이음매 없는 레일은 어떻게 용접되나요?

무한철도국그룹유한회사 무한정비창의 무한 용접기지에서는 모든 강철 레일이 눈에 띄는 변화를 겪고 있습니다. 제철소에서 운반된 수백-미터 레일은 용접, 황삭 밀링, 노멀라이징, 정밀 밀링, 결함 감지 등-17가지 세심한 공정을 거쳐 최종적으로 500-미터 길이의 무봉제 레일로 단조됩니다.

 

이음매 없는 레일 용접은 겉으로는 간단해 보이지만 정밀도, 강도 및 안전성에 대한 극도의 추구를 나타냅니다.

올해 초부터 우한 엔지니어링 유지보수 창고의 우한 레일 용접 기지는 양쯔강 고속철도의 우한-이양 구간과 샹양-징저우 고속-고속철도를 포함한 프로젝트를 위해 600km가 넘는 무봉제 레일 용접을 완료했습니다. 연간 용접 능력은 지능형 장비와 디지털 시스템의 긴밀한 통합으로 생산 효율성과 제품 품질이 동시에 향상되면서 1,500km에서 1,800km로 늘어났습니다.

 

용접 정밀도가 '밀리미터 수준'에 도달

모든 사람이 고유한 신분증을 갖고 있는 것처럼, 각 철도에는 고유한 '신원 바코드'가 있습니다. 레일 끝에 각인된 이 QR 코드는 전체 역사를 기록합니다. 용접에 앞서 직원이 바코드를 스캔해 세부사항을 입력하면 레일의 '등록 과정'이 완료된다. 그런 다음 전문 검사 도구가 레일의 프로파일 모양과 표면 품질을 꼼꼼하게 검사하여 용접이 시작되기 전에 모든 사양이 표준을 충족하는지 확인합니다.

용접하기 전에 레일 끝을 철저히 청소해야 합니다. 자동 디스케일링 기계는 레일 헤드, 레일 풋, 단면을 꼼꼼하게 처리하며, 디스케일링 깊이는 표준 프린터 용지 두 장의 두께와 비슷한 0.2mm 이내로 엄격하게 제어됩니다. 깊이가 너무 얕으면 용접 품질이 저하되고, 깊이가 너무 많으면 레일 본체가 손상됩니다.

용접은 전체 공정에서 가장 중요한 단계를 구성합니다. 고정식 플래시 맞대기 용접 기계에 레일을 배치하기 전에 양쪽 레일의 끝이 수직 및 수평 편차가 0.2mm를 초과하지 않도록 정확하게 정렬되어야 합니다. 레일 용접 부서의 감독인 Xu Tengfei는 이음매 없는 레일이 고속 코너링 중에 엄청난 원심력을 견뎌야 하고 계절별 온도 변동으로 인한 수백 톤의 열 응력을 견뎌야 한다고 설명합니다. 용접 지점의 미세한 결함은 장시간 작업 중에 무한정 증폭될 수 있습니다. 끝단 정렬 후 수만 암페어의 전류가 접합부를 통과하여 레일 끝단을 즉시 섭씨 1000도 이상으로 가열합니다. 그러면 엄청난 압력이 용융 금속을 강제로 압축합니다. 전체 용접 공정은 약 2분 정도 소요되지만 예열, 연소, 단조 등 정밀하게 제어되는 7단계가 포함됩니다.

인간{0}}기계 협업으로 효율성이 15.4% 향상됩니다.

용접 후에는 돌출된 용접 비드가 레일 접합부에 남아 있어 추가 처리가 필요합니다. 정밀 연삭 영역 내에서는 완전 자동화된 연삭 로봇이 용접 헤드를 꼼꼼하게 다듬습니다. 레이저 시스템에 의해 유도되는 로봇 팔은 정밀한 움직임을 실행하여 연삭 휠이 용접 비드에 닿을 때 황금빛 스파크를 연속적으로 생성합니다. '우리의 목표는 용접 재료의 과잉을 없애고 용접 헤드의 기하학적 프로파일이 원래 레일과 완벽하게 일치하도록 하는 것입니다.'라고 현장 기술자 Yu Runze는 설명합니다.- 지능형 연삭 시스템은 레이저 3D 스캐닝을 사용하여 용접 윤곽을 자동으로 식별하고 연삭 경로를 동적으로 조정하여 과도한 연삭을 방지하는 동시에 누락된 부분이 없도록 합니다.- 이전에는 이 작업이 전적으로 수동 연삭 휠 작동에 의존했는데, 이는 높은 노동 강도, 열악한 작업 조건 및 일관되지 않은 품질 관리로 특징지어졌습니다. 오늘날 'CNC 밀링 머신과 완전 자동화된 연삭 로봇'의 통합으로 인간-기계 협업이 가능해지며 효율성이 15.4% 향상됩니다.

승인 전 세 가지 엄격한 테스트

용접 레일은 엄격한 검사를 받습니다. 결함 탐지 스테이션에서 기술자 Tu Aibing은 초음파 프로브를 사용하여 용접 헤드 표면을 꼼꼼하게 스캔하고 눈은 화면의 파형 변동을 주시합니다. '우리는 타협하지 않는 표준을 시행합니다. 모든 파형은 거부를 나타냅니다'라고 Tu는 말합니다. 초음파 검사를 통해 육안으로는 보이지 않는 내부 결함을 찾아낼 수 있습니다. 자동 검사와 수동 검증을 결합하면 모든 용접 조인트에서 내부 손상이나 숨겨진 결함이 전혀 발생하지 않도록 보장됩니다. 이 테스트를 통과하면 조인트는 더욱 엄격한 낙하 해머 테스트를 거칩니다. 1-톤의 철 망치가 5.2미터 높이에서 용접 조인트를 칩니다. 품질 엔지니어인 Li Wei는 '이것은 기차 통과 중 가장 극심한 스트레스 조건을 시뮬레이션합니다'라고 설명합니다. 품질 엔지니어인 Li Wei는 ''공장 인증 인증서'를 획득하려면 용접 헤드가 파손 없이 연속 3번의 강력한 충격을 견뎌야 합니다.'라고 설명했습니다.

마무리 부분에서는 품질 검사관이 전자 직선 게이지를 사용하여 최종 점검을 수행합니다. 여기에서 각 용접 헤드는 육안 검사, 특수 결함 탐지, 완제품 검증이라는 세 가지 중요한 단계를 통과해야 합니다. 이 시설의 레일 용접 워크숍 책임자인 Zhang Hanfang은 '우리는 100% 용접 접합 규정 준수를 제도적으로 보장하기 위해 워크스테이션의 자체 검사와 상호 검사, 단면 재{5}}검사 및 워크샵 샘플링-을 포괄하는 3단계-제어 시스템을 구축했습니다.'라고 말했습니다.