L'impacte de la tensió residual de la redreçada del carril en la qualitat de les unions soldades
On es concentra l'esforç residual de redreçament als rails i què el provoca?
L'alineació de l'estrès residual es concentra principalment a ambdós costats del capçal del rail, les vores de la base del rail i la zona de transició entre la xarxa i el cap del rail. Els carrils-laminats en calent tenen una flexió natural i el redreçament en fred els obliga directament a través de la pressió externa, creant esforços de tracció residuals a les zones comprimides i esforços de compressió residuals a les zones esteses. El capçal i la base del rail pateixen la deformació més gran durant el redreçament, donant lloc a la concentració d'esforç més important. Aquestes tensions persisteixen internament i es converteixen en possibles desencadenants d'esquerdes.
Quines conseqüències fatals es deriven de la superposició de la tensió residual i la tensió tèrmica de soldadura?
La soldadura genera un estrès tèrmic intens, amb el metall a prop de la soldadura experimentant una forta expansió i contracció tèrmica. Quan la tensió tèrmica de soldadura es solapa amb la tensió de tracció residual de redreçament, la tensió local supera la resistència a la fluència de l'acer i fins i tot la resistència a la tracció. Aquest estat d'excés de tensió-inicia esquerdes a la zona de soldadura o calor-, especialment esquerdes fredes que apareixen hores o dies després de la soldadura. Les esquerdes debiliten greument la força de les articulacions i causen fàcilment trencaments del carril durant el funcionament del tren, posant en perill la seguretat del trànsit.
En què es diferencien els estàndards xinesos i internacionals en el control de l'estrès residual de redreçament?
Els estàndards xinesos requereixen una distribució uniforme de la tensió residual després de l'alineació, amb la tensió de tracció residual superficial al capçal del carril que no superi els límits especificats, satisfent les necessitats de soldadura domèstica. Les normes internacionals com la UIC 60 i l'EN 13674 imposen controls més estrictes als carrils d'alta-velocitat, limitant no només els valors de tensió, sinó que també requereixen la detecció de distribució de tensions mitjançant mètodes ultrasònics o forats cecs. Alguns rails internacionals se sotmeten a un temperat en línia per eliminar activament la tensió residual, garantint l'estabilitat de l'estrès durant la soldadura. Aquesta diferència prové dels requisits d'alta fiabilitat de les juntes de soldadura de línia d'alta velocitat-.
Quins mètodes s'utilitzen habitualment per eliminar la tensió residual de redreçament abans del lliurament del ferrocarril?
El mètode més comú és el tremp en línia a baixa-temperatura, que utilitza la calefacció controlada per relaxar l'estructura metàl·lica interna i alliberar l'estrès residual. Per als rails d'alta-precisió, s'adopta l'envelliment natural-emmagatzemant els rails durant un període per permetre una relaxació lenta de l'estrès, tot i que això requereix temps-. A més, l'optimització del procés de redreçament amb un redreçament progressiu de rodets múltiples per reduir la deformació única pot minimitzar la tensió residual a l'origen.
Com mitigar els riscos de l'estrès residual del carril durant la-soldadura al lloc?
Preescalfeu els extrems del rail a la temperatura especificada abans de soldar per reduir les diferències de temperatura i reduir els pics d'estrès tèrmic. Seguiu estrictament els procediments de soldadura per controlar la velocitat de soldadura i la temperatura entre passades, evitant un estrès tèrmic excessiu. Realitzeu un tractament tèrmic post-soldadura (normalització o temperat) després de la soldadura per eliminar la superposició de l'estrès tèrmic de la soldadura i l'estrès residual. Mentrestant, eviteu la soldadura en llocs amb deformacions greus de redreçament per evitar riscos de la font.