Рис. 3.111. Усталостная прочность рельсов типа Р65 из стали М7б (поперечный изгиб с растяжением в головке): 1 — целый рельс; 2 — с соединителем, приваренным СВ; 3 — с соединитилем, приваренным дуговой сваркой

НОВКИ ОТ 3 ДО 20°, ПрИ ЭТОМ ИЗМерЯ--^±lliИПa

лись краевые непривары и определялась площадь сварки. Установлено, что оптимальным является начальный угол, равный 13°. В этом случае размер боковых неприваров не превышал 1 мм, конечного непривара — 1,5 мм и начального — 4 мм. Максимальная площадь сварки составляла 820 мм2. Установлено, что оптимальная скорость соударения для пары М1+М76 находится в пределах 550.580 м/с. При таких скоростях соударения полученные соединения обладают усталостной прочностью, равной прочности меди (рис. 3.111). Зона сварки имеет волнообразный характер, причем длина волны не постоянна. В начале соединения наблюдаются равномерные мелкие волны, близкие по форме к синусоидальным с X = 0,02.0,05 мм. В таких волнах отсутствуют какие-либо дефекты. По мере движения фронта детонации наблюдается увеличение размера волн до Я = 0,5.„О,7 мм. В этих волнах имеются сильно развитые завихрения, направленные в сторону движения фронта детонации. В завихрениях металл насыщен оксидами, загрязнениями, в нем встречаются поры и пустоты. Кроме того, в зоне соединения имеются локально оплавленные участки, внутри которых расположены зоны высокой твердости (НЛ^ = = 760.945). На участках твердой мартенситной фазы микротрещины не обнаруживаются, однако имеются усадочные раковины и микропустоты.

С помощью механических испытаний определяли влияние краевых неприваров на прочностные свойства рельса в целом. Для этого вырезали образцы объемно закаленных рельсов длиной 1200 мм, в середине которых взрывом к боковой грани головки приваривали медную пластину размерами 2,5x 20 x 50 мм. Для сравнения результатов испытаний изготовляли аналогичные образцы с электродуговой приваркой манжеты обычного соединителя. Изготовленные образцы подвергали следующим механическим испытаниям:

•статическому изгибу по схеме балки на двух опорах, расположенных на расстоянии 1 м друг от друга. Сосредоточенную нагрузку прикладывали в середине образца, головку рельса располагали как в растянутой, так и в сжатой зоне;

•усталостному изгибу по приведенной выше схеме; головка рельса располагалась в растянутой зоне (пульсирующая нагрузка с коэффициентом асимметрии цикла = +0,1; база испытания N-2- 10б циклов).

Результаты испытаний на статический изгиб свидетельствуют о том, что приварка взрывом медных пластин не влияет на механические и пластические свойства рельса, независимо от того, какая часть рельса находится в растянутой зоне. Вместе с тем электродуговая приварка соединителя резко снижает прочностные и пластические свойства рельса.