Kako so brezšivne tirnice varjene?

V Wuhan Welding Base v Wuhan Maintenance Depot, Wuhan Railway Bureau Group Co., Ltd., je vsaka jeklena tirnica podvržena izjemni preobrazbi. Sto-metrske tirnice, prepeljane iz jeklarn, so podvržene 17 natančnim postopkom-vključno z varjenjem, grobim rezkanjem, normaliziranjem, natančnim rezkanjem in odkrivanjem napak-preden so na koncu kovane v 500-metrov dolge brezšivne tirnice.

 

Varjenje brezšivnih tirnic, čeprav je na videz preprosto, predstavlja izjemno prizadevanje za natančnost, moč in varnost.

Od začetka tega leta je Wuhan Rail Welding Base v Wuhan Engineering Maintenance Depot dokončal več kot 600 kilometrov brezšivnega varjenja tirnic za projekte, vključno z odsekom Wuhan-Yiyang visoke{2}}hitre železnice reke Jangce in Xiangyang-Jingzhou-hitre železnice. Letna varilna zmogljivost se je povečala s 1.500 na 1.800 kilometrov, pri čemer globoka integracija inteligentne opreme in digitalnih sistemov poganja sočasne skoke v učinkovitosti proizvodnje in kakovosti izdelkov.

 

Natančnost varjenja dosega 'milimetrsko raven'

Tako kot ima vsaka oseba edinstveno osebno izkaznico, ima vsaka tirnica svojo značilno 'identifikacijsko črtno kodo'. Ta koda QR, vtisnjena na koncu tirnice, prikazuje celotno zgodovino. Pred varjenjem osebje skenira črtno kodo, da vnese podrobnosti, s čimer se zaključi 'postopek registracije' tirnice. Specializirana inšpekcijska orodja nato natančno pregledajo obliko profila tirnice in kakovost površine ter zagotovijo, da vse specifikacije ustrezajo standardom, preden se začne varjenje.

Pred varjenjem je treba konce tirnic temeljito očistiti. Samodejni stroj za odstranjevanje vodnega kamna skrbno obdela glavo tirnice, nogo tirnice in končne površine, pri čemer je globina odstranjevanja vodnega kamna strogo nadzorovana znotraj 0,2 milimetra – približno debelina dveh listov standardnega papirja za tiskalnik. Premajhna globina ogroža kakovost zvara, prevelika globina pa poškoduje telo tirnice.

Varjenje je najbolj kritična faza celotnega procesa. Pred pozicioniranjem tirnic na fiksni stroj za sočelno varjenje morata biti konca obeh tirnic natančno poravnana, pri čemer vertikalni in vodoravni odklon ne sme presegati 0,2 milimetra. Xu Tengfei, delovodja oddelka za varjenje tirnic, pojasnjuje, da morajo brezšivne tirnice vzdržati ogromne centrifugalne sile med-hitrostjo v ovinkih in vzdržati na stotine ton toplotne obremenitve zaradi sezonskih temperaturnih nihanj. Vsaka najmanjša napaka na mestu zvara se lahko med dolgotrajnim delovanjem poveča za nedoločen čas. Po poravnavi koncev teče skozi spoj na desettisoče amperov toka, ki takoj segreje konce tirnic na več kot 1000 stopinj Celzija. Ogromen pritisk nato na silo stisne staljeno kovino. Čeprav celoten postopek varjenja traja le približno dve minuti, vključuje sedem natančno nadzorovanih stopenj, vključno s predgrevanjem, žganjem in kovanjem.

Sodelovanje človek-stroj poveča učinkovitost za 15,4 %

Po varjenju ostanejo štrleči zvari na spoju tirnice, kar zahteva nadaljnjo obdelavo. Znotraj cone natančnega brušenja popolnoma avtomatizirani brusilni roboti natančno izpopolnijo zvarne glave. Robotske roke, vodene z laserskimi sistemi, izvajajo natančne gibe in ustvarjajo kaskade zlatih isker, ko se brusilne plošče dotaknejo zvarnih kroglic. 'Naš cilj je doseči nič odvečnega zvarnega materiala, s čimer zagotovimo, da se geometrijski profil zvarne glave popolnoma ujema z originalno tirnico,' pojasnjuje-tehnik na lokaciji Yu Runze. Inteligentni brusilni sistem uporablja lasersko 3D-skeniranje za samodejno prepoznavanje obrisov zvara, dinamično prilagajanje brusilnih poti, da prepreči prekomerno-brušenje, hkrati pa zagotavlja, da ni zgrešeno nobeno območje. Prej se je ta naloga v celoti zanašala na ročno upravljanje brusa, za katero so bili značilni visoka delovna intenzivnost, slabi delovni pogoji in nedosleden nadzor kakovosti. Danes integracija 'CNC rezkalnih strojev in popolnoma avtomatiziranih brusilnih robotov' omogoča sodelovanje-človeških strojev in povečanje učinkovitosti za 15,4 %.

Trije strogi testi pred odobritvijo

Varjene tirnice so podvržene strogemu pregledu. Na postaji za odkrivanje napak tehnik Tu Aibing natančno skenira površino zvarne glave z ultrazvočno sondo, oči pa so uprte v nihanja valovne oblike zaslona. "Uveljavljamo brezkompromisen standard: vsaka valovna oblika pomeni zavrnitev," pravi Tu. Ultrazvočno testiranje razkrije s prostim očesom nevidne notranje napake. Kombinacija avtomatiziranega pregleda z ročnim preverjanjem zagotavlja nič notranjih poškodb ali skritih napak v vsakem varjenem spoju. Ko opravijo ta preizkus, sklepi nato prenesejo strožji preskus z udarnim kladivom. Eno{6}}tonsko železno kladivo udari po zvarnem spoju z višine 5,2 metra. "To simulira najbolj ekstremne stresne razmere med vožnjo vlaka," pojasnjuje inženir kakovosti Li Wei. "Glave zvarov morajo prenesti tri zaporedne močne udarce brez zloma, da pridobijo svoj "certifikat o tovarniški kvalifikaciji"," je pojasnil inženir kakovosti Li Wei.

V končnem delu inšpektorji kakovosti izvajajo končne preglede z uporabo elektronskih merilnih ravnil. Tukaj mora vsaka varilna glava prestati tri kritične stopnje: vizualni pregled, specializirano odkrivanje napak in preverjanje končnega izdelka. „Vzpostavili smo tri{2}}nadzorni sistem-, ki obsega samo-inšpekcijo in medsebojno preverjanje na delovnih postajah, ponovni-pregled odsekov in vzorčenje v delavnici-, da bi institucionalno zagotovili 100-odstotno skladnost varjenih spojev,« je izjavil Zhang Hanfang, direktor delavnice za varjenje tirnic v tem obratu.