DE1239915B - Giessform fuer das aluminothermische Schweissen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

B23k

Deutsche KL: 49 h-35/01

Nummer: 1239 915

Aktenzeichen: E 309591 b/49 h

Anmeldetag: 29. Januar 1966

Auslegetag: 3. Mai 1967

Die Erfindung betrifft; eine Gießform für das alummothermische Schweißen, in der neben Kanälen für den Einlauf des erschmolzenen Stahles auch Kanäle für den Abzug der Vorwärmflammen bzw. der Verbrennungsgase vorgesehen sind.

Bei der aluminothermischen Verbindungsschweißung von Werkstücken, insbesondere von Schienen, ist es bekannt, die Schweißquerschnitte vor dem Guß durch ein seitlich in den Gießformhohlraum eingeblasenes und dort zur Entzündung gebrachtes Brennstoff-Luft-Gemisch oder von oben her durch oberhalb der Gießform angeordnete, eine bandförmige Flamme liefernde Brenner vorzuwärmen.

Diese Gießformen weisen neben den Kanälen für die Zufuhr der Brennstoffgemische bzw. Vorwärmflammen und den Einlauf des aluminothermisch erzeugten Stahles auch Kanäle auf, durch die die Verbrennungsgase bzw. Vorwärmflammen nach Durchströmen der Form nach außen abgeführt werden und der Stahl aufsteigen kann.

Die in den Gießformen für die Abfuhr der Verbrennungsgase bzw. Vorwämieflammen angeordneten Formenkanäle füllen sich beim Einguß mit dem aluminothermisch erzeugten Stahl. Hierdurch werden die Werkstückzonen im Bereich dieser Kanäle von einer heißflüssigen Stahlmenge durch- bzw. umspült, die in vielen Fällen weit größer ist als deren Aufschmelzung erfordert. Dadurch entstehen in diesen Bereichen unerwünscht breite Aufschmelzzonen, die durch die nachfolgende Abkühlung bedingte, erhöhte Schrumpfspannungen und damit die Gefahr der Rißbildung zur Folge haben können. Außerdem bedingt eine solche schweißtechnische unerwünschte, größere Füllung dieser Kanäle mit Stahl eine Vergrößerung der Schweißgutverluste und damit in vielen Fällen die Verwendung einer größeren Schweißportion als für eine ordnungsgemäße Schweißung erforderlich sein würde.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu beseitigen. Dies gelingt erflndungsgemäß durch stählerne Verschlußstücke, welche die Abzugskanäle zumindest teilweise füllen und sich auf deren Rand abstützen. Vorzugsweise erfolgt die Abstützung der Verschlußstücke durch Begrenzungsstifte.

Zur Durchführung von Serienschweißungen, wie z. B. von Schienenschweißungen, können die der Vorwärmung dienenden Kanäle in der Gießform vorzugsweise auch mit unterschiedlichen Querschnittsabmessungen vom Gießformhohlraum aus nach oben verlaufen, wobei z. B. bei den Schienenschweißformen die von dem Bereich der Schienen-Gießform für das aluminothermische Schweißen

Anmelder:

Elektro-Theimit G. m. b. H.,
Essen, Salkenbergsweg 14

Als Erfinder benannt:

Dipl.-Ing. Dr. Ernst Krüger, Essen

fußkanten ausgehenden Kanäle bis zu einer bestimmten Höhe den erforderlichen und von da ab einen erweiterten Querschnitt aufweisen, so daß die den erweiterten Querschnitten angepaßten Verschlußstücke zwangläufig nur bis zu den Querschnittsübergängen in die Kanäle eingeführt werden können. Die Höhe der mit geringerem Querschnitt verlaufenden Abschnitte der Formenkanäle, die nach oben durch die Verschlußstücke begrenzt werden, richtet sich dabei nach der in den verbliebenen Kanalhohlräumen aufzunehmenden, der Spülung dienenden Stahlmenge, die für eine Aufschmelzung dieser Zonen als schweißtechnisch günstig ermittelt wurde. Eine Regulierung des Aufnahmevermögens bzw. der Füllhöhe der Formenkanäle bei gleichbleibender Querschnittsfläche und -form kann weiterhin dadurch erreicht werden, daß die Verschlußstücke verschiedene Bohrungen aufweisen, in welche je nach erwünschter Einführtiefe die Begrenzungsstifte eingeschoben werden.

Ferner sind die mit dem aluminothermisch erzeugten Stahl in Berührung kommenden Stirnflächen mit einem feuerfesten Überzug, wie z. B. plastischem Formsand oder Graphit, versehen.

Die erfindungsgemäße Gießform soll an Hand einer Zeichnung in vereinfachter Darstellung am Beispiel der Schienenverbindungsschweißung mit Vorwärmung der Schienenenden von oben her näher erläutert werden, und es zeigt

F i g. 1 die eingeformten Schienenenden mit einem oberhalb der Gießform angeordneten Vorwärmbrenner in perspektivischer Ansicht,

Fig. 2 einen Schnitt gemäß der Linie A-B der Fig. 1,

F i g. 3 die Schienenenden mit Gießform und eingeführten, erfindungsgemäßen Verschlußstücken in der Perspektive,

Fig. 4 die die Schienenenden umgebende Gießform mit eingeführten Verschlußstücken gemäß dem Schnitt C-D der F i g. 3 mit oberhalb der Gießform

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Claims (3)

angeordnetem Reaktionstiegel beim Einguß des aluminothermisch erzeugten Stahles in die Form. Gemäß den Fi g. 1 bis 4 werden die zu schweißenden, mit einer Lücke verlegten Schienenenden 1 und 2 mit einer oben offenen Gießform 3 umgeben, die vom Bereich der Schienenfußkanten ausgehende Kanäle 4 aufweist, die in den die Schienenenden umgebenden Gießformhohlraum 5 münden und oben aus der Form austreten. Oberhalb des Schienenkopfes geht der Gießformhohlraum 5 in einen Steigerkanal 6 über, in bzw. über dem für die Vorwärmung der zu schweißenden Schienenenden 1 und 2 z. B. ein Band- bzw. Brausebrenner 7 angeordnet ist. Ferner weist die Form für die Führung des aluminothermisch erzeugten Stahles Einlaufkanäle S auf, die oberhalb des Schienenfußes und über Anschnitte 9 und 10 in den Gießformhohlraum münden. Bei der Vorwärmung schlägt gemäß den Fig. 1 und 2 das vom Vorwärmbrenner 7 ausgehende Flammenband durch den Steigerkanal 6 in die Lücke zwischen die eingeformten Schienenenden 1 und 2, wobei die in der F i g. 2 durch Pfeile angedeuteten Flammen im Bereich des Schienenfußes umgelenkt und nach Abgabe ihrer Wärme durch die Kanäle 4 und zu einem geringen Teil durch die EinlaufkanäleS nach außen abgeführt werden. Die im Bereich der Schienenfußkanten angeordneten Kanäle 4 ermöglichen dabei eine ausreichende Vorwärmung dieser Schienenfußbereiche und die gleichzeitige Abfuhr der Vorwärmflammen bzw. Verbrennungsgase. Haben die zu schweißenden Schienenenden die erforderliche Vorwärmtemperatur erreicht, wird der Vorwärmbrenner 7 entfernt, und in die Kanäle 4 werden gemäß den Fig. 3 und 4 Verschlußstücke 11, deren Stirnflächen mit einer feuerfesten Masse bestrichen wurden, so weit eingeführt, bis die Begrenzungsstifte bzw. Anschläge 12 auf der Form aufliegen. Die Verschlußstücke 11 sind dabei so bemessen, daß ein geringer Spalt zwischen Verschlußstücken und Kanalwandungen bestehenbleibt, um eine Entlüftung des Gießformhohlraumes in diesem Bereich beim Einguß des aluminothermisch erzeugten Stahles zu ermöglichen. Anschließend wird der Steigerkanal 6 durch einen feuerfesten Riegel 13 abgedeckt und der Einguß des in dem Reaktionstiegel 14 aluminothermisch erzeugten Stahles 15 in die Form in bekannter Weise durchgeführt. Der Gießstrahl ergießt sich dabei auf den Riegel 13, von wo er über die Einlaufkanäle 8 und über Anschnitte 10 und 9 dem die Schienenenden umgebenden Gießformhohlraum 5 zugeführt wird. Dabei bewirken die in die Kanäle 4 eingeführten und die Füllhöhe dieser Kanäle begrenzenden Verschlußstücke 11, daß nur so viel die Schienenzonen in diesen Bereichen umspülender Stahl nach Abgabe seiner Wärme in diesen Kanälen aufgenommen wird, wie zu einer schweiß technisch günstigen Aufschmelzung dieser Zonen erforderlich ist. Nach dem Guß werden die gegen Anschweißen gesicherten Verschlußstücke 11 aus der Form herausgezogen und sind damit wieder für den Einsatz bei weiteren Schweißungen verwendbar. Die Verschlußstücke können auch aus feuerfestem Material, wie z. B. aus Schamotte oder aus CCVgehärtetem Formsand bestehen, die gegen Hochsteigen in den Kanälen beim Einguß des Stahles in die Form gesichert sein müssen. Patentansprüche:

1. Gießform für das aluminothermische Schweißen, in der neben Kanälen für den Einlauf des erschmolzenen Stahles auch Kanäle für den Abzug der Vorwärmflammen bzw. der Verbrennungsgase vorgesehen sind, gekennzeichnet durch stählerne Verschlußstücke (11), welche die Abzugskanäle (4) zumindest teilweise füllen und sich auf deren Rand abstützen.

2. Gießform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützung der Verschlußstücke (11) Begrenzungsstifte (12) sind.

3. Gießform nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnflächen der Verschlußstücke (11) mit einem feuerfesten Überzug versehen sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 1 046 449.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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