювального валика WB1 з обраною наперед швидкістю руху, завдяки чому цей рух в поєднанні з затримкою у вихідного кінця валика забезпечують те, що зварювальний валик WB2 буде більш товстим на його першому кінці S, ніж на його другому кінці Е. Як буде усвідомлено з фіг.17 і 18, коли послідовні зварювальні валики переходять по вертикалі в перехідну зону, зварювальний пістолет зачіплюється за башмаки 122 і 124, завдяки чому, як видно з фіг.21, другі кінці зварювальних валиків перекривають проміжок упоперек по центру. Таке зачеплення відбувається у вихідних кінців доріжок, і затримка руху пістолета і електрода забезпечує розповсюдження розплавленого металу згідно з описаним вище для утворення бажаного профілю зварювального валика на його першому кінці та консольного співвідношення відносно відповідної одної з кромок проміжку 416 і 418. Хоч це й не показано на фіг.21, весь проміжок між головками рейок заповнюється безперервним послідовним переміщенням електрода в поперечно протилежних напрямках в проміжку між головками і в описаний вище спосіб. Як можна, крім того, усвідомити з фіг.21, перші кінці зварювальних валиків в перехідній зоні у кожної з поперечно протилежних кромок проміжку зроблено консольними відносно нижчерозташованого першого кінця, завдяки чому оптимізується підтримка для вищерозташованого валика і оптимізується міцність присадкового шва вздовж поперечно протилежних боків рейок в перехідній зоні їхніх головок. Аналогічно, послідовні по вертикалі перші кінці зварювальних валиків в центральній і купольній частинах проміжку між головками рейок, а також уздовж їхніх перехідних частин, вигідно забезпечують підсилення шва у поперечно протилежних кромок рейки і оптимізують міцність шва між головочними частинами. Затримка в часі або час утримання електрода біля кожного з протилежних кінців проміжку і, таким чином, біля перших кінців послідовно відкладених зварювальних валиків може становити 1-10 секунд і, як докладніше пояснюється далі, краще становить від 1,5 до 4,0 секунд в поєднанні з кращими швидкостями руху електрода вздовж доріжок відкладення валиків і швидкостями подачі для плавкого зварювального електрода. Кращий час затримки показано на фіг.22 для перехідної, центральної і купольної зон проміжку між рейками, що підлягають зварюванню. З посиланням на цю ілюстрацію, час затримки в зв'язку зі зварювальними валиками, відкладеними в проміжок між перехідними частинами рейок, становить 4,0 секунди аж до кінця перехідної частини, визначеної зоною переходу в центральну частину рейок, в якій час утримування краще становить 3,0 секунди. Час затримки 4,0 секунди надає можливість розплавленому металу шва заповнити заглибину між зварювальними башмаками і кромками рейок і виступити назовні з останньої кромки у вигляді консолі, як показано і описано вище в зв'язку з фіг. 17-21. Коли відкладання зварювальних валиків переходить по вертикалі в проміжок між центральними частинами рейок, час затримки зменшується до 2,0 секунд, тому що теплота, яка утворюється попередньо зварювальною операцією в проміжку між перехідними частинами рейок, все більше полегшує приварювання зварювального металу до головок рейок, завдяки чому час затримки біля вихідних кінців зварювальних валиків у центральній частині можна зменшити без зниження якості шва. З тієї ж причини час затримки для зварювальних валиків, відкладених в проміжок між купольними частинами рейок, знижується до 1,5 секунди. Природно, буде зрозумілим, що зображення на фіг.22 стосується часу затримки у перших кінців валиків, відкладених зліва направо на фіг.22, і біля перших кінців валиків у протилежної кромки проміжку, яку не показано, і ці валики простягаються назад в напрямку показаної кромки проміжку. Окрім указаних вище кращих часів затримки відносно перехідної, центральної та купольної частин проміжку між рейками, краще слідом за затримкою пересувати електрод впоперек проміжку між перехідними частинами рейки з швидкістю 4 дюйма (10,16см) за хвилину і з швидкістю подачі зварювального дроту 240 дюймів (610см) за хвилину. Ці швидкості руху і подачі забезпечують контроль форми зварювальних валиків в перехідній зоні при одночасному збереженні доброї продуктивності і якості шва. В проміжку між центральними частинами 410 головок рейок краща швидкість зварювання становить 5,5 дюйма (14см) за хвилину при швидкості подачі зварювального дроту 240 дюймів (610см) за хвилину. Більша швидкість руху електрода при заповненні проміжку між центральними частинами головок рейок забезпечує ефективне заповнення проміжку при контролюванні швидкості охолодження при зварювання і мікроструктури шва. Щодо заповнення проміжку між купольними частинами головок рейок, по яким рухаються колеса залізничних вагонів, то необхідно подбати про підтримання твердості шва і якомога найвищої якості шва. При часі затримки або витримки 1,5 секунди, який є кращим, як згадувалося вище, зварювальні валики в проміжку між купольними частинами рейок виконуються зі зменшеною швидкістю подачі дроту 210 дюймів (534см) за хвилину і підвищеною швидкістю руху зварювального електрода 6 дюймів (15,2см) за хвилину. Ці швидкості подачі і зварювання зменшують кількість ' теплоти зварювання, введеної в шов в купольній зоні, що в свою чергу, допомагає підтримувати належні рівні твердості в куполах головок рейок. Крім того, в зв'язку з кращими параметрами для цього варіанта здійснення цього винаходу, нижня частина 404 основи рейки 40 краще заповнюється, згідно зі згаданим вище, шляхом зварювання розпиленням і в поєднанні з бар'єрною пластиною, як описано вище в зв'язку з варіантом здійснення на фіг. 1-13. Дуга прямої дії, стабільна і проникна, яка пов'язана з дуговим зварюванням розпиленням в середовищі захисного газу металевим електродом, вигідно забезпечує розплавлення і зварювання нижніх кутів рейки з бар'єрною пластиною. Проміжок між верхніми частинами 406 основ рейок заповнюється із застосуванням методу імпульсного дугового зварювання, і краще, якщо зварювальний електрод переміщується впоперек назад і вперед в проміжку з швидкістю зварювання 6 дюймів (15,2см) за хвилину і швидкістю подачі зварювального дроту 240 дюймів (610см) за хвилину, що забезпечує добру продуктивність і контроль форми зварювальних валиків. Як згадувалося вище, проміжок між шийковими частинами рейок закривається мідними башмаками, і краще, якщо цей проміжок заповнюється з швидкістю подачі зварювального дроту 400 дюймів (1016см) за хвилину. Ця швидкість подачі полегшує заповнення проміжку між шийками якомога швидше, і застосування імпульсного режиму у відповідності з цим винаходом дає можливість швидкого заповнення проміжку без зниження якості шва. Хоча значний наголос тут був зроблений на кращі варіанти здійснення і кращі параметри в зв'язку з ними, слід усвідомити, що можна зробити багато змін в описаних варіантах здійснення без відхилення від принципів винаходу. Відповідно до цього слід чітко зрозуміти, що попередній описовий матеріал слід тлумачити просто як ілюстративний до винаходу, а не як обмеження.