Совершенствование технологии алюминотермитной сварки рельсов на основе программного моделирования
Одним из современных способов соединения железнодорожных рельсов при создании бесстыкового пути является термитная сварка. Особенность данного метода заключается в применении большого объема жидкого присадочного металла, образующегося в результате термитной реакции. Этот металл удерживается в зоне сварки с помощью литейной формы. Благодаря высокой температуре он оплавляет торцы соединяемых рельсов, и после остывания образуется сварное соединение. Зазор между рельсами, в который заливается металл, составляет 25 мм. Однако при ремонте рельсов в пути его может быть недостаточно для устранения дефектного участка рельса. Поэтому перспективным направлением развития термитной сварки рельсов считается увеличение сварочного зазора до 50 мм. В данном исследовании представлены результаты моделирования процесса сварки рельсов термитным способом при помощи программного комплекса NovaFlow&Solid CV. Цель исследования заключается в оценке изменения протяженности зоны сварного шва и зоны термического влияния при увеличении сварочного зазора с 25 до 50 мм. Для достижения поставленной цели была создана точная трехмерная модель термитного сварного соединения. В программе NovaFlow&Solid CV заданы материалы для каждого элемента модели и установлены начальные условия. Результатом моделирования стали термограммы, отражающие распространение тепла от зоны сварного шва в рельсы. По этим термограммам определены границы сварного шва и зоны термического влияния. Установлено, что применение сварочного зазора 50 мм (вместо 25 мм) приводит к увеличению протяженности сварного шва в 1,3...1,6 раза. Зона термического влияния при этом достигает 80...95 мм. Полученные результаты могут быть использованы при определении зоны термического влияния для контроля термитных сварных соединений методами неразрушающего контроля.