Forte correlazione tra la perpendicolarità della faccia terminale della rotaia e la qualità della saldatura alluminotermica
Perché la perpendicolarità non qualificata delle estremità delle rotaie causa direttamente la penetrazione incompleta nelle saldature alluminotermiche?
La saldatura alluminotermica si basa sul-peso proprio dell'acciaio fuso e sul calore della reazione chimica per riempire lo stampo. Un'estremità inclinata crea uno "spazio irregolare" (largo da un lato, stretto dall'altro). L'acciaio fuso incontra un'elevata resistenza al flusso nello spazio stretto e si solidifica più velocemente che nello spazio ampio, impedendo il pieno riempimento fino alla radice del giunto. La penetrazione incompleta significa che non si forma alcun legame metallurgico localmente, con connessione solo tramite scorie o una piccola quantità di metallo. Questo difetto riduce la resistenza alla trazione del giunto a meno del 50% del valore di progetto, rendendolo soggetto a fratture fragili sotto i carichi dinamici del treno.
Qual è lo standard di tolleranza per la perpendicolarità delle estremità e in che modo i requisiti differiscono tra le sezioni ferroviarie?
Secondo le "Condizioni tecniche per la saldatura alluminotermica delle rotaie", la tolleranza complessiva di perpendicolarità dell'estremità della rotaia non deve superare 0,5 mm. La testa della rotaia ha i requisiti più severi, con un errore di perpendicolarità limitato a 0,3 mm, poiché è l'area portante del carico principale-dove i difetti di saldatura sono più pericolosi. La struttura e la base del binario consentono un rilassamento fino a 0,5 mm ma devono essere piatte e senza difetti simili a scalini. Per ottenere questa precisione elevata,-la rettifica in loco deve essere effettuata con smerigliatrici di estremità specializzate e non con smerigliatrici angolari manuali.
Oltre alla penetrazione incompleta, quali altri difetti tipici della saldatura alluminotermica sono causati dall'inclinazione delle estremità?
Oltre alla penetrazione incompleta, i difetti più comuni sono le “inclusioni di scorie” e le “porosità”. Un'estremità inclinata provoca un'asimmetria nella cavità dello stampo, interrompendo il flusso dell'acciaio fuso. Le scorie non riescono a raggiungere agevolmente il montante e rimangono intrappolate all'interno del metallo saldato, formando inclusioni. Nel frattempo, il campo di flusso turbolento impedisce la fuga di gas, creando una densa porosità nella saldatura. Inoltre, l'inclinazione delle estremità porta a un eccessivo "disallineamento del gradino" (teste delle rotaie non sullo stesso piano), un difetto geometrico che esacerba l'impatto della ruota-rotaia e riduce indirettamente la durata del giunto.
Come ispezionare rapidamente la perpendicolarità dell'estremità della rotaia sul-sito utilizzando strumenti semplici?
Lo strumento semplice standard è un "righello quadrato all'estremità della rotaia", che presenta tre superfici di misurazione (testa, anima, base) che corrispondono esattamente alla sezione trasversale- della rotaia. Durante l'ispezione, fissare saldamente il righello quadrato all'estremità e misurare la distanza con uno spessimetro; il valore massimo è l'errore di perpendicolarità. Senza strumenti specializzati, è possibile utilizzare il "metodo della doppia-linea": tracciare due linee centrali perpendicolari all'estremità e proiettare una linea laser verticale per il confronto. Sebbene leggermente meno accurato, questo metodo identifica rapidamente un'inclinazione finale significativa.
Se la perpendicolarità dell'estremità di un binario tagliato non è conforme agli standard, quali misure correttive dovrebbero essere adottate in-sito?
L'unico rimedio è la rettifica secondaria di precisione; la saldatura è severamente vietata. Innanzitutto, pulire l'estremità dall'ossido e dall'olio e fissare la guida su una piattaforma di macinazione dedicata. Quindi, utilizzare una smerigliatrice per estremità della rotaia per eseguire la molatura complessiva sull'estremità inclinata, facendo riferimento alla linea centrale longitudinale della rotaia. Controllare ripetutamente con un righello quadrato durante la rettifica finché l'errore di perpendicolarità non soddisfa gli standard. Se la rettifica secondaria accorcia eccessivamente la rotaia, regolare nuovamente lo spazio di saldatura per garantire che rimanga entro l'intervallo standard di 25-30 mm.