Як зварюють безшовні рейки?

На зварювальній базі Wuhan Maintenance Depot Wuhan Railway Bureau Group Co., Ltd. кожна сталева рейка зазнає неймовірної трансформації. Сто-метрові рейки, які транспортуються зі сталеливарних заводів, піддаються 17 ретельним процесам,-зокрема зварюванню, грубому фрезеруванню, нормалізації, точному фрезеруванню та дефектоскопії-перш ніж остаточно викуються в 500-метрові безшовні рейки.

 

Зварювання безшовних рейок, хоч і здається простим, є надзвичайним прагненням до точності, міцності та безпеки.

З початку цього року Уханьська база зварювання рейок інженерно-технічної бази Уханя виконала понад 600 кілометрів безшовного зварювання рейок для проектів, зокрема для високошвидкісної-залізниці річки Янцзи в Ухань-Іян і високошвидкісної залізниці Сян’ян-Цзінчжоу-. Річна зварювальна потужність зросла з 1500 до 1800 кілометрів завдяки глибокій інтеграції інтелектуального обладнання та цифрових систем, що сприяє одночасному зростанню ефективності виробництва та якості продукції.

 

Точність зварювання досягає «міліметрового рівня»

Подібно до того, як кожна людина має унікальне посвідчення особи, кожна рейка має свій власний «ідентифікаційний штрих-код». Цей QR-код, відбитий на кінці рейки, описує всю її історію. Перед зварюванням персонал сканує штрих-код, щоб ввести деталі, завершуючи «процес реєстрації» рейки. Потім спеціалізовані інструменти перевірки ретельно перевіряють форму профілю рейки та якість поверхні, гарантуючи відповідність усіх специфікацій стандартам перед початком зварювання.

Перед зварюванням кінці рейок необхідно ретельно зачистити. Автоматична машина для видалення накипу ретельно обробляє головку рейки, ніжку рейки та торці, причому глибина видалення накипу суворо контролюється в межах 0,2 міліметра – приблизно товщина двох аркушів стандартного паперу для принтера. Занадто мала глибина погіршує якість зварювання, тоді як надмірна глибина пошкоджує корпус рейки.

Зварювання є найбільш відповідальним етапом всього процесу. Перед розміщенням рейок на стаціонарній машині для стикового зварювання оплавленням кінці обох рейок повинні бути точно вирівняні, причому відхилення по вертикалі та горизонталі не перевищують 0,2 міліметра. Сюй Тенгфей, бригадир дільниці зварювання рейок, пояснює, що безшовні рейки мають витримувати величезні відцентрові сили під час проходження поворотів із високою-швидкістю та витримувати сотні тонн термічного навантаження через сезонні коливання температури. Будь-який дрібний дефект у точці зварювання може посилюватися на невизначений термін під час тривалої роботи. Після вирівнювання кінців через з’єднання проходять десятки тисяч ампер струму, миттєво нагріваючи кінці рейки до температури понад 1000 градусів Цельсія. Потім величезний тиск сильно стискає розплавлений метал. Хоча весь процес зварювання займає лише близько двох хвилин, він включає сім точно контрольованих етапів, включаючи попередній нагрів, пропалювання та кування.

Співпраця-людини та машини підвищує ефективність на 15,4%

Після зварювання на з’єднанні рейок залишаються виступаючі шви, що потребує подальшої обробки. У зоні прецизійного шліфування повністю автоматизовані шліфувальні роботи ретельно вдосконалюють зварні головки. Керовані лазерними системами роботизовані руки виконують точні рухи, генеруючи каскади золотих іскор, коли шліфувальні круги стикаються зі зварювальними валиками. «Наша мета — звести до нуля надлишок зварювального матеріалу, гарантуючи, що геометричний профіль зварювальної головки ідеально збігається з оригінальною рейкою», — пояснює -технічний спеціаліст Ю Рунзе. Інтелектуальна система шліфування використовує лазерне 3D-сканування для автоматичного визначення контурів зварного шва, динамічно регулюючи траєкторії шліфування, щоб запобігти надмірному-шліфуванню, гарантуючи, що жодна ділянка не буде пропущена. Раніше це завдання повністю покладалося на ручну роботу шліфувального круга, що характеризувалося високою трудомісткістю, поганими умовами праці та непослідовним контролем якості. Сьогодні інтеграція «фрезерних верстатів з ЧПК і повністю автоматизованих шліфувальних роботів» забезпечує співпрацю -людино-машин, підвищуючи ефективність на 15,4%.

Три суворі перевірки перед схваленням

Зварні рейки проходять ретельний контроль. На станції дефектоскопії технік Ту Айбінг прискіпливо сканує поверхню зварювальної головки за допомогою ультразвукового датчика, не зводячи очей із коливань форми сигналу на екрані. «Ми дотримуємося безкомпромісного стандарту: будь-яка форма сигналу вказує на відмову», — заявляє Ту. Ультразвукове дослідження виявляє внутрішні дефекти, невидимі неозброєним оком. Поєднання автоматизованого контролю з ручною перевіркою гарантує відсутність внутрішніх пошкоджень або прихованих дефектів у кожному зварному з’єднанні. Після проходження цього випробування з’єднання витримують більш суворе випробування ударним молотком. Залізний молот вагою в одну -тонну б’є по зварному з’єднанню з висоти 5,2 метра. «Це імітує найекстремальніші умови стресу під час проходження поїзда», — пояснює інженер з якості Лі Вей. «Зварювальні головки повинні витримати три послідовні потужні удари без руйнування, щоб отримати свій «сертифікат заводської кваліфікації», — пояснив інженер з якості Лі Вей.

На фінішній ділянці інспектори з якості проводять остаточні перевірки за допомогою електронних лінійок. Тут кожна зварювальна головка повинна пройти три важливі етапи: візуальний огляд, спеціалізовану дефектоскопію та перевірку готової продукції. «Ми встановили три{2}}систему контролю-, що охоплює само-інспекцію та взаємні перевірки на робочих станціях, секційну повторну-інспекцію та відбір зразків-, щоб інституційно гарантувати 100% відповідність зварних з’єднань», — заявив Чжан Ханфан, директор рейково-зварювальної майстерні цього підприємства.