DE1045768B - Verfahren zum aluminothermischen Verschweissen der Enden von laenglichen Teilen, insbesondere von Schienen - Google Patents

Description

• Verfahren zum aluminothermischen Verschweißen der Enden von länglichen Teilen, insbesondere von Schienen Beim aluminothermischen Schweißen ist es notwendig, die Enden der zu verschweißenden Teile auf eine Temperatur zu erhitzen, die ein örtliches Schmelzen bei Berührung mit dem sehr heißen Vergußmetall sichert, das Voraussetzung für das innige Verschweißen zwischen den zu verbindenden Teilen und dem Vergußmetall ist.
• Für das Zusammenschweißen langer Gegenstände, wie z. B. Eisenbahnschienen, ist vorgeschlagen worden, ein Vor- bzw. Hilfserhitzen der Schweißstelle dadurch vorzunehmen, daß man der Schweißstelle benachbarte Stellen durch besondere, Mittel erhitzt. Die hier erzeugte Hitze wird durch Leitung auf die, Schweißstelle übertragen. Wird danach oder gleichzeitig in den die Schweißstelle umgebenden Raum der Form die außerhalb von dieser zur Reaktion gebrachte aluminothermische Masse eingegossen oder die in diesen Raum eingefüllte Masse hier zur Reaktion gebracht, so wird nur ein kleiner Teil der dadurch erzeugten Hitze abgeleitet und dadurch die Erreichung der Schweißtemperatur gesichert und beschleunigt.
• Bisher wurde zum Vor- bzw. Hilfserhitzen der Schweißstelle von den benachbarten Stellen aus Propan oder ein ähnliches Gas verwendet, das, mit Luft gemischt, in gesonderte Räume der die Schweißstelle umgebenden Form eingelassen und hier zur Verbrennung gebracht wurde. Die hierfür erforderliche Einrichtung nimmt viel Platz in Anspruch, ist schwerfällig, und das Arbeiten damit geht langsam vonstatten. Überdies macht die dafür erforderliche Herbeischaffung großer Gasbehälter und deren Ortsveränderung auf dem Arbeitsfeld erhebliche Umstände und beansprucht erhebliche Zeit.
• Diese Mängel werden erfindungsgemäß dadurch beseitigt, daß für das Vor- bzw. Hilfserhitzen ebenfalls eine aluminotherrnische Reaktionsmasse oder ein anderes, ohne Mitwirkung von Luft oder einem anderen Gas exotherm reagierendes Stoffgemisch verwendet wird.
• Die Vor- bzw. Hilfserhitzung von den der Schweißstelle benachbarten Stellen aus geht zweckmäßig dem Eingießen des aluminothertnisch erzeugten Schweißmetalls bzw. der Reaktion der alumnothermischen Masse in dem die Schweißstelle umgebenden. Raum der Form voraus, kann jedoch auch gleichzeitig vor sich gehen, unter Umständen auch ihr folgen.
• Die Tatsache, daß das ganze Material und seine Anwendung der alumi.notherm@ischen Schweißtechnik entstammt, gestattet, was einen erheblichen weiteren. Vorteil bedeutet, den Einsatz derselben Arbeitskräfte für das Gießen und für das Vorerhitzen.
• Eine Schi.e enschweißung auf einer Gleisstrecke kann man mit der mittelbaren aluminothermischen Vor- bzw. Hilfserhitzung der Schweißstelle in kürzerer Zeit als bei Verbrennung eines Gasluftgemisahes in den Nebenräumen der Form, erfahrungsgemäß in 4 Minuten, erzielen.
• Die Zeichnung veranschaulicht die Erfindung an einigen Ausführungsbeispielen.
• Fig. 1 zeigt in einer schaubildlichen Ansicht die Vorbereitung einer Form für eine Schienenschweißung nach Befestigung der in bekannter Weise zu vereinigenden Gußschalen, die in eine äußere Sandform einzubetten sind; Fig.2 zeigt einen Querschnitt durch die mittlere Schweißform nach der Linie A-A der Fig. 1; Fig. 3 ist ein Querschnitt einer Vor- bzw. Hilfserhitzungsform nach einer der Linien. B-B der Fig. 1; Fig.4 ist ein Schema einer Hälfte der Form gemäß Fig. 1 in Längsansicht, wobei die Formschalen, Gießkanäle und Steiger sich in Stellung befinden, das Ganze in einer Form, die im voraus hergestellt und an der Arbeitsstelle leicht zusammengebaut werden kann; Fig.5, 6 und 7 zeigen Schnitte durch den. Vor-bzw. Hilfserhitzungs.raum je einer Form für ein breites Flacheisen, ein Winkeleisen und ein Rundeisen. In Fig. 1, 2 und 3 sind um die zu verbindenden Enden der Schienen 1 und 2 die Schalen 3 der Form, die die aluminothermische Schweißung aufnimmt, mit den zusätzlichen Hohlräumen, dem Einguß 4, dem Gußzapfenaufsatz 5 und dem Steigrohr 6 gelegt. Alle diese Teile bestehen beispielsweise aus dünnem Blech.
• Seitlich davon sind an jeder Schiene die Schalen 7 der zur Vor- bzw. Hilfserhitzung dienenden Nebenräume mit Eingußtrichtern 8, Eingußrohren 9, die gemäß Fig. 3 an der Stelle des Eintritts in die Form vereinigt sein können, und ihren Steigrohren 11 angeordnet. Das Gießen geschieht vom Ablauf des Tiegels 10 aus.
• Die für den Guß im voraus hergestellte Verschalung wird an Ort und Stelle unter Anwendung bekannter Mittel der Gießereitechnik in eine gemeinsame Sandmasse 12 eingebettet.
• Fig. 4 zeigt die den beiden Halbschalen und ihrem Zubehör entsprechenden Hohlräume in ihrer Lage in einer im voraus hergestellten Halbform, die bereit ist zum Instellungbringen auf den Enden der zu verbindenden Schienen in Verbindung mit einer gleichfalls vorher hergestellten, im allgemeinen dazu symmetrischen Halbform, die z. B. die Steiger trägt.
• In Fig. 5, 6 und 7 sind mit 20 die zu verbindenden Teile in den Gießhohlräumen mit den Eingußkanälen 14, den Gußkopfformen 15 und ihren. Steigern 16 dargestellt. Die Schnitte durch die Nehenhohlräume sehen ähnlich aus.
• Wenn man in die Hohlräume der Nebenform die an Ort und Stelle oberhalb dieser Hohlräume vorbereitete Metallmasse fließen läßt oder die Reaktion in diesen auslöst, erreicht die durch Berührung mit dieser Masse aufgenommene Hitze durch das Metall der zu verbindenden Teile in kurzer Zeit deren zu verschweißende Enden.
• Durch Versuche ist der für das Auslösen des Eingießens der aluminothermisch oberhalb der Form bereiteten Metallschmelze in die mittlere Form einzuhaltende zeitliche Abstand so festgelegt worden, daß es praktisch im Augenblick der maximalen Vorerhitzung stattfindet.
• Während das für die Erzeugung des Schweißmetalls verwendete aluminothermische Gemisch ein Qualitätsmaterial sein muß, das den charakteristischen Eigenschaften der zu verbindenden Teile entspricht und infolgedessen kostspielig ist, kann man für die Beheizung der Nebenräume ein aluminothermisches Gemisch verwenden, das ein Metall von geringerer Qualität liefert, indem man beispielsweise an die Reinheit des Eisenoxyds keine hohen Ansprüche stellt.
• Der Rauminhalt der Nebenformen kann so verteilt sein, daß der mit dem zu erhitzenden kalten Metall in Berührung kommende Guß sich mit ihm nicht verschweißt, obgleich er mit ihm in innige Berührung kommt, so daß die verschweißten Teile nach dem Schweißvorgang unschwer von den Erhitzungsmassen zu befreien sind, die als Abfälle wiedergewonnen werden können. Um das Abläsen zu erleichtern, kann man vor dem Einformen auf den mit den Hilfserhitzungsmassen in Berührung kommenden Stellen der zu verschweißenden Teile einen dünnen feuerfesten Überzug, z. B. von feuerfestem Ton anbringen, der das Verschweißen verhindert.
• Für das Erhitzen von den Nebenräumen aus kann man statt eines aluminothermischen Gemisches auch feste Massen anderer Art verwenden, die ohne Luft bei hoher Temperatur brennen, ohne Explosionen zu erzeugen, wie z. B. gewisse Zellstoffpulver, die in die Nebenformen eingebracht und darin, gezündet werden.
• Mit aluminothermischem Schweißen ist natürlich nicht nur das Arbeiten mit Gemischen gemeint, bei denen das Reduktionsmetall Aluminium ist, sondern auch das Arbeiten mit jedem festen Gemisch, das durch Reaktion einen Metallschmelzluß ergibt, z. B. mit Silizium oder Magnesium als Reduktionsmetall.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zum aluminothermischen Verschweißen der Enden von länglichen Teilen, insbesondere von Schienen; bei dem ein der Schweißstelle benachbartes Gebiet wenigstens eines der Teile, vorzugsweise vor dem Eingießen des aluminothermisch erschmolzenen Schweißmetalls, zusätzlich erhitzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das zusätzliche Erhitzen ebenfalls durch eine aluminothermische Masse oder durch eine andere ohne Mitwirkung von Luft oder einem anderen Gas exotherm reagierende feste Masse erfolgt.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zur zusätzlichen Erhitzung dienende Reaktionsmasse in eine das Zusatzerhitzungsgebiet umgebende Form eingefüllt und in ihr zur Reaktion gebracht wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum zusätzlichen Erhitzen ein in seiner Zusammensetzung vom Schweißgemisch abweichendes aluminothermisches Stoffgemisch verwendet wird.
4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die im Bereich jedes Zusatzerhitzungsgebietes liegenden Flächen der zu verbindenden Teile mit einem feuerfesten Merzug versehen werden, der das Anhaften des Zusatzerhitzungsmetalls verhindert. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 921969.