История развития термитной сварки

 История развития термитной сварки.

Введение

Сварка, технологический процесс  соединения твердых материалов в  результате действия межатомных сил, которое  происходит при местном сплавлении или совместном пластическом деформировании свариваемых частей. Сваркой получают изделия из металла и неметаллических материалов (стекла, керамики, пластмасс и др.). Изменяя режимы сварки, можно наплавлять слои металла различной толщины и различного состава.

Простейшие приемы сварки были известны в 8 – 7-м тыс. до н.э. В основном сваривались изделия из меди, которые в основном подогревались, а затем сдавливались. При изготовлении изделий из меди, бронзы, свинца, благородных металлов применялись так называемая литейная сварка. Соединяемые детали заформовывали, подогревали, и место соединения заливали заранее приготовленным расплавленным металлом. Изделия из железа и его сплавов получали их нагревом до «сварочного жара» в кузнечных горнах с последующей проковкой. Этот способ известен под названием горновая, или кузнечная, сварка. Только эти два способа сварки были распространены вплоть до конца XIX в. Толчком к появлению принципиально новых способов соединения металлов явилось открытие в 1802 дугового разряда В. В. Петровым. В 1882 Н. Н. Бенардос и в 1890 Н. Г. Славянов предложили первые практически пригодные способы сварки с использованием электрической дуги. К началу XX в. относятся и первые попытки применения для сварки и резки горючих газов в смеси с кислородом. Первую ацетилено-кислородную сварочную горелку сконструировал французский инженер Э. Фуше, который получил на нее патент в Германии в 1903. В России этот метод стал известен предположительно к 1905, получил распространение к 1911.

Применение  сварки в конце XIX в. было достаточно широким, но появилась серьезная  проблема соединения элементов с большими площадями сечения: рельсы, массивные балки и т.д. Недостатки известных способов сварки оказались серьезным препятствием для решения данной задачи. Применение способа Н. Г. Славянова ограничивали стационарный аппарат и тяжелый генератор; более мобильными способом Н. Н. Бенардоса и ацетилено-кислородной сваркой за один проход можно было выполнять швы высотой до 3–5 мм, а при многослойной сварке накапливались дефекты. Контактная сварка была слабомощной.

Как это часто бывает, сложная техническая задача была решена на принципиально новой основе – с помощью алюминотермии. Процесс получения металлов и сплавов восстановлением оксидов металлов алюминием был открыт крупным российским физико-химиком Николаем Николаевичем Бекетовым еще в середине XIX в. Одним из результатов его исследований была докторская диссертация «Исследования над явлениями вытеснения одних металлов другими» в  1865 г., где доказывалось, что шихта из смеси порошков алюминия и оксида железа, засыпанная в тигель и подожженная, горит при температуре несколько тысяч градусов и превращается в железо и шлак. Вместо алюминия можно было использовать магний, а из оксидов восстанавливать и другие металлы (хром, титан, бор). Это явление и было использовано для создания нового способа сварки, получившего название термитного.

Термитная сварка, технологический процесс, при котором зазор между соединяемыми деталями, предварительно нагретыми до 400-700 °С, заполняется металлическим расплавом, полученным при сгорании термита.

  Термит (термитная смесь) (от греч. therme – жар, тепло), порошкообразная смесь алюминия (реже магния) с оксидами различных металлов (обычно железа), интенсивно сгорающая при воспламенении с выделением большого количества теплоты.

Такие преимущества термитной  сварки, как портативность оборудования и приспособлений, возможность соединять крупные заготовки на месте и использовать изделие практически сразу после сварки, были быстро оценены железнодорожниками. Этим способом сварки стали соединять рельсы, поломанные тяги, штоки и др.

Термитная сварка оказалась наиболее выгодной для соединения деталей  с площадью сечения более 5 см². На сварку стыка уходило около 10 минут. Ее начали применять в судостроении (валы, гребные винты, якоря), машиностроении (рамы, фундаменты, ступицы) и других отраслях техники. Этот вид сварки оказался настолько удачным, что в течение нескольких десятилетий оставался почти без изменений и, несмотря на определенные недостатки, удерживал за собой первоначально «захваченную» область применения.

Н. Н. Бекетов в развитии металлотермии и алюминотермии.

Г. Гольдшмидт в развитии термитной сварки.

Многие вещества не растворяются в  воде, поэтому не каждую  реакцию  можно провести  в растворе.  Исследовав   восстанавливающее   действие   цинка   в   растворах, Н. Н. Бекетов решил изучить реакции вытеснения в расплавах, ожидая, что при высокой температуре скорость этих   процессов   возрастет.   Вначале   ученый  исследовал восстанавливающее действие паров цинка на соединения бария. В этих опытах прокаленный хлорид бария, насыпанный  в  фарфоровую  чашку,   вводился  в  фарфоровую трубку.   Позади этой чашки были поставлены  еще две чашки с перегнанным цинком; с этой же стороны впускалась струя тщательно осушенного и очищенного водорода; с противоположной стороны выходила широкая загнутая стеклянная  трубка,   погруженная в воду.   Трубка   помещалась в печь и накалялась добела. Пары цинка, уносимые водородом, приходили в соприкосновение с расплавленным хлоридом бария, в результате чего происходила реакция    вытеснения    бария   цинком:

   Zn + ВаС1₂ = ZnCl₂ + Ba

С помощью сконструированного им прибора  Н. Н. Бекетов восстановил также цинком кремний и бор:

 2Zn + SiCl₄ = 2ZnCl₂ + Si,

3Zn + 2ВF₃ = 2ZnF₂ + 2B

Н. Н. Бекетов проводил опыты и по восстановлению цинком алюминия и установил, что алюминий активнее цинка.

Н. Н. Бекетов не случайно попытался  провести реакцию восстановления алюминия из оксида алюминия (III). Дело в том, что этот процесс имел большое практическое значение. Алюминий в свободном состоянии впервые получил К. Эрстед в 1825 г. действием калия на хлорид алюминия. В промышленности при получении алюминия использовали натрий. В середине XIX в. в Гренландии стали добывать минерал криолит Na₃AlF₆. Однако попытки наладить промышленное получение алюминия из криолита оказались безуспешными.

Неудачная попытка восстановления алюминия цинком заставила Н. Н. Бекетова искать для этой цели другой восстановитель.  Для  исследования был  взят приготовленный самим ученым криолит. Подходящим восстановителем алюминия оказался магний. Н. Н. Бекетов писал, что алюминий легко восстанавливается магнием из своего фтористого соединения. Предложенный Н. Н. Бекетовым способ оказался лучшим из неэлектрохимических способов получения алюминия.  В 1885 г.  в Германии были проведены опыты по восстановлению магнием других минералов, содержащих алюминий, но опыты с криолитом, выполненные по методике Бекетова, дали наилучшие результаты. В г. Гмелингене в 1885 г. был построен завод по производству алюминия  по методу Н. Н. Бекетова, который проработал пять лет. Это было самое крупное в то   время   предприятие по   производству   алюминия. И только в дальнейшем, с удешевлением электроэнергии, этот  способ  был   заменен  электрохимическим методом. Однако сам прием Н. И. Бекетова оказался весьма удачным.

Попытки   восстановить алюминий  цинком   убедили Н. Н. Бекетова  в высокой активности алюминия.  Если цинк   вытесняет   многие   элементы   из   их   соединений,

почему не попытаться использовать в качестве восстановителя  более активный металл — алюминий? Еще за шесть лет до защиты докторской диссертации Н. Н. Бекетов попытался восстановить барий алюминием. В статье «О некоторых явлениях    восстановления» он   писал: « Я напал на мысль восстановить самую окись бария глинием (алюминием. — Авт.), надеясь, что восстановление произойдет вследствие большого сродства глиния к кислороду. Опыт вполне подтвердил мой взгляд. При первой пробе я получил металлический королек с ширококристаллическим изломом. Анализ показал в нем 24% бария.

При второй пробе я получил  подобный предыдущему сплав, но содержащий 33% бария». Так, 1859 г стал дом открытия нового способа получения металлов – алюминотермии, заключающегося в восстановлении их кислородных соединений металлическим алюминием.  В общем случае восстановителем может быть любой активный   металл, и   поэтому процесс имеет более широкое название - «металлотермия».   Описанное   выше восстановление алюминия магнием, выполненное Н. Н. Бекетовым, явилось первым  случаем магниетермии, получившей, как и алюминотермия, в дальнейшем широкое развитие.

Через несколько лет Н. Н. Бекетов подробно изучил процесс получения бария из его оксида. Вначале ученый взял хлорид бария. Н. Н. Бекетов рассуждал так, что если цинк восстанавливает барий из его хлорида, но не действует на хлорид алюминия, то можно было бы думать, что алюминий в свою очередь может легко восстановить барий. Однако восстановить барий алюминием из хлорида бария Н. Н. Бекетову не удалось. Позже он объяснил, почему эта реакция не идет. Зато полной удачей закончился опыт по восстановлению бария из его оксида. Алюминий восстановил барий. Нагревая исходные вещества, Н. Н. Бекетов получил сплав, имеющий на изломе желтоватый блеск. Анализ, произведенный Н. Н. Бекетовым, показал, что сплав «состоит на 100 частей: из 33,3 бария и 66,7 глиния».

Удачно проведенное восстановление бария показало огромную восстановительную способность алюминия. И Н. Н. Бекетов решает использовать алюминий для восстановления активнейшего металла калия. Ведь если алюминий восстанавливает барий из его оксида, то можно было ожидать подобного его действия и на оксид калия. Чтобы провести этот опыт, был использован обыкновенный ружейный ствол: «Я произвел опыт в изогнутом ружейном стволе, в закрытый конец которого были положены куски едкого кали и глиния; при довольно высокой температуре показались пары калия, большая часть которых сгущалась в холодной части ствола, из которой я добыл несколько кусочков мягкого металла, плавающего на воде и горящего фиолетовым пламенем, имеющего, одним словом, все характерные свойства чистого металлического калия».

В дальнейшем ученый неоднократно применял алюминотермию для получения активных металлов. В 1885 г. таким путем он получил рубидий. Раньше рубидий с небольшим выходом получали прокаливанием с сажей гидротартрата рубидия НООС-CHOH-CHOH-COORb. Докладывая в 1888 г. на заседании отделения химии Русского физико-химического общества о получении рубидия, Н. Н. Бекетов говорил, что он применил к рубидию способ, к которому пришел по чисто теоретическим соображениям много лет тому назад (1859), а именно действие алюминия на гидроксид. Способ этот был уже изучен им по отношению к едкому кали. Согласно прежним наблюдениям, рубидий должен был также легко выделяться алюминием; это и в данном случае оправдалось. Ученому удалось несколько раз приготовить таким образом сравнительно большие количества металла — от 31 до 27 г (за один опыт).

Применяя в качестве восстановителя магний, Н. Н. Бекетов получил другой щелочной металл — цезий. Исходным веществом в этой реакции служил гидроксид цезия. Он писали «Я для сравнения с гидратом К попробовал действие Mg на гидрат цезия и заметил, что реакция пошла необыкновенно легко и при начале нагревания вдруг появились пары цезия, образовавшие в трубке металлический зеркальный налет, который затем скоро окислился и вполне растворился в воде. Безводная же окись цезия должна,   по  моему  мнению, еще  легче  восстановляться Mg». При использовании алюминия для получения щелочных металлов Бекетов обратил внимание на то, что «можно выделить maximum около половины металла … так как, по-видимому, половина окиси остается в соединении с окисью алюминия». Действительно, анализ продуктов реакции показал, что процесс восстановления щелочных металлов сопровождается образованием алюминатов:

А1 + 2КОН = К +  КАlO₂ + Н₂

Вскоре стала ясна большая ценность нового метода получения металлов. Но получилось так, что открытие алюминотермического  метода  стали  приписывать  шведскому химику Г. Гольдшмидту,   хотя его работы  были выполнены спустя  почти 40 лет после первых  опытов Н. Н. Бекетова и через 33 года после опубликования его докторской диссертации. Защищая приоритет русского ученого в открытии алюминотермии, профессор В. В. Курилов в своем докладе «Значение работ Н. Н. Бекетова для  физико-химической  школы», зачитанном на общем собрании Екатеринославского научного общества в 1913 г., сказал; «Кто не поражался несколько лет тому назад опытом Гольдшмидта над получением при помощи алюминия чистого  железа,   восстановлением этого металла непосредственно из руды. Опыт этот ставился в лабораториях всего света и вызвал справедливое удивление по элементарной простоте  выполнения  задачи  получения  чистых металлов, с одной стороны,  и по достижению высоких температур — с другой. Идея введения алюминия как восстановителя, путь   теоретических обоснований этого процесса — все это всецело принадлежит Н. Н. Бекетову; эта идея, как мы выше указали, относится еще к шестидесятым  годам  прошлого  столетия;   плодотворность   же   ее   понята   опять-таки   только в  настоящее время».

Действительно, в настоящее время алюминотермия и вообще металлотермия имеют самое широкое применение (рис. 1). До сих пор основным методом получения бария у нас в стране и за рубежом служит метод термического восстановления оксида бария алюминием, разработанный 140 лет назад Н. Н. Бекетовым. Вслед за ним в 1894 г. Д. Уоррен применил магний для восстановления лития в железных ретортах. В 1937 г. во Франции был запатентован способ получения сплавов алюминия с барием при нагревании оксида бария с алюминием. В последнее время алюминотермия широко используется в производстве вольфрама, ванадия, хрома, марганца и ферросплавов. С помощью магниетермии получают бериллий, титан, уран и другие металлы. Металлотермия стала одним из основных методов современной металлургии.

рис. 1 Установка для алюминотермии:

1 – оксид восстанавливаемого  металла; 2 – смесь алюминия с  оксидом бария;

3 – изолирующий слой фторида  кальция; 4 – магниевая лента.

В алюминотермическом процессе выделяется большое количество теплоты. Это используется при термитной сварке рельсов, труб и других стальных изделий.

В этом случае    восстанавливаемым    металлом    является железо:

2А1 + Fe₂О₃ = 2Fe + A1₂О₈

Г. Гольдшмидт внес большой вклад в создание термитной сварки, осуществив в 1898 г. соединение двух железных брусков.

Он заформовал место стыка, заполнил его термитной смесью и поджег ее. Образовавшееся перегретое жидкое железо подплавило кромки брусков, а после кристаллизации превратилось в шов, соединив их. Шлак всплыл и легко отделился от места соединения. Основная трудность, которая сопровождала применение алюминотермии, была плохая управляемость процесса. Смесь могла мгновенно вспыхнуть, а иногда не загоралась вовсе. Г. Гольдшмидт преодолел эту трудность, применив для холодной шихты запал из пероксида бария.

(добавить)

История развития производства термита 

и термитной сварки рельсов в России с 1915 по 1965 гг..

Виды термитной сварки, ее преимущества и недостатки. 

В Москве термитную сварку впервые  применили в 1915 г., когда было сварено 126 стыков. В 1918 г. сварили еще 151 стык. С 1923 г. в трамвайных путях столицы  начинают регулярно варить стыки  термитом. В 1923 г. в Москве было сварено 612 стыков трамвайных рельсов, а в 1924 г. — около 4 тыс. стыков. В последующие годы в путях московского трамвая было сварено термитом свыше 100 000 стыков.

До 1925 г. стыки сваривали импортным  термитом. Если в первое время стыки рельсов сваривали термитом, который ввозился из-за границы, то, начиная с 1923 г. было организовано промышленное производство отечественного термита. Способ производства алюминиевого порошка путем воздушной пульверизации жидкого алюминия, предложенный М. А. Карасевым в 1925 г., оказался наиболее эффективным и широко используется в настоящее время в мировой практике при изготовлении различных металлических порошков.

М. А.  Карасев  внес крупный  вклад  в  развитие  алюминотермии, организовав  на базе отечественной технологии выпуск термитных  смесей  для  народного хозяйства.  Он  предложил  рациональные способы производства алюминиевого порошка и термита.

Ему были выданы авторские свидетельства  на «аппарат для получения зерноволокнистого алюминия», «шаровой мельницы для производства алюминиевого порошка», «механической нагревательной печи для обжига железной обсечки и окалины при изготовлении термита» и т. п.

Изданная в 1936 г. книга М. А. Карасева «Термит и термитная сварка рельсов» является уникальной, так как техническая литература по термитной сварке в настоящее время отсутствует.

Применение отечественного термита  для сварки рельсовых стыков показало его превосходство перед импортировавшимся  термитом. В стыках рельсов, сваренных отечественным термитом, значительно меньше процент брака. Это подтверждают результаты эксплуатации первой очереди Московского метрополитена. Так, например, каждый рельсовый стык на участке Сокольники - Парк культуры в 1938 г. выдержал 13,4 млн. ударов с грузонапряженностью 53 млн. т-км.

В 1936 г. вышло из строя 0,17% от количества эксплуатируемых в путях стыков, в 1937 и 1938 г. — по 0,5%.

Из приведенного количества выбывших из строя стыков 75% разрушились из-за наличия болтовых отверстий в  зоне сварки.

В эти же годы термит стали внедрять в другие отрасли народного хозяйства. В частности, была разработана и успешно осуществлена термитная сварка стыков легированных труб первого прямоточного котла высокого давления; начали применять также термитную сварку для ремонта крупногабаритных стальных деталей: валов, колонн и т. п.

Виды термитной сварки.

            Изначально сварка производилась только двумя способами: комбинированным и врасклинку.

      При комбинированном способе подошвы и шейки рельсов свариваются способом промежуточного литья, а головки рельсов, между которыми устанавливается малоуглеродистая стальная пластина, — кузнечным способом. Перед сваркой стыка комбинированным способом производятся предварительная фрезеровка торцов рельсов, доводка поверхности стыка личным напильником и устанавливается межстыковая пластина. Межстыковая сварочная пластина изготовляется из малоуглеродистой (С-0,1%) листовой стали толщиной 3—4 мм. По форме она с небольшим припуском повторяет очертания головки рельсов. Пластина шлифуется, обезжиривается и хранится в специальной упаковке, предохраняющей ее от коррозии и загрязнения.

Устанавливая межстыковую пластину, необходимо следить за тем, чтобы полностью исключалась возможность загрязнения обработанных поверхностей рельсов и пластины. Запрещается прикасаться к шлифованным поверхностям пластины и обработанным торцам рельсов даже пальцами рук, так как это ведет к загрязнению стыка органическими веществами.

Пластина устанавливается в  зазор между головками рельсов и сжимается стяжным прессом. Затем производится зачеканка пластины. Зачеканку необходимо произвести особенно тщательно, чтобы при последующей заливке исключить возможность проникновения шлака в зазор между головками рельсов и пластиной. Если в этот зазор попадает шлак, сварка головки рельсов не произойдет. Особое внимание нужно обратить на качественное выполнение зачеканки пластины снизу головки рельса и в месте сопряжения шейки с головкой.

В собранном виде в стыке между  подошвами и шейками рельсов образуется зазор в 3—4 мм, который необходим для качественного выполнения сварки этой части рельсов способом промежуточного литья. На собранный и подготовленный стык устанавливаются формы, имеющие специальный литник для заливки металла в нижнюю часть стыка. После этого производят предварительный подогрев стыка до температуры 700—750°.

В качестве источника тепла используются любые горючие газы: природный  газ, пропан, пары бензина и т. п., которые сжигают в атмосфере воздуха или же в смеси с кислородом, поступающим под давлением.

Подогревать стык необходимо так, чтобы  равномерно нагревалось все сечение рельса. Поэтому стык нужно нагревать не только сбоку, где пламя направляется на подошву и шейку, но и сверху для непосредственного прогрева наиболее мощной по сечению головки рельса.

Заливка металла и шлака в  формы производится из конусного  тигля, футерованного магнезитом и  имеющего внизу, в узкой конусной части, запорное устройство.

Вес термитной порции, сжигаемой в тигле, рассчитывается таким образом, чтобы полученный металл заполнил только полость формы,  охватывающей  подошву и шейку рельсов.

Как известно, головка рельсов сваривается  за счет тепла шлака, который заполняет верхнюю часть форм. Через 2—3 мин. после заливки металла  в форму производится осадка  стыка.

Головки рельсов, разогретые термитным  шлаком до 1400 — 1450°, свариваются в процессе прессования, а остальная часть сечения — термитным металлом (способом промежуточного литья). После этого производят механическую обработку стыка по контуру,  а иногда  и термическую обработку его.

В стыках, сваренных комбинированным  способом, часто встречаются дефекты (непровар головок, продольные трещины в шейке и под головкой, пористость в литом термитном металле и др.). Так, появление непровара в головке рельсов происходит от небрежного фрезерования торцов стыка и загрязнения их и сварочной пластины, а также недостаточного предварительного подогрева.

Конфигурация облива стыка также  имеет большое значение, так как резкие переходы от облива к основному профилю рельса способствуют концентрации напряжений, что при низкой температуре может являться причиной разрушения стыков.

В настоящее время сварка рельсовых  стыков комбинированным способом применяется редко, так как сложна ее технология, громоздка оснастка и нестабильна прочностная характеристика стыков.

С помощью сварки врасклинку сваривались рельсовые стыки в эксплуатируемых путях. Особенностью этого способа является попытка заменить работу стяжного пресса сжатием рельсов от собственного веса пути. Перед сваркой рельсовый стык поднимался домкратом вместе со шпалами. В образовавшийся стыковой зазор вставлялась стыковая сварочная пластина и производилась сварка комбинированным способом. В момент расплавления концов рельсов рельсовая нитка освобождалась от домкрата, при этом путь опускался, производя сжатие торцов рельсов, как бы расклинивая их.

Однако такого сжатия было недостаточно для осуществления кузнечной  сварки рельсовых головок, и  сварка получалась неудачной. Кроме того, в этом случае трудно было сохранить правильную рихтовку стыка в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Ввиду того, что стыки, свариваемые последним способом, часто выходили из строя, к 1931 г. этот способ перестали применять. Вместо него начали внедрять способ сварки промежуточным литьем. Одновременно начали применять способ сварки «дуплекс» (способ промежуточного литья с последующим прессованием). Однако этот способ не получил широкого распространения из-за сложности технологического процесса.

Сварка рельсовых стыков способом промежуточного литья без прессования заключается в следующем.

Плети рельсов укладываются на шпалы  так, чтобы между их концами в  стыке был зазор 12—14 мм, и рихтуются в горизонтальной и вертикальной плоскостях для создания ровной поверхности в стыке. Для сварки применяются сварочные формы, набитые по специальной модели облива.

Металлический облив охватывает рельсы в стыке по всему периметру поперечного сечения рельса, включая и рабочую поверхность головки. На рабочую поверхность головки расплавленный металл попадает через специальный паз т в верхнем вкладыше сварочной формы   (рис. ).

Расплавленный термитный металл во время сварки заполняет стыковой зазор и этот паз.

Стяжной пресс при этом способе не применяется. При помощи стыкового зазора создаются более благоприятные условия для развара рельса по всему поперечному сечению.

Рис. .  Схема заполнения  сварочной формы   расплавленным термитом при сварке способом промежуточного литья.

После снятия сварочных форм со стыка  производится срубка наплыва металла с рабочей поверхности головки рельса зубилом с последующей зачисткой электромоторным карборундовым кругом и стругом.

Схема  заполнения  сварочной   формы  расплавленным  термитом при сварке этим способом изображена на рис. .

Сварка способом промежуточного литья  с прессованием производится аналогично сварке способом промежуточного литья, описанной выше, но, в отличие от последней, непосредственно после выпуска термитного металла из тигля, когда он находится в сварочной форме в расплавленном состоянии, рельсы стягиваются друг с другом при помощи пресса; при этом металл, находившийся в стыковом зазоре, выжимается из него. Этим способом, так же как комбинированным, могут свариваться лишь отдельные рельсы. Рельсовые плети невозможно стянуть прессом из-за большого их веса и значительного трения между подошвами рельсов и шпалами.

После сварки наплывы металла удаляются  зубилом, пока металл еще горячий и достаточно мягкий, а потом производится зачистка стыков карборундовым кругом и стругом.

Применение прессования позволяет  избавиться от стыкового зазора, который заполняется термитным металлом, неоднородным с металлом рельсов. При этом способе применяется такой же вкладыш, как и при способе промежуточного литья без прессования  (см. рис. ).

Работниками Термитно-стрелочного завода Управления московского трамвая после изучения всех способов сварки рельсовых стыков и большой экспериментальной работы, проведенной с 1947 г. по 1950 г., предложили способ сварки стыков, который получил название московского (или «единый»). В отличие от способа промежуточного литья, при московском способе концы рельсов перед сваркой устанавливаются вплотную друг к другу. Торцы рельсов предварительно очищаются металлической щеткой. После тщательной рихтовки стыка в горизонтальной и вертикальной плоскостях на него устанавливается сварочная форма с верхним вкладышем, который плотно прилегает к рабочей поверхности головки.

Вкладыш изготовлен сплошным, без паза, в отличие от вкладышей, применяемых при других способах сварки. Наличие сплошного вкладыша обеспечивает сохранение гладкой рабочей поверхности головки после сварки.

Рис. . Поперечные разрезы стыков, сваренных московским — а и комбинированным способами — б и схема заполнения термитом сварочной формы при сварке московским способом — в.

Достаточный подогрев концов рельсов в стыке можно обеспечить и одной горелкой, если предварительно при помощи газового резака создать в подошве и шейке стыка зазор шириной 5—7 мм для того,  чтобы  пламя горелки с  одной стороны сварочной формы могло проникать на другую сторону и прогревай таким образом концы рельсов в стыке по всему поперечному профилю. Стягивание рельсов не производится. После сварки на рельсовом стыке получается металлический облив по всему периметру поперечного сечения рельса, за исключением рабочей поверхности головки, которая остается гладкой. Схема заполнения сварочной формы термитом приведена на рис. , в

Анализ трех способов сварки

Наблюдения в условиях эксплуатации за работой стыков сваренных комбинированным способом и способом промежуточного литья без прессования, привели к следующим выводам.

Рельсы, сваренные комбинированным  способом, работали в течение ряда лет хорошо, изнашиваясь равномерно по всей длине; в то же время при их анализе оказалось, что головки рельсов в стыке в большинстве случаев не были проварены или были проварены частично. Этот дефект сварки был обнаружен при изломе прессом рельсовых стыков, проработавших в пути более 10 лет.