Способ соединения аустенитных марганцовистых стальных отливок крестовин с рельсами из углеродистой стали

 

1. СПОСОБ СОЕДИНЕНИЯ АУСТЕНИТНЫХ МАРГАНЦОВИСТЫХ СТАЛЬНЫХ ОТЛИВОК КРЕСТОВИН С РЕЛЬСАМИ ИЗ УГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ сваркой через промежуточную деталь из малоуглеродистой аустенитной стали, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии и сохранения высокого качества соединения при использовании промежуточной детали, состав которой по диаграмме Шефлерасоответствует никелевому эквиваленту 13-30% и хромовому эквиваленту 8-25%, длину промежуточной детали принимают равной 15-25 мм, вначале сваривают ее с рельсом стыковой сваркой оплавлением, а затем - с крестовиной, при этом охлаждение после второй сварочной рперации осуществляют при комнатной температуре, а после первой сварочной операции - с замедлением. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что промежуточную СО деталь изготавливают длиной 50 мм, а после сварки с рельсом отрезают до заданной длины.

СОЮЗ СОВЕТСЙИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) З<511 В 23 К 11/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОЛЙСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К AATEHTV (21) 2654448/25-27 (22) 18 ° 08.78 (31) А-6030/77 (32) 19.08.77 (33) Австрия (46) 30.10.84. Бюл. 9 40 (72) Хуберт Аугустин и Альфред Мозер (Австрия) (71) Ферайнигте Эстеррайхише Айзен-унд

Штальверке-Альпине Монтан АГ (Австрия) (53) 621.791.762(088.8) (56) 1. Патент СССР У 663278, кл. В 23 K 28/00, 18 ° 05.77 (прототип). (54)(57) 1. СПОСОБ СОЕДИНЕНИЯ АУСТЕНИТНЫХ МАРГАНЦОВИСТЫХ СТАЛЬНЫХ ОТЛИВОК КРЕСТОВИН С РЕЛЬСАМИ ИЗ УГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ сваркой через промежуточную деталь из малоуглеродистой аустенитной стали, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью упрощения технологии и сохранения высокого качества соединения при использовании промежуточной детали, состав которой по диаграмме Шефлера- соответствует никелевому эквиваленту 13-30Х и хромовому эквиваленту 8-257, длину промежуточной детали принимают равной

15-25 мм, вначале сваривают ее с рельсом стыковой сваркой оплавлением, а затем — с крестовиной, при этом охлаждение после второй сварочной операции осуществляют при комнатной температуре, а после первой сварочной операции — с замедлением.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а ю- . Я шийся тем, что промежуточную деталь изготавливают длиной 50 мм, а после сварки с рельсом отрезают до заданной длины, 1122209

Изоб>ретение относится к способу соединения аустенитных марганцовистых стальных отливок крестовин пересечений или стрелочных переводов с рельсами из углеродистой стали посредством сварки.

Марганцовистое твердое стальное литье благодаря износостайкости является особенно пригодным для крестонин. Однако сварка таких крестовин 1О с рельсами из углеродистой стали, преимущественно нормальными стандартными рельсами, представляет большие трудности, так как аустенитное твердое марганцовистое стальное !5 литье нужно быстро охлаждать для избежания образования охрупчивающих структуру карбидных выделений, в то время как рельсы из углеродистой стали должны медленно охлаждаться для избежания подкалок. Эти два условия несовместимы. Поэтому между крестовиной и присоединяемы>!и рельсами следует устанавливать промежуто !ные дpTзх!и из !салОg глер адис TОи >5 вязкой стали с аустенитной структурой.

Известен способ соединения аустенитных марганцовистых стальных отливок крестовин с рельсами из углеро- ЗО дистой стали сваркой через промежуточную деталь из малоуглеродистой аустенитной стали il 3, В известном способе п1>омежуточные детали могут отливаться в двухслойном литье вместе с крестовиной или специально призариваться. В последнем случае. промежуточные детали привариваются к марганцовистой крестовине и затем к промежуточным дета40 лям приварива!отея рельсы„ При этом благодаря соответствующей длине промежуточной детали предотвращается передача тепла на первоначально изготовленньп сварной шов. Поэтому становится возможным отжигать состоящую из марганцовистого твердого стального литья крестовину >ocëå сварки с промежуточной деталью и быстро охлаждать и после последующей свррки с рельсом медленно охлаждать место сварки, так как наличие проме>шуточной детали позволяет избегать нагрев состоящей из марганцовистого твердого стального литья крестовины до повышенных температур.

Однако известныс способы предполагают относительна боль|>ую длину промежуточной детали. Так как промежуточная деталь состоит из менее мягкой и износостойкой стали, чем рельс и крестовина, то на месте промежуточной детали возникает деформирование поверхности репьса в период эксплуатации, вследствие чего значительно ухудшается комфортабельность поездки. Проме>куточную деталь можно посредством сварки наплавлением покрыть износостойкой сталью, однако для этого требуется дополнительная рабочая операция.

Целью изобретения является упрощение технологии и сохранение высокого качества соединения при использовании промежуточной детали, состав которой по диаграмме Шефлера соответствует никелевому эквиваленту l3-ЗОЕ и хромовому эквиваленту 8-25Х, Цель достигается тем, что соглас»о способу соединения аустенитных марганцовистых стальных отливок крестовин с рельсами из углеродистой стали сваркой через промежуточную деталь из малоуглеродистой аустенитной стали, состав которой по диаграмме Шефлера соответствует никелевому эквиваленту 13-30Х и хромовому эквивале:!ту 8-257, длину промежуточной де» тали принимают равной 15-25 мм, вначале сваривают ее с рельсом стыковой сваркой оплавлением, а затем — с крестовиной,при этом охлаждение после второй сварочной операции осуществля>от при комнатной температуре, а после первой сварочной операции— с замедлением.

Промежуточную деталь изготавливают длиной 50 мм, а. после сварки с рельсом отрезают до заданной длины, Благодаря тому, что длина промежуточной детали рассчитывается очень короткой, а диаметр колеса относительно велик, предотвращается дефор!!ирование рабочей поверхности этой промежуточной детали. Диаметр колеса составляет 330-1100 мм и при таких малых размерах промежуточ ной детали длина приваренной промежуточной детали составляет в среднем лишь около 1Х диаметра колеса, Если бы рабочая поверхность промежуточной детали деформировалась вместе с радиусам колеса, то глубина такого деформирования составляла бы максимально 0,1 мм (такое деформирование не нарушает комфортабельности поезд35

3 1.1 222 ки). Охлаждение после первой сварочной операции, в которой промежуточная деталь была приварена к крестовине, может без затруднений осуществляться настолько медленно что избе5 гается возникновение подкалки рельсовой стали, так как нет никакого влияния на крестовину. Если во второй сварочной операции крестовина сваривается с промежуточной деталью, то при небольшой длине промежуточной детали первый сварной шов между рельсом и промежуточной деталью нагревается только до температуры около

700 С и охлаждение от этой температуры не должно осуществляться так медленно, как от температуры сварки.

Нагревание крестовины после сварочной операции не требуется. Поэтому можно производить охлаждение непосредственно от температуры сварочной теплоты, причем скорость охлаждения может выбираться настолько быстрой, чтобы еще не происходило охрупчивания марганцовистого твердого стально-25

ro литья, и настолько медленной, о чтобы при охлаждении с 700 С не охрупчивалась углеродистая сталь рельса. Существенным является то, что сначала сваривается промежуточная деталь с рельсом и затем только во второй рабочей операции она сваривается с крестовиной. Сварка осуществляется с помощью стыковой сварки оплавлением. При этом нагрев простирается только на небольшой участок, причем нагретая до жидкой фазы часть материала выдавливается и отпадает.

Охлаждение после второй сварки

40 осуществляется на спокойном воздухе, в то время как охлаждение после первой сварки осуществляется с замедлением по сравнению с охлаждением на спокойном воздухе. Охлаждение на

45 спокойном воздухе является достаточно быстрым для того, чтобы избежать охрупчивания марганцовистого твердого стального литья при охлаждении с температуры теплоты сварки и достаточно медленным для того, чтобы

50 избежать подкалки углеродистой стали рельса при охлаждении с температуры

700 С.

В предложенном способе применяется55 преимущественно промежуточная деталь, имеющая профиль нормального стандартного рельса. При стыковой сварке

09 4. оплавлением промежуточная деталь должна иметь такую длину, которая позволяет осуществлять прочное защемление в сварочной машине.

Согласно изобретению подготавливается промежуточная деталь, имеющая большую длину, преимущественно около

50 мм, сваривается с нормальным стандартным рельсом и затем отрезается на требующуюся длину. Предложенный способ может также осуществляться таким образом, что состоящий из материала промежуточной детали рельс сваривается с нормальным стандартным рельсом и затем остаточная часть этого„ состоящего из материала промежуточной детали, рельса отрезается от промежуточной детали.

При каждом процессе сварки расплавляется или осаживается около

10 мм промежуточной детали, Если длина привариваемой к стандартному рельсу промежуточной детали ограничивается величиной максимально 2025 мм, преимущественно 15-20 мм, то уже при первой сварочной операции можно принимать в расчет оплавление около 10 мм. При второй сварочной операции оплавляются последующие приблизительно 10 мм, так что длина промежуточной части укорачивается на 5-10 мм. Длина 5-10 мм позволяет достигнуть необходимого результата, так как для предотвращения диффузии является достаточным блокирующий слой 0,1-1 мм. Учитывая диффузию между легирующими элементами промежуточной детали и марганцовистого твер дого стального литья, выбор материала промежуточной детали для предложенного способа имеет большое значение, поэтому промежуточная деталь выполняется из аустенитной хромоникелевой стали, состав которой соответствует никелевому эквиваленту 13-307 и хромовому эквиваленту 8-25Х, в пересчете на диаграмму Шеффлера, причем эквивалент для никеля является равным 1хХ никеля+30х7 углерода+0,5х7 марганца, а эквивалент для хрома является равным 1хХ хрома+1х7 молибдена+1,5х7 кремния. При таком выборе материала промежуточной детали диффузионные явления между материалом промежуточной детали и марганцовистым твердым стальным литьем крестовины не отражаются отрицательно °

На фиг.1 показано соединение крестовины с нормальными стандартными

112? 209 динения крестовины с рельсами.

@6! 9.3

Составптель 3. Петрова

Редактор Р. Беселова 1 ехр=p,3I„Ko;.3þoíÿê Корректор О, Луговая

Заказ 8004/45 ) ;:ра.-;; 103б Подписное

ВНИГ1.1 Государственпого комитета СССР, по д:;.ам изобретений и Открытий

1 3С31, :(осква. Е-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул . Проектная, 4 рельсами; 33а фиг. 2- разрез А-Л на фиг.1; на фиг.3 -. разрез Б-Б на

Ьиг, 1.

Крестовина 1 выполнена из марганцовистого твердого стального литья.

К этОЙ крестовине приварены 33ормальные стандартные рельсы 2 через промежуточные детали 3 с помошы" стыковой сварки oHnÿâJIåíèå33, Подготавливаютс промежуточные детали длиной около 50 мм, достаточной для того., чтобы этн промежуточныс детали зажать в машине для стыковой сварки оплавлением. Промежуточные детали имеют изображенный на фиг. 3 прсфиль нормальногo стандартного рельса. Промежуточные детали длиной

50 мм свариваются Обычным способом с нормальным стандартным рельсом 2 с помощью стыковой сварки Оплавлением, причем возникает сварной шов (фиг.2), который охлаждается медленно, например, под теплоизолирующим защитным слоем. Затем промежуточные детали отрезаются таким образом, что их длина -от сварного шва 4 составляет 15 мм. После этого сразу же производится сварка с крестовиной посредством стыковой сварки оплавлением, При сварке снова оплавляется часть промежуточной детали длиной около 10 мм, так что получается длина a . Длина сварных швов 4 и 5 составляет 5 мм.

Использование предложенного способа позволяет,Зри меньших затратах и более простой технологии изготовле" нил обеспечить высокое качество сое