DE729580C - Aluminothermische Schienenschweissung nach dem Zwischenguss-Verfahren - Google Patents

Description

• Aluminothermische Schienenschweißung nach dem Zwischenguß-Verfahren Es ist bekannt, durch Zugabe geeigneter Lcgierungsbestandt-6ile zur Schweißmasse aus der aluminothermischen Reaktion einen Stall zu gewinnen, der-in seiner Härte und Festigkeit in gewissen Grenzen dem zu schweißenden Werkstück angepaßt ist. So gelingt es z. B. nach demaluminothermischen Zwischengußverfahren, bei dem bekanntlich der ge-. samte Schienenquerschnitt durch alumitiogenetischen Stahl verbunden wird, normale Eisenbahn- und Straßenbahnschienen, die. eine Zugfestigkeit von 7o bis 75 k,-,/n-1.m2 und eine Brinellhärte von 2oo bis --,2o kg/mm2 haben, einwandfrei mit aluminogenetischem Stahl U -en züi verschweißen. In "leicher Eigenschaft den letzten Jahren verwendet man immer häufiger Schienen, deren Festigkeit und Brinellhärte über die genannten Werte hinausgehen. Zu einer einwandfreien Verschweißtuig solcher Hartstahlschienen nach dem bisher bekannten aluminothermischen Zwischengußverfahren müßte man demnach in der Lage sein, auch den aluminogenetischen Stalil mit ZD höherer Festigkeit und BrinelUiärte auszustatten. Nun gelingt es zwar,- durch Zugabe erhöhter Mengen von Stahlzusätzen zur aluminothermischen Schweißmasse die Härte des aluminogenetischen Stiahles beliebig zu erhöhen, jedoch ist es bis heute nicht möglich, auch gleichzeitig seine Zugfestigkeit noch weiter zu vergrößern, ini Gegenteil hat es sich herausgestellt, daß durch eine Steigerung seiner Härte über 220 BrineReinheiten seine Zugfestigkeit und Dehnung abnehmen. Die Verschweißung von Hartstahlschienen, insbesondere von Verhundgußschienen mit übernormalhartem aluminogenetischem Stall, nach dem bisher bekannten -aluminothermischen Zwischengußverfahren würde also eine Versprödung der SchweißsteUe und eine Verminderung der Bruchsicherheit mit sich bringen. Hierdurch waren- bisher der ahiminothermischen Schweißung von Hartstahlschienen nach dein bekannten aluminothermischen Zwischengußverfahren Grenzen gesetzt.
• Die vorliegende Erfindung beseitigt diese Beschränkung aufeinfache Weise. Sie besteht in der aluminothermisr-hen Schienenschweißung nach dem Zwischengußverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß ' zuerst die Füße und Stege sowie der untere Teil des. Kopfes der Schienen mit einem aus einer ersten Tiegelreaktion gewonnenen weichen-undzähen aluminogenetischen Stahl und unmittelbar darauffolgend der- restliche Teil der Schienenköpfe mit- einem aus einer zweiten Tiegelreaktion gewonnenen ahiminogenetischen Stald, der in seiner Härte und Verschleißfestigkeit dem Werkstoff des Schienenkopfes, entspricht, verschweiBt werden. Durch dieses Verfahren werden also nur die vom Rad berührten, d.h. dem Verschleiß unterworfenen Teile der Schweißstelle mit sehr hartem und verschleißfestern alunüno.-genetischem Stahl verschweißt, der in seiner Härte und seinem Verschleißwiderstand von dem =geschweißten Werkstoff des Schienenkopfes nicht abweicht. Dagegen besteht die Schweißstelle in ihrem übrig ,en und weitaus größten Teil aus zähem Schw-eißgut, so daß die Schweißstelle als Ganzes bruchsicher ist. Das neue Verfahren hat eine Parallele in der Schienenherstellung, wo man bekanntlich so-. Verbundgußschienen mit hartem Schiegerer Dehnung und eine-in nenkopf von gering zähen Steg und Fuß mit höherer Dehnung aus zwei verschiedenen Werkstoffen zusammenwalzt. Es ist auch schon bekanntgeworden, nach dem autogenen und elektrischen Lichtbogenschweißverfahren Schienen derart zusammenzuschweißen, daß die Schweißstelle im Schienenkopf aus härterem Werkstoff besteht als im Schienensteg und -fuß. Dagegen ist es bisher nicht bekannt gewesen, Schienen nach dem aluminothermischen Zwischengußverfahren derartig zu verbinden, daß in den Formhohlraum um Schienenfüße und -ste,-,e ein weicher und zäher, in den Formhohlraum umdenSchienenkopfaber'.ein harter, aluminogegossen wurde. Das nette genetischer Stahl g Verfahren erweitert die Anwendungsmöglichkeit der aluminothermischen Schweißung auf Hartstahl- und Verbundgußschienen ohne nennenswerte Erhöhung des Aufwandes gegenüber dem bisher bekannten aluminothermischen Schweißverfahren. Als besonders vorteilhaft und wirtschaftlich kann dabei der Umstand angesehen werden, daß die teueren Hartstahllegierungseleinente nur für einen kleinen Teil. des Gesamtschweißgutes, d. li. in besonders sparsamer Weise Anwendung finden.
• Die Durchführung des Verfahrens gemäß Erfindung geht aus der Abbildung hervchr. über der Gießform c ist ein Tiegela aufgehängt. Er enthält eine aluminothermische Schweißmasse, Z> die bei ihrer Reaktion einen weichen, zähen und doch genügend festen Stahl abscheidet, der durch den Eingußd in die Schweißforin einfließt und sie bis zur gewünschten Höhe, nämlich bis zum unteren Teil der Köpfe der Schienen/ füllt. Der zweite Tiegelb ist mit einer Schweißmasse gefüllt, die bei ihrer Reaktion harten und verschleißfesten aluminogenetischen Stahl abscheidet, wie er den Eigenschaften des Schienenkopfes entspricht. Dieser aus der zweiten Reaktion gewonnene 0' Stahl fließt durch den am Schienenkopf mündenden zweiten Einguße in die Schweißform und füllt sie bis in die Steigerkanäle auf.
• Beide Einlaufk#anäle der Form sind mit Abläufen für die bei diesem Verfahren unbenutzte aluminothermische Schlacke versehen, und zwar jeweils in Höhe des bei dem betreffenden Guß angestrebten Eisenstandes.
• Es ist vor Durchführung des Verfahrens zweckmäßig, die Schweißstelle in bekannter Weise, beispielsweise durch Verbrennungeines eing geblasenen Gas-Luft-Gemisches imierhalb der Form, vorzuwärmen. Nach beendeter Vorwärmung und nach Verstopfen des Vorwärmekanals sollen die beiden Güsse möglichst rasch hintereinander vorgenommen werden. Nach Beendigung des ersten Gusses muß jedoch der Einlaufd durch Lehm oder Sand oder auf eine andere Weise verschlossen werden, damit durch den zweiten Guß das zuerst eingebrachte Schweißgut, falls es noch nicht erstarrt ist, nicht wieder herausgedrängtwird.
• Es ist auch möglich, das Verfahren mit einem Doppeltiegel auszuführen oder aber mit einem einzigen Tiegel bekannter Art, in den geh man nach erf(>#,-tem erstem Guß um- end eine mveite Schweißportion entsprechender Zusammensetzung einfüllt und den man über dem Eingußkanale zum Abstich bringt.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Aluminothermische Schienenschwei-Bung nach dem Zwischengußverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß zuerst die Füße und Stege sowie der untere Teil des Kopfes der Schienen mit einem aus einer ersten Tiegelreaktion gewonnenen weichen und zähen altuninogenetischen Stahl undunmittelb,ar darauffolgend der restliche Teil der Sehienenköpfe mit einem aus einer zweiten Tiegelreaktion gewonnenen alumino"-enetischen Stahl, der in seiner Härte und Verschleißfestigkeit dem Werkstoff des Schienenkopfes entspricht, versch:weißt werden.
2. 2. Schweißform zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß für die Verschweißung der Füfk und Stege und des unteren Teils des Kopfes der Schienen einerseits und für die Verschweißung des restlichen Teils der Schienenköpfe anderseits je ein besonderer Eingußkanal angeordnet ist. 3- Schweißform, gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß beide Eingußkanäle mit Schlackenahlaufrinnen versehen sind,'die jeweils in der Höhe des bei dein betreffenden Guß angestrebten Eisenstandes liegen.