DE1045768B

DE1045768B - Process for the aluminothermic welding of the ends of elongated parts, especially rails

Info

Publication number: DE1045768B
Application number: DEA25080A
Authority: DE
Inventors: Marcel Delachapelle; Jean Leon Georges Delachaux
Original assignee: Acieries de Gennevilliers SA
Current assignee: Acieries de Gennevilliers SA
Priority date: 1955-07-05
Filing date: 1956-06-12
Publication date: 1958-12-04

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.Method of aluminothermic welding of the ends of elongated Parts, especially of rails With aluminothermic welding, it is necessary to to heat the ends of the parts to be welded to a temperature that corresponds to a Local melting on contact with the very hot casting metal ensures that Prerequisite for the intimate welding between the parts to be connected and the potting metal is.

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.For welding long objects together, such as B. Railroad tracks, it has been proposed to preheat or auxiliary heating of the weld make that one of the welding point adjacent points by special means heated. The heat generated here is transferred to the welding point by conduction. Is then or simultaneously in the space of the form surrounding the weld poured the aluminothermic mass brought to reaction outside of this or the mass filled into this space is made to react here, then only becomes a small part of the heat generated thereby is dissipated and thereby the achievement the welding temperature is secured and accelerated.

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.So far, the welding point has been used for preheating or auxiliary heating neighboring bodies made of propane or a similar gas used that, with air mixed, let into separate spaces of the shape surrounding the weld and was brought to incineration here. The facility required for this takes takes up a lot of space, is cumbersome, and is slow to work with. In addition, the necessary procurement of large gas containers and their Change of location in the field of work considerable circumstances and demands considerable Time.

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.These deficiencies are eliminated according to the invention in that for the Preheating or auxiliary heating likewise an aluminothermic reaction mass or a other mixture of substances which reacts exothermically without the involvement of air or another gas is used.

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.Preheating or auxiliary heating from those adjacent to the welding point Places from is expediently the pouring of the aluminothermic weld metal or the reaction of the alumnothermal mass in the one surrounding the weld. Space ahead of the form, but can also happen at the same time, under certain circumstances follow her too.

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.The fact that all the material and its application are based on alumi.notherm@ischen Welding technology originates, which allows a considerable further. Advantage means the use of the same manpower for casting and preheating.

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.A ski weld on a track section can be done with the indirect aluminothermic preheating or auxiliary heating of the welding point in less time than experience has shown that when a gas-air mixture is burned in the adjoining rooms of the mold in 4 minutes.

Die Zeichnung veranschaulicht die Erfindung an einigen Ausführungsbeispielen.The drawing illustrates the invention in a few exemplary embodiments.

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.Fig. 1 shows in a perspective view the preparation of a Form for a rail weld after fastening the to be combined in a known manner Casting shells to be embedded in an outer sand mold; Fig.2 shows a cross section by the central weld shape along the line A-A of Figure 1; Fig. 3 is a cross section a pre-heating or auxiliary heating form according to one of the lines. B-B of Figure 1; Fig. 4 is a schematic of one half of the mold according to FIG. 1 in longitudinal view, wherein the mold shells, Sprues and risers are in position, the whole thing in a shape that is in the pre-fabricated and easily assembled on site; Fig. 5, 6 and 7 show sections through the. Before or. Auxiliary heating space, one mold each for a wide flat iron, an angle iron and a round iron. In Fig. 1, 2 and 3 are the shells 3 around the ends of the rails 1 and 2 to be connected the shape that the aluminothermic weld takes with the additional cavities, the sprue 4, the cast spigot attachment 5 and the riser pipe 6 placed. All of these parts consist for example of thin sheet metal.

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.To the side of this are the shells 7 on each rail for the front or Auxiliary heating serving side rooms with pouring funnels 8, pouring tubes 9, according to Fig. 3 may be united at the point of entry into the mold, and their Riser pipes 11 arranged. The pouring takes place from the outlet of the crucible 10.

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.The cladding prepared in advance for the casting is in place and Place in a common sand mass using known foundry techniques 12 embedded.

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.Fig. 4 shows the two half-shells and their accessories corresponding Cavities in place in a pre-fabricated half-mold that is ready for positioning on the ends of the rails to be connected in connection with a semi-mold that is also previously produced and is generally symmetrical to it, the z. B. carries the Steiger.

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.In FIGS. 5, 6 and 7, the parts to be connected are at 20 in the casting cavities with the sprues 14, the casting head molds 15 and their. Increase 16 shown. The cuts through the suturing cavities look similar.

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.If you go into the cavities of the minor shape the in place above These cavities let the prepared metal mass flow or the reaction in them triggers, the heat absorbed by contact with this mass reaches through the metal of the parts to be connected in a short time, their ends to be welded.

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.By experimentation, the one used to trigger pouring is the aluminothermic Above the mold prepared molten metal in the middle mold to be adhered to in terms of time Distance has been set so that it is practically at the moment of maximum preheating takes place.

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.While the aluminothermic one used for the production of the weld metal Mixture must be a quality material that has the characteristic properties corresponds to the parts to be connected and is therefore expensive, one can Use an aluminothermic mixture for heating the adjoining rooms, which is a Metal supplies of inferior quality, for example by looking at the purity of iron oxide does not make high demands.

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.The volume of the secondary forms can be distributed so that the with the casting that comes into contact with the cold metal to be heated does not weld with it, although he comes into intimate contact with him, so that the welded parts after The heating masses can easily be freed from the welding process, which are considered waste can be recovered. To make it easier to cut, you can do the molding before molding on the areas to be welded that come into contact with the auxiliary heating masses Share a thin refractory coating, e.g. B. attach of refractory clay, the prevents welding.

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.For the heating from the adjoining rooms one can use an aluminothermic instead of an Use a mixture of other types of solid masses that are without air at high temperature burn without creating explosions, such as B. certain pulp powders used in the secondary forms are introduced and ignited therein.

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.Naturally, aluminothermic welding is not just about working meant by mixtures where the reducing metal is aluminum, but also working with any solid mixture that reacts to form a molten metal results, e.g. B. with silicon or magnesium as the reducing metal.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Method for the aluminothermic welding of the ends of elongated parts, in particular rails; in which an area adjacent to the welding point of at least one of the parts is additionally heated, preferably before the aluminothermically melted weld metal is poured in, characterized in that the additional heating is also exothermic by an aluminothermic mass or by another without the involvement of air or another gas reactive solid mass takes place.

2. The method according to claim 1, characterized in that that the reaction mass used for additional heating is in the additional heating area surrounding form is filled and made to react in it.

3. Procedure according to Claim 1, characterized in that one in his for additional heating Composition of an aluminothermic mixture of substances that differs from the welding mixture is used.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that that lying in the area of each additional heating area of the surfaces to be connected Parts are provided with a refractory material that prevents the additional heating metal from sticking prevented. Documents considered: German Patent No. 921969.