L'impatto dello stress residuo derivante dal raddrizzamento delle rotaie sulla qualità dei giunti saldati
Dove si concentra lo stress residuo di raddrizzamento nelle rotaie e cosa lo causa?
Le tensioni residue del raddrizzamento si concentrano principalmente su entrambi i lati della testata della rotaia, sui bordi della base della rotaia e sulla zona di transizione tra l'anima della rotaia e la testata. Le rotaie laminate a caldo-hanno una flessione naturale e la raddrizzatura a freddo le spinge direttamente attraverso la pressione esterna, creando uno stress di trazione residuo nelle aree compresse e uno stress di compressione residuo nelle aree allungate. La testa e la base della rotaia subiscono la massima deformazione durante il raddrizzamento, portando alla concentrazione di sollecitazioni più significativa. Queste tensioni persistono internamente e diventano potenziali fattori scatenanti di crepe.
Quali conseguenze fatali risultano dalla sovrapposizione dello stress residuo e dello stress termico di saldatura?
La saldatura genera un intenso stress termico, con il metallo vicino alla saldatura che subisce una forte espansione e contrazione termica. Quando lo stress termico della saldatura si sovrappone allo stress da trazione residuo del raddrizzamento, lo stress locale supera il limite di snervamento dell'acciaio e anche la resistenza alla trazione. Questo stato di-sollecitazione eccessiva dà origine a cricche nella zona di saldatura o-influenzata dal calore, in particolare cricche a freddo che compaiono ore o giorni dopo la saldatura. Le crepe indeboliscono gravemente la resistenza dei giunti e causano facilmente la rottura delle rotaie durante la circolazione dei treni, mettendo a rischio la sicurezza del traffico.
In cosa differiscono gli standard cinesi e quelli internazionali nel controllo delle tensioni residue della raddrizzatura?
Gli standard cinesi richiedono una distribuzione uniforme delle tensioni residue dopo la raddrizzatura, con sollecitazioni di trazione residue superficiali sulla testa della rotaia che non superino i limiti specificati, soddisfacendo le esigenze di saldatura nazionali. Gli standard internazionali come UIC 60 ed EN 13674 impongono controlli più severi sulle ferrovie ad alta-velocità, limitando non solo i valori di sollecitazione ma richiedendo anche il rilevamento della distribuzione delle sollecitazioni tramite metodi a ultrasuoni o a foro cieco. Alcune rotaie internazionali vengono sottoposte a rinvenimento in linea per eliminare attivamente le tensioni residue, garantendo stabilità alle sollecitazioni durante la saldatura. Questa differenza deriva dai requisiti di elevata affidabilità dei giunti saldati in linea-ad alta velocità.
Quali metodi vengono comunemente utilizzati per eliminare lo stress residuo del raddrizzamento prima della consegna della rotaia?
Il metodo più comune è il rinvenimento online a bassa-temperatura, che utilizza il riscaldamento controllato per rilassare la struttura metallica interna e rilasciare lo stress residuo. Per i binari ad alta-precisione, viene adottato l'invecchiamento naturale-immagazzinando i binari per un periodo per consentire un lento rilassamento dello stress, anche se questo-richiede molto tempo. Inoltre, l'ottimizzazione del processo di raddrizzatura con la raddrizzatura progressiva multi-roll per ridurre la singola deformazione può ridurre al minimo lo stress residuo alla fonte.
Come mitigare i rischi derivanti dallo stress residuo della rotaia durante-la saldatura in loco?
Preriscaldare le estremità della guida alla temperatura specificata prima della saldatura per ridurre le differenze di temperatura e abbassare i picchi di stress termico. Seguire rigorosamente le procedure di saldatura per controllare la velocità di saldatura e la temperatura di interpass, evitando eccessivo stress termico. Effettuare un trattamento termico post-saldatura (normalizzazione o rinvenimento) dopo la saldatura per eliminare la sovrapposizione dello stress termico di saldatura e dello stress residuo. Nel frattempo, evitare la saldatura in punti con grave deformazione di raddrizzamento per evitare rischi alla fonte.