Введение
Глава 1. Техника и технология сварки рельсов и термической обработки сварных стыков 8
1.1 Современное оборудование контактной сварки рельсов и их термической обработки в России и за рубежом 8
1.2 Факторы, влияющие на процесс контактной сварки в пластическом состоянии металла 15
1.3 Технология контактной сварки рельсов 21
1.4 Недостатки существующих способов контактной сварки рельсов и локальной термической обработки сварных стыков 27
1.5 Выводы, цели и задачи работы 32
Глава 2. Разработка нового комбинированного метода оплавления при контактной сварке рельсов 34
2.1 Методы оплавления при сварке рельсов контактным способом 34
2.1.1 Анализ законов регулирования при разных методах оплавления 40
2.1.2 Распределение температурных полей при разных методах оплавления 51
2.2 Методика измерения температурных полей в зоне термического влияния 53
2.3 Исследования зависимостей между параметрами сварки непрерывным оплавлением, пульсирующим оплавлением и распределением температурных полей в зоне термического влияния сварного стыка 56
2.4 Разработка и внедрение комбинированного метода контактной сварки 66
2.4.1 Исследования зависимостей между параметрами сварки комбинированного оплавления и распределением температурных полей в зоне термического влияния сварного стыка 66
2.4.2 Механические свойства сварных стыков при разных методах оплавления 71
2.4.3 Статическая прочность и пластичность сварных стыков при разных методах оплавления 72
2.5 Выводы 74
Глава 3. Совершенствование метода локальной термической обработки сварных стыков с введением двустороннего дифференцированного охлаждения 76
3.1 Исследование сварных стыков рельсов после термической обработки с разными системами закалочного охлаждения 76
3.1.1 Анализ работы современного индукционного оборудования с воздушным охлаждением 76
3.1.2 Разработка индукционного оборудования для дифференцированной термической обработки сварных стыков рельсов с введением двустороннего охлаждения сжатым воздухом 80
3.2 Сравнительные исследования односторонней и двусторонней системы закалки 82
3.2.1 Исследование изменения температуры и давления при одностороннем и двустороннем охлаждении 83
3.2.2 Распределение твердости при одностороннем и двустороннем охлаждении 87
3.2.3 Исследование микроструктуры упрочненного слоя 90
3.2.4 Исследования напряженного состояния сварного стыка с односторонним и двусторонним охлаждением 95
3.3 Исследование конструкционной прочности сварных стыков рельсов после различных методов термической обработки 100
3.3.1 Исследование статической прочности 100
3.3.2 Исследование усталостной прочности 103
3.4 Выводы 107
Глава 4. Разработка нового метода термической обработки сварных нетермоупрочненных рельсов по всей длине 109
4.1 Оборудование для дифференцированной термической обработки сварных рельсов с отдельного индукционного нагрева 109
4.2 Сравнительные исследования структуры и свойств сварных стыков после локальной термической и термической обработки по всей длине 116
4.2.1 Исследование макро- и микроструктуры упрочненного слоя 116
4.2.2 Распределение твердости 119
4.2.3 Исследование механических свойств 120
4.2.4 Исследование напряженного состояния сварного стыка после термической обработки по всей длине рельсовой плети и локальной термической обработки с односторонним охлаждением 125
4.3 Выводы 126
Заключение 127
Список сокращений и условных обозначений 132
Словарь терминов 133
Список литературы 134
