Spawanie pojazdów szynowych — historia klienta

Opublikowano dnia 4. lutego 2021

Z oddali rozlega się dźwięk, niczym groźna burza, która rozpętała się nad miastem. Choć z początku to tylko leniwy pomruk, to po chwili usłyszymy huk mechanicznej błyskawicy — tak pociąg towarowy z ogromnym impetem przejeżdża po torach. Energia kinetyczna pojazdów szynowych jest ogromna. Wielka jest również ich różnorodność …

Czym jest pojazd szynowy?

To pojęcie obejmuje wszystkie pojazdy szynowe, poruszające się po co najmniej jednej szynie. Do pojazdów szynowych zaliczane są głównie lokomotywy z wagonami osobowymi lub towarowymi, szynobusy, drezyny kolejowe, koleje jednotorowe, kolejki wiszące i linowe.

Podczas budowy pojazdów szynowych trzeba uwzględnić wiele czynników — także podczas ich spawania. Jak to wygląda w praktyce?

Produkcja pojazdów do budowy torowisk w firmie MATISA

Pokażemy to na przykładzie szwajcarskiej firmy MATISA, produkującej pojazdy do budowy i utrzymania torowisk. Specjalnością tej firmy z tradycjami jest dostosowywanie rozwiązań do indywidualnych potrzeb: „Każda z 300 naszych maszyn, z jakich korzystają obecnie nasi klienci, jest unikatem”, mówi Rony Chiavone, nadzorca spawalniczy i osoba odpowiedzialna za nieniszczące badania spoin w firmie MATISA.

„Wynika to z różnego rozstawu szyn lub innych różnic regionalnych oraz życzeń klientów, takich jak integracja pomieszczeń sanitarnych”.
Rony Chiavone, nadzorca spawalniczy i osoba odpowiedzialna za nieniszczące badania spoin w firmie MATISA

…

Dlatego szwajcarska firma samodzielnie wytwarza wszystkie istotne elementy, łącznie z wózkami wagonowymi.

…

Firma MATISA dołożyła wszelkich starań, aby wyposażyć swoje działy konstrukcyjne i produkcyjne w najlepszy możliwy sprzęt: z ogólnej liczby 500 pracowników 100 to inżynierowie, którzy odpowiadają za kwestie elektryczne i mechaniczne w pociągach. Spośród 400 pracowników w dziale produkcji 50 to ślusarze i spawacze.

Maszyny dostosowane do potrzeb klienta, służące do budowy, prac remontowych i wymiany torów kolejowych są specjalnością firmy MATISA już od 1945 roku.

Typowe zadanie spawalnicze podczas budowy pojazdu szynowego: spoina doczołowa z warstwą graniową spoiny i wieloma warstwami wypełniającymi.

Dygresja: Spawanie w pojazdach szynowych — długie spoiny

Średnia długość wagonu kolei żelaznej wynosi 27 metrów. Oznacza to, że w przypadku kontenera towarowego lub podwozi trzeba wykonać wiele długich spoin — co odbywa się głównie w sposób zmechanizowany. Natomiast połączenia między poszczególnymi podzespołami, ale także wyposażenie wnętrza, spawa się głównie ręcznie. Nieważne, jaką metodą spawania — ostatecznie podczas budowy pojazdu szynowego w pierwszej kolejności chodzi o jedno: bezpieczeństwo późniejszej eksploatacji.

Spawanie wagonów, podwozi i wózków wagonowych zgodnie z EN 15085

Aby sprostać surowym wymogom, firma MATISA uzyskała certyfikat zgodny z normą EN 15085. Do produkcji podwozi, wózków wagonowych i nadbudów Szwajcarzy używają z reguły blach i profili z konwencjonalnej stali konstrukcyjnej o grubości 10–200 mm. Prace spawalnicze, na przykład podczas budowy maszyny do podbijania, stanowią około jedną trzecią czasu produkcji.

Ale nawet w przypadku stosunkowo prostych elementów pociągu, jak np. wagonu do transportu zwrotnic, niezbędne są setki metrów spoin. Ogólnie, ci specjaliści wszystkie spoiny o długości do 2 m spawają ręcznie. W przypadku dłuższych spoin wzdłużnych firma sięga po wózek spawalniczy.

Dygresja EN 15085 — Norma europejska dotycząca spawania w pojazdach szynowych

W UE spawanie w pojazdach szynowych reguluje norma EN 15085. Zawiera ona zalecenia dotyczące produkcji spawalniczej i określa, jakie badania elementów konstrukcyjnych trzeba przeprowadzić. Poza tym norma EN 15085 reguluje wymaganą certyfikację zakładów produkcyjnych oraz kwalifikacje spawaczy.

W zależności od znaczenia elementów konstrukcyjnych dla bezpieczeństwa i podzespołów, obowiązują różne wymogi. Np. spawanie wózków wagonowych i nadbudów pojazdów podlega surowszym regułom niż montaż drzwi wejściowych i zbiorników towarowych; prostsze elementy, jak stojaki na fotele i szafy sterownicze, nie są traktowane jako elementy krytyczne dla bezpieczeństwa.

Regulator położenia ułatwia spawanie podwozia o długości 25 metrów wagonu do transportu zwrotnic.

Spawanie wagonu do transportu zwrotnic w praktyce

Aby uniknąć trudnych położeń i zagwarantować wymagane tolerancje, w firmie MATISA 5-częściowe podwozie wagonu do transportu zwrotnic mocuje się na regulatorze położenia. Następnie pracownicy rozpoczynają spawanie skrzyni. Aby wózek nie uległ wypaczeniu, konieczne jest zachowanie specyficznej sekwencji spawania.

W tym celu wózek regularnie się obraca, aby uniknąć odkształceń. Na koniec spoiny poddaje się zarówno kontroli wzrokowej, jak i nieniszczącym badaniom ultradźwiękowym i magnetycznym, ponieważ są to spawane podzespoły istotne dla bezpieczeństwa.

Firma MATISA korzysta łącznie z 50 systemów spawania firmy Fronius; pośród nich są TPS 450, TPS 4000/5000 i osiem TPS 400i

Nawet stosunkowo proste elementy pociągu wymagają setek metrów spoin

Wymogi jakościowe dotyczące spoin, różne zadania spawalnicze, ale także przebiegi produkcyjne — wymagające wysokiej dyspozycyjności urządzeń i łatwości obsługi — jednocześnie stawiają wysokie wymogi stosowanym systemom spawania. Firma MATISA od początku lat dziewięćdziesiątych stawia na urządzenia firmy Fronius. Obecnie, przy budowie pojazdów szynowych, stosuje ona 50 systemów firmy Fronius. Pośród nich jest też nowa generacja urządzeń TPS/i.