DE488905C - Verfahren zur aluminothermischen Schweissung eines Werkstueckes kleinen Querschnitts an eine grosse Flaeche eines schweren Werkstueckes - Google Patents

Description

• Verfahren zur aluminothermischen Schweißung eines Werkstückes kleinen Querschnitts an eine große Fläche eines schweren Werkstückes Bei der aluminothermischen Schweißung hat man-sich bisher im allgemeinen darauf beschränkt, stabförmige Werkstücke gleichen oder annähernd gleichen Querschnitts miteinander zu verschweißen, wie z. B. Schienen, Träger, Rohre o. dgl. Auch bei der- aluminothermischen Reparaturschweißung gebrochener Stücke handelt :es sich ebenfalls immer um die Zusammenschweißung gleichartiger Querschnittsformen. Zuweilen tritt aber das Bedürfnis auf, ganz ungleichartige Werkstücke miteinander zu verschweißen, wie z. B. die Stirnseite eines stabförrnigen Körpers mit der ebenen Fläche eines Körpers verhältnismäßig großer Massen. In solchen Fällen war bisher eine aluminothermische Verschweißung mit einwandfreiem Erfolg nicht möglich, w :eil eine gleichmäßige Erwärmung auf Schmelzwärme der beiden verschiedenartigen Schweißflächen der ungleich großen Werkstücke mit den bisherigen Mitteln nicht gelang, indem bei der Vorwärmung sowohl wie beim aluminothermischen Guß stets das kleinere Werkstück mit der kleineren Schweißfläche sehr viel stärker erwärmt wird als das große Werkstück.
• Nach der Erfindung wird die Zusammenschweißung von «\#@Terkstücken verschiedener Art und Größe, insbesondere von dünnwandigem Profileisen mit großflächigen schweren Körpern, dadurch erreicht, daß die betreffenden Flächen in ihrer Oberfläche durch Anordnung von Vorsprüngen, Nuten, Rippen o. dgl. vergrößert werden, so daß sowohl für die Feuergase- der Vorwärmung als auch für das aluminogenetische Eisen des Zwischengusses eine hinreichend große Angriffsfläche geschaffen wird, um den Wärmeübergang nach dem Werkstück in dem :erforderlichen Maße zu gewährleisten. Insbesondere werden bei einer solchen Schweißfläche die an ihr angeordneten Vorsprünge, Rippen o. dgl. infolge ihrer großen Oberfläche sowohl durch die Vorwärmung stark erwärmt als auch mit dem aluminogenetischen Zwischenguß sicher verschmolzen. Sollte auf dem Grunde von beispielsweise an der Schweißfläche angeordneten Nuten die Schweißung etwa nicht vollkommen sein, so kann bei zweckmäßiger Anordnung der Nuten und des Schweißwulstes trotzdem eine feste Gesamtschweißung erreicht werden. Die Form der Vorsprünge, Rippen, Nuten usw. kann verschieden gewählt und dadurch ihre Wirkung den jeweiligen besonderen Verhältnissen angepaßt werden.
• Als ein wichtiges Anwendungsgebiet des vorbeschriebenen Verfahrens kommt bei Straßenbahnkreuzungen die Anschweißung von Schienen an gegossene oder geschmiedete Herzstücke in Frage. Bei gegossenen Herzstücken hat man bisher diese mit angegossenen Schienenstümpfen versehen, so daß den anzuschweißenden Schienen :ein entsprechendes Profilstück des gegossenen Herzstückes gegenüberstand. Diese Anordnung hat den Nachteil, daß die Herzstücke schwer und teuer werden, für jede Winkelgröße der Kreuzung besonders angefertigt werden müssen und langer Lieferfristen bedürfen. Dieser Nachteil fällt nach dem vorliegenden Verfahren fort, da das Herzstück schenkellos geliefert werden kann und es möglich ist, die Schienen an die stumpfen Endflächen anzuschweißen. Es brauchen dann nicht für jeden Kreuzungswinkel die Herzstücke besonders angefertigt zu werden, und man kann mit wenigen vorrätigen Formen auskommen, da innerhalb eines gewissen Spielraumes für verschiedene Winkel die gleiche Herzstückform Verwendung finden kann. Die Fahrrillen sind dem jeweiligen Winkel entsprechend besonders einzuarbeiten. Als zweckmäßige Formgebung der Schweißfläche von Herzstücken empfiehlt sich eine Vertikalnutung mit vielen kleinen Rillen und .entsprechenden Rippen. Eine für den vorliegenden Fall hinreichend feste Sehweißung kann aber auch erreicht werden, wenn man eine- breite Horizontalnut entsprechend der Steghöhe vorsieht, so daß die Schienenköpfe wie die Schienenfüße je einer Horizontalrippe des Herzstückes von der ungefähren Höhe des Kopfes und Fußes der Schiene gegenüberstehen. Man kann sich darauf beschränken, eine Verschweißung am Schienenkopf und am Schienenfuß entsprechend den Rippen des Herzstückes durchzuführen und den Steg ungeschweißt zu lassen. Da die Schweißstelle überwiegend Biegungsspannungen aufzunehmen hat, wird das Fehlen der Schweißung im Steg, wo die neutrale Faser des Querschnittes liegt, ohne Bedeutung sein.
• Es wurde auch schon vorgeschlagen, die miteinander zu verschweißenden Flächen zweier Werkstücke gleichen Profils mit Rippen und Rillen zu versehen, doch diente diese Anordnung, bei welcher außerdem die beiderseitigen Rippen gekreuzt waren, nur dazu, die Berührungsfläche beider Stücke miteinander möglichst klein zu machen, um einen hohen elektrischen Widerstand zwischen ihnen zu erhalten, um so die allein in Frage kommende Widerstandsschweißung mit geringeren Stromstärken -durchführen zu können. Im Gegensatz hierzu handelt ;es sich bei der Erfindung ausschließlich um aluminothermische Schweißung, bei welcher der elektrische Widerstand belanglos ist. Ferner wurde auch beim aluminothermischen Verschweißen, beim Umgießen mit geschmolzenem Metall, beim Verlöten und beim Druckschweißen vorgeschlagen, die miteinander zu verbindenden Werkstücke mit Vorsprüngen, Nuten, Rippen o. dgl. zu versehen, doch diente hier diese Anordnung nur dazu, größere Berührungsflächen für die Schweißung oder Umgießung zu erzeugen oder Lücken zum Durchfließen des Lotes zu schaffen, und ferner wurden die genannten Unebenheiten entweder an beiden Stücken oder an einem derselben ohne Berücksichtigung der verschiedenen Größen der beiden zu verbindenden Stücke angebracht. Es wurde daher nicht oder wenigstens nicht absichtlich dem schweren Werkstück eine größere Wärmemenge zugeführt als dem Werkstück kleinen Querschnittes, und es wurde hierbei nicht der Zweck verfolgt, beide Werkstücke bei der Schweißung auf gleiche Temperatur zu bringen.
• Die Abb. i bis 7 zeigen Ausführungsbeispiele der Erfindung. Abb. i bis 3 zeigen Querschnitte verschiedener Nutformen. Abb. ¢ zeigt das Schaubild eines Hrerzstückes, dessen Stirnflächen für die Schweißung mit Nuten versehen sind. Abb. 5 zeigt feinen Horizontalschnitt durch die Schweißung bei einer Nutung nach Abb. q.. Darin ist A das Werkstück, B der Steg der Üagegenzuschweißenden Schienen, C der Formkasten, in dem der Formsand D eingestampft ist, nachdem vorher bei E eine Blechlaschie angelegt ist, die den Hohlraum der Form umschließt. Wenn bei einem aluminothermischen Zwischenguß zwischen die Werkstücke A und: B auch wirklich auf dem Grunde der Nut des WerkstückesA keine vollkommene Schweißung erzielt werden sollte, so werden unter allen Umständen .die vorstehenden Rippen des Werkstückes A mit dem aluminothermischen Eisen verschweißen und dadurch eine hinreichend große Materialverbindung zustande kommen. Abb.6 zeigt das Schaubild eines Herzstückes bei HorizontaInutung, Abb. 7 einen Vertikalschnitt durch die Schweißstelle, wobei: wiederum A das Herzstück, B die Schiene, C den Formkasten, D den Formsand und E die Blechlasche um den Hohlraum der Schweißung bedeutet.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur aluminothermischen Schweißung eines Werkstückes kleinen Querschnittes an eine große Fläche eines schweren Werkstückes, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des schweren Werkstückes an der Schweißstelle durch Anordnung von Vorsprüngen, Nuten, Rippen o. dgl. vergrößert und die Oberfläche des Werkstückes kleinen Querschnitt-es dort unverändert belassen wird, so daß beim Vorwärmen und beim aluminothermischen Schmelzguß dem schweren Werkstück eine größere Wärmemenge zugeführt wird als dem Werkstück kleinen Querschnittes und so beide Werkstücke bei der Schweißung auf annähernd gleiche Tem-_ peratur gebracht werden. z. Verfahren zur äluminothermischen, Verschweißung von Schienen mit den Herzstücken von Schienenkreuzungen nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß an der Stirnseite des Herzstückes eine größer.-Zahl von senkrechten Nuten angeordnet ist. 3. Verfahren nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß an der Stirnseite der Herzstücke j-, eine waagerechte Nut entsprechend 'der Höhe dies Schienensteges angeordnet ist.