Obrabotka Metallov 2010 No. 3

¬®¬°¨ ª£°©©¬ °£³«¬©¬¡¦½ УДК 621.7.092 ¬¨©§°¦¦¡ ª©¦´® ª§¡¦¦¡¢ ©¤µª§ ¥«§§¥ ¨§©®¦§ª«¦§§ ¨¤ª«¡°ª£§§ §©¥¡©§¦¡¸ В.А. КАРГИН, доктор техн. наук, профессор, Л.Б.ТИХОМИРОВА, канд. техн. наук, профессор, М.С. ГАЛАЙ, аспирант ( СГУПС, г. Новосибирск ) Статья поступила 24 мая 2010 г. Рассматривается пример реализации формирования упрочненного слоя на поверхности сварного шва головки рельса методом поверхностного пластического деформирования. Приведено описание методики и результатов эксперимента по исследованию влияния ударного воздействия на физико-механические свойства сварных соединений рельсов. Ключевые слова : поверхностное пластическое деформирование, твердость, энергия удара, алюминотермитная сварка, сварной шов. The example of the realization shaping of the reinforced layer on the surface of the butt rail neck by the method of surface plastic deformation is examined. The description of procedure and results of experiment of a study the impact action influence on the physic-mechanical properties of the butt rail neck rails is presented. Key words: surface plastic deformation, vibroimpact plastic hardening technology, hardness, the energy of single impact, aluminum termite welding, butt rail neck. Перспективное развитие железных дорог идет по пути создания высокоскоростных магистралей. Решение этой задачи выдвигает новые требования к верхнему строению пути, в том числе связанные с ликвидацией стыков в пределах стрелочных пере- водов и звеньевых участков. Благодаря расшире- нию полигона бесстыкового пути уменьшился износ рельсов и элементов подвижного состава, улучши- лась плавность хода, снизились затраты на текущее содержание и ремонт железных дорог. В настоящее время основными методами соеди- нения рельсов сваркой являются контактный и алю- минотермитный. В странах Западной Европы и США способ алюминотермитной сварки (АЛТС) завоевал большую популярность – им сваривают стыки не только в районе стрелочных переводов, но и на пере- гонах основного пути. В России АЛТС проводится только в труднодоступных местах стрелочных пере- водов, на мостах, в тоннелях и кривых малого радиу- са. Анализ эксплуатации сварных соединений рель- сов, выполненных АЛТС, показал, что одним из ча- сто встречающихся дефектов на Западно-Сибирской железной дороге является смятие головки рельса в зоне сварного шва, что связано с технологией изго- товления бесстыкового пути. Следует отметить, что работ, посвященных изучению свойств сварных швов АЛТС и методов повышения их эксплуатационной стойкости, немного и они противоречивы [1, 2]. Проведенные нами исследования показали, что твердость сварного соединения головки рельса часто не удовлетворяет требуемым наименьшим показате- лям действующих технических условий. Согласно ТУ 0921-127-01124323-2005, твердость алюминотер- митного сварного соединения должна быть близка к твердости объемнозакаленного рельса и достигает величины 340… 400 НВ, в то время как она составля- ет 220…245 НВ (рис. 1). Пониженная твердость в свар- ном шве головки рельса, по сравнению с твердостью объемнозакаленного рельса, приводит к неравномерно- му износу в процессе эксплуатации и увеличивает ве- роятность контактных повреждений сварных стыков. Рис. 1. Твердость сварного шва и околошовной зоны алюминотермитного сварного соединения рельса Одним из методов повышения твердости и эксплуа- тационной стойкости сварных соединений рельсов мо- жет быть поверхностное пластическое деформирова- ние (ППД). В настоящее время широко применяются различные способы ППД: обкатка роликами или шари-