جوشکاری ریل ها

جوشکاری ریل ها، یکی از کارهای تخصصی در اجرای روسازی است و به علت اهمیت موضوع فوق در عملیات احداث روسا ز ی، فصلی خاص برای معرفی روش های جوشکاری در ایران اختصاص داده شده است. در نشریه شماره 355 به طور خلاصه اصول مربوط به جوشکاری ترمیت و الکتریکی معرفی شد ه است.

جوشکاری ترمیت و روش های مختلف آن

در این جوشکاری، فعل و انفعالات بین اکسید آهن و پودر آلومینیوم باعث ایجاد آهن مذاب و اکسید آلومینیوم شده و درجه حرارت به حدود 2450 درجه سانتی گراد می رسد. روش های مختلفی برای جوشکاری ترمیت ارائه شد ه که روند تکمیلی داشته است. هر راه آهنی بنا به ضروریات و محدودیت هایی که دارد، روش مناسب را برمی گزیند. روشی که در ایران از آن استفاده می شود روش SMW-F، است. به طور کلی جوشکاری ترمیت شامل سه مرحله اصلی است.

آماده سازی و عملیات قبل از جوشکاری؛ در این مرحله تجهیزات مورد نیاز در محل قرار گرفته و پس از برس زنی و تمیز کردن دو سر ریل ها، عملیات پیش گرمایش انجام می گیرد.واکنش ترمیت و ریختن آ ن؛ این مرحله در ادامه پیش گرمایش دو سر ریل بوده و در آن ترمیت واکنش داده در محل قالب ریخته می شود.عملیات تکمیلی؛ این مرحله به برداشت تجهیزات و صاف کردن محل جوش می پردازد.

روش SMW

این روش از متداولترین رو ش های جوشکاری در راه آهن است. مقطع حاصله از آن تقریباً به شکل ذوزنقه است. علت آن وجود دو ماهیچه در طرفین جوش است. در این روش، پس از بستن قالب ها، مقاطع دو ریل حرارت داده شده و پیش گرم می شوند. در صورت استفاده از موتورهای کمپرسوری، مدت زمان حرارت دهی 12 الی 15 دقیقه و در صورت استفاده از سرگاز، حدود 5 دقیقه، اس ت.حرارت پیش گرم لازم 900 الی 1000 درجه سانتی گراد و فاصله درز جوشکاری 14 تا 16 میلیمتر است.

روش SMW-F

در این روش، مقطع جوشکاری شده در طرفین محل اتصال به صورت صاف بوده و ماهیچه آن با ماهیچه مقطع SMW تفاوت دارد. این روش با استفاده از قالب پیش ساخته قابل اجرا است که در این صورت با سرعت بیشتری انجام خواهد شد. درز جوشکاری در این روش 20 الی 22 میلیمتر است. دمای پیش گرم در این روش حدود 1000 درجه سانتی گراد بوده که توسط گرمکن اکسیژن پروپان ایجاد می شود و در مورد ریل های UIC60 حدود 7 الی 8 دقیقه به طول می انجامد.

روش SKV (روش جوشکاری با زمان پیشگرم کوتاه)

این روش برای خطوط پرتردد مفید است. زمان جوشکاری در این روش بین 12 تا 15 دقیقه است. زمان پیش حرارت دهی در این روش 1 الی 2 دقیقه است. که این مسئله باعث کاهش زمان جوشکاری شده است. در این زمان حرارت دو سر ریل به 600 درجه سانتی گراد می رسد. حرارت لازم برای ذوب در سر دو ریل از طریق افزایش مقدار ترمیت مورد نیاز، تأمین می شود. درز جوشکاری در این روش 24 الی 26 میلیمتر است. برای تعمیر مشکلات ریل نظیر شکستگی ها یا سایر مشکلات، روشی به نام SKV-75 وجود دارد. که در آن درز جوشکاری 75 میلیمتر است.

روش LSV (پر کردن سوراخ های ضعیف دو سر ریل)

در مواقعی که لازم باشد علاوه بر جوشکاری دو سر ریل ها، سوراخ های موجود در دو سر ریل ها که از آنها برای بستن اتصالی استفاده می شود، نیز پر شوند از روش LSV برای این منظور استفاده می شود. در این روش، تمامی قسمت ها (سر ریل ها و سوراخ های طرفین آنها) در یک زمان جوشکاری می شود.

جوشکاری برقی

جوشکاری برقی در کنار جوشکاری ترمیت، روشی متداول برای حذف درز ریل ها است. از مزایای جوشکاری برقی در مقایسه با جوشکاری ترمیتی، نیفزودن ماده اضافی است که این مسئله در استحکام ریل و بقای آن تأثیر زیادی دارد. جوشکاری برقی به دو طریق در راه آهن انجام می شود. در روش اول در یک کارگاه ثابت، ریل ها را به طول های مورد نیاز جوشکاری کرده و سپس به کمک جرثقیل، به محل خط برای نصب حمل می کنند. در روش دوم، به کمک ماشین های جوشکاری مدرن ثابت و متحرک در طول خط، عملیات جوشکاری انجام می گیرد.

اصول جوشکاری برقی

ابتدا در دو سر ریل قوس الکتریکی ایجاد می کنند. اساس کار، بر مبنای ولتاژ کم و آمپر زیاد استوار است. بعد از رسیدن دو سر یا دو انتهای ریل ها به حالت ذوب، دو سر ریل را با نیرویی متناسب با مقطع ریل، بهم فشرده و ممزوج می کنند. برای این منظور دو سر ریل را به طور مطلوب در دو گیره مخصوص که روی ماشین قرار دارد، محکم می نمایند. هر یک از گیره ها جداگانه به دو قطب دستگاه مبدل (ترانسفورماتور) ماشین جوشکاری وصل می شود.

یکی از گیره ها ثابت است و دیگری متحرک که می تواند در جهت طولی موازی محور ریل بسته شده و حرکت کند. حال اگر گیره متحرک یک حرکت منظم تناوبی داشته و به جلو و عقب برود، برخوردهایی متوالی بین دو سر ریل به وجود می آورد که در نتیجه تولید جرقه یا قوس الکتریکی می کند و این جرقه های برقی بین دو سر ریل تولید حرارت می کند، تا حدی که سر ریل ها به حالت خمیری درآمده و مستعد بهم جوش خوردن می شود.