Loading

Regeneracja obręczy zestawów kołowych pojazdów trakcyjnych przez automatyczne napawanie łukiem krytym

"Trakcja i Wagony" nr 2/81

inż. Kazimierz Żurowski
mgr inż. Jerzy Śmiałkowski
Południowa DOKP Kraków
UKD:629.4.027.43.004.67:621.791.92

 

Stanowisko do automatycznego napawania łukiem krytym obrzeży zestawów kołowych pojazdów trakcyjnych, bez konieczności ich wywiązywania z wózków, zostało uruchomione na terenie Południowej DOKP w lokomotywowni w Krakowie-Prokocimiu. Umożliwia ono jednoczesne napawanie dwóch obrzeży obręczy zestawu kołowego, przy zastosowaniu urządzenia podnośnikotwo-obrotowego.

Napawaniu poddaje się obręcze będące zarówno w stanie znormalizowanym, jak i ulepszonym cieplnie.

Jako drut spawalniczy stosuje się drut o średnicy 3,15 lub 4 mm w gatunku SPG1 (Sp1A) powierzchni miedziowej. Docelowo stosowany będzie drut SpG4N. Topnik używany do napawania, to topnik wysokomanganowy typu TASt6 (TMn IIa).

Według schematu blokowego, przedstawionego na rysunku 1, w skład stanowiska wchodzą następujące urządzenia:

  • dwa automaty typu AS 14b-1200 do spawania łukiem krytym pod topnikiem, przystosowane do napawania obrzeży (bez wózka jazdy);
  • dwie szafy sterownicze automatów spawalniczych AS 14b-1200; dwa transformatory spawalnicze typu ET1-1000 400-1200A;
  • przewody spawalnicze 2 x 2 x 0,5/70 mm2 i przewody sterownicze,
  • urządzenie podnośnikowo-obrotowe o udźwigu 20 t i prędkości obrotowej 25-35 m/h;
  • pulpit sterowniczy stanowiska;
  • dwa bębny z nawiniętym drutem spawalniczym;
  • zbiornik na topnik;
  • dwa pneumatyczne pochłaniacze topnika;
  • dwa palniki do podgrzewania obręczy typu PG;
  • dwie butle tlenowe i propanowe z reduktorami;
  • dwa podesty izolowane;
  • dwa wentylatory wyciągowe.


Rys. 1.
Układ blokowy stanowiska do napawania

 

 

Napawanie jest możliwe dopiero po uprzednim podgrzaniu obręczy do temperatury 240 +- 10°C, przy użyciu palników zasilanych mieszaniną propanowo-tlenową. Czas nagrzewania zestawu kołowego wynosi od 30 do 45 minut. Tak podgrzany zestaw - po wprawieniu w ruch obrotowy i uruchomieniu transformato rów spawalniczych, sterowników oraz podajników topnika - poddawany jest procesowi napawania przez nakładanie jednej warstwy na drugą. Proces prowadzi się aż do uzyskania pełnego profilu AOC z odpowiednim naddatkiem na obróbkę skrawaniem. Podczas napawania kolejnych warstw, ich powierzchnia jest oczyszczana dokładnie z powstającego żużla za pomocą młotka spawalniczego, aby uniknąć nieciągłości w warstwie napawanej.

Po zakończeniu procesu napawania i ostygnięciu obręczy, wózki wtacza się pod lokomotywę i poddaje się obtoczeniu na tokarni podtorowej na profil AOC.

Warunkiem osiągnięcia właściwych efektów napawania jest utrzymanie parametrów procesu technologicznego oraz stosowanie właściwych urządzeń i materiałów (rys. 2):

  • automatu spawalniczego 2 x AS14b-1200,
  • transformatora spawalniczego 2xETI-1000,
  • bębna na drut, zbiornika na topnik,
  • obrotnika i podnośnika produkcji lokomotywowni Kraków Płaszów,
  • zestawu kołowego pojazdów trakcyjnych, z podciętymi obrzeżami o średnicy 900 + 1350 mm,
  • gatunku stali obręczy: P70 w stanie znormalizowanym lub ulepszonym cieplnie,
  • materiału napawanego: drutu elektrodowego SpG1 (Sp1A) o średnicy 3,15 lub 4,00 mm,
  • topników TASt6 (stare oznaczenie TMNIIa) wysuszonych w temperaturze 300°C w ciągu 3 godzin,
  • wstępnego podgrzewania dwu obręczy do temperatury 240+-10°C dwoma palnikami PG-11P (propan + tlen), ciśnienia tlenu 3,0 at, ciśnienia propanu 0,25 at, czasu nagrzewania 35-45 min, prędkości ogrzewania 60 m/h, nachylenia palników pod kątem 45°, odległości palnika od obręczy 60 mm, najniższej temperatury obręczy przed podgrzaniem 0°C, najniższej temperatury w hali w czasie napawania +5°C, (bez przewiewów i przeciągów), kontroli temperatury obręczy w czasie napawania termoindykatorem,
  • parametrów napawania: prąd spawania dla drutu o średnicy 4 mm - 450 A; dla drutu o średnicy 3,15 mm - 420 A, napięcie łuku 36-38 V, prędkość napawania 28 m/h = 0,47 m/min, przesuw poprzeczny ręczny co 2-f-3 mm,
  • zużycie podstawowych materiałów na 1 zestaw: drutu spawalniczego 15-22 kg, topnika 30-40 kg, tlenu 4,2 m3, propanu 0,42 m3,
  • liczba ściegów napawanych : 6-12,
  • czasu napawania jednego zestawu wraz z podgrzewaniem 92-189 minut,
  • obróbki cieplnej po napawaniu: stygnięcie na wolnym powietrzu,
  • kontroli obręczy po napawaniu i obtaczaniu:
    - penetrentami,
    - defektoskopem,
    - młotkiem na dźwięk,
  • oznakowania napawanych obręczy (obok znaku stali wytłoczono na zimno znak napawania "N").


Rys. 2