Jak se svařují bezešvé kolejnice?

Ve svařovací základně Wuhan Wuhan Maintenance Depot, Wuhan Railway Bureau Group Co., Ltd., prochází každá ocelová kolejnice pozoruhodnou proměnou. Sto{3}}metrové kolejnice přepravované z oceláren jsou podrobeny 17 pečlivým procesům-včetně svařování, hrubého frézování, normalizace, přesného frézování a detekce vad-, než jsou nakonec vykovány do 500-metrů dlouhých bezešvých kolejnic.

 

Svařování bezešvých kolejnic, i když se zdá být jednoduché, představuje extrémní snahu o přesnost, pevnost a bezpečnost.

Od začátku letošního roku dokončila základna Wuhan Rail Welding Base ve Wuhan Engineering Maintenance Depot více než 600 kilometrů bezproblémového svařování kolejí pro projekty, včetně Wuhan-Yiyang části vysokorychlostní železnice Yangtze River Yangtze a Xiangyang-Jingzhou High-Speed ​​Railway. Roční svařovací kapacita se zvýšila z 1 500 na 1 800 kilometrů díky hluboké integraci inteligentních zařízení a digitálních systémů, které současně posouvají efektivitu výroby a kvalitu produktů.

 

Přesnost svařování dosahuje „milimetrové úrovně“

Stejně jako každá osoba vlastní jedinečný průkaz totožnosti, každá kolejnice nese svůj vlastní charakteristický „čárový kód totožnosti“. Tento QR kód, vytištěný na konci kolejnice, zachycuje celou její historii. Před svařováním personál naskenuje čárový kód a zadá podrobnosti a dokončí „registrační proces“ kolejnice. Specializované kontrolní nástroje pak pečlivě prozkoumají tvar profilu kolejnice a kvalitu povrchu a zajistí, že všechny specifikace splňují normy před zahájením svařování.

Před svařováním musí být konce kolejnic důkladně očištěny. Automatický odvápňovací stroj pečlivě ošetřuje hlavu kolejnice, patku kolejnice a čelní plochy, přičemž hloubka odvápnění je přísně kontrolována v rozmezí 0,2 milimetru – přibližně tloušťka dvou listů standardního tiskového papíru. Příliš malá hloubka snižuje kvalitu svaru, zatímco nadměrná hloubka poškozuje tělo kolejnice.

Svařování představuje nejkritičtější fázi celého procesu. Před umístěním kolejnic na pevný zábleskový svařovací stroj musí být konce obou kolejnic přesně vyrovnány s vertikálními a horizontálními odchylkami nepřesahujícími 0,2 milimetru. Xu Tengfei, předák sekce svařování kolejnic, vysvětluje, že bezešvé kolejnice musí odolávat nesmírným odstředivým silám při zatáčení vysokou-rychlostí a vydržet stovky tun tepelného namáhání v důsledku sezónních teplotních výkyvů. Jakákoli drobná vada ve svarovém bodě se může během dlouhého provozu neomezeně zesilovat. Po vyrovnání konce procházejí spojem desítky tisíc ampér proudu, který okamžitě zahřeje konce kolejnice na více než 1000 stupňů Celsia. Obrovský tlak pak násilně stlačí roztavený kov. Přestože celý proces svařování trvá jen asi dvě minuty, zahrnuje sedm přesně řízených fází včetně předehřívání, propalování a kování.

Spolupráce člověka-stroje zvyšuje efektivitu o 15,4 %

Po svařování zůstávají na spoji kolejnice vyčnívající svarové housenky, což vyžaduje další zpracování. V zóně přesného broušení plně automatizované brousicí roboty pečlivě zušlechťují svařovací hlavy. Robotická ramena vedená laserovými systémy provádějí přesné pohyby a generují kaskády zlatých jisker, když se brusné kotouče dotknou svarových housenek. „Naším cílem je dosáhnout nulového přebytku svarového materiálu a zajistit, aby geometrický profil svařovací hlavy dokonale odpovídal původní kolejnici,“ vysvětluje-technik Yu Runze na místě. Inteligentní systém broušení využívá laserové 3D skenování k automatické identifikaci obrysů svarů, dynamicky upravuje dráhy broušení, aby se zabránilo nadměrnému broušení-a zároveň bylo zajištěno, že nebudou vynechány žádné oblasti. Dříve tento úkol zcela spoléhal na ruční obsluhu brusného kotouče, která se vyznačovala vysokou pracností, špatnými pracovními podmínkami a nedůslednou kontrolou kvality. Dnes integrace „CNC frézek a plně automatizovaných brousicích robotů“ umožňuje spolupráci mezi člověkem-strojem a zvyšuje efektivitu o 15,4 %.

Tři přísné testy před schválením

Svařované kolejnice procházejí přísnou kontrolou. Ve stanici detekce vad technik Tu Aibing pečlivě skenuje povrch svařovací hlavy ultrazvukovou sondou, oči upřené na kolísání tvaru vlny na obrazovce. "Prosazujeme nekompromisní standard: jakýkoli tvar vlny znamená odmítnutí," říká Tu. Ultrazvukové testování odhalí vnitřní vady neviditelné pouhým okem. Kombinace automatizované kontroly s manuálním ověřením zajišťuje nulové vnitřní poškození nebo skryté vady v každém svarovém spoji. Po úspěšném absolvování tohoto testu pak spoje vydrží ještě přísnější test padacím kladivem. Tunové železné kladivo udeří na svařovaný spoj z výšky 5,2 metru. „To simuluje nejextrémnější stresové podmínky během průjezdu vlakem,“ vysvětluje inženýr kvality Li Wei. „Svařovací hlavy musí odolat třem po sobě jdoucím silným nárazům bez zlomení, aby získaly „certifikát tovární kvalifikace“, vysvětlil inženýr kvality Li Wei.

V dokončovací části provádějí inspektoři kvality závěrečné kontroly pomocí elektronických pravoměrných měřidel. Zde musí každá svařovací hlava projít třemi kritickými fázemi: vizuální kontrolou, specializovanou detekcí vad a ověřením hotového výrobku. „Zavedli jsme třístupňový{2}}systém kontroly-zahrnující vlastní-kontrolu a vzájemné kontroly na pracovních stanicích, dílčí re{5}}kontrolu a vzorkování v dílně-, abychom institucionálně zaručili 100% shodu svarů,“ uvedl Zhang Hanfang, ředitel Workshopu pro svařování kolejí v tomto zařízení.