CH367845A - Verfahren zur Lichtbogenschweissung von Schienen, Weichen oder Kreuzungen - Google Patents

Description

  Verfahren zur     Lichtbogenschweissung    von Schienen, Weichen oder     Kreuzungen       Gegenstand vorliegender Erfindung ist ein Ver  fahren     zur        Lichtbogenschweissung    von     Schienen,    Wei  chen oder     Kreuzungen,    bei denen die     Schweissstelle     infolge der durch eine hohe     Zugsfrequenz        bedingten     Unterbrechung der Schweissarbeit einer starken Ab  kühlung unterworfen ist.  



  Bei der     Schweissung    an Schienen zum     Unterhalt     von Gleisen, Weichen und     Kreuzungen    ist es notwen  dig, die Schienen mittels besonderer     Vorrichtungen     vorzuwärmen. Der Grund dieser     Vorwärmung    ist eine  Verminderung der     Abkühlungsgeschwindigkeit    aus  der Schweisshitze. Die Abkühlung muss so langsam  erfolgen, dass sich     kein    sprödes     Gefüge    im     Stahl    bildet,  speziell kein     Martensit,    der immer mit Mikrorissen  verbunden ist, wenn er in grossem Ausmass auftritt.

    Sind     Mikrorisse    oder     Martensit    im Stahl vorhanden,  so     erfolgt    nach kürzerem oder längerem     Betrieb    ein  Bruch in der Schweissstelle.  



  Nun ist es     an    und für sich einfach, eine Schiene  auf die nötige Temperatur     vorzuwärmen,    die bei den  üblichen Auftrags- und     Verbindungsschweissungen     höher als 300  C     sein.    soll, wenn man     Bräche    ver  meiden will.

   Wenn aber auf     einer    Strecke geschweisst  wird, die starkem     Zugsverkehr    unterliegt, so muss die  Schweissarbeit häufig unterbrochen werden, und in  den Arbeitspausen     kühlt        die    Schiene je nach den  Wetterverhältnissen und der Dauer der     erzwungenen     Arbeitspause häufig unter die     zulässige    Temperatur  ab. Es ist darum bekannt, dass Schienen, die bei star  kem     Zugsverkehr    geschweisst werden, besonders  bruchanfällig sind.

   Untersuchungen solcher Bruchstel  len zeigten, dass es sich immer um Schienen     handelt     mit einem auf die zu rasche     Abkühlung    der Schweiss  stelle zurückzuführenden     Grobkorngefüge.     



  Die Erfindung basiert auf der     Erkenntnis,        dass    nun  die geschilderten Nachteile sich     vermeiden    lassen und  ein     Schweissen    bei viel tieferen Temperaturen der    Schiene     ermöglicht    wird, wenn man erfindungsgemäss  das Gefüge der Schweissstelle durch     eine    Vergütung  zähe macht. Man muss vor     allem    darnach trachten,  die Entstehung von     Martensit    zu unterbinden, oder  den     Martensitgehalt    nachträglich wieder herabzuset  zen.

   Im ersten Fall     könnte    man von     einem         Ver-          gütungsschweissen     und im     zweiten    Fall von einer        nachträglichen        Vergütung     sprechen. Das Endresul  tat ist aber praktisch dasselbe.  



  Es ist nun     einigermassen        erstaunlich,    dass es ge  lungen ist, die bisher als gegeben     hingenommenen     Nachteile der     Schweissung    von Schienenköpfen oder       dergleichen    durch eine     Vergütung    zu beheben. Dank  der Erfindung wird es in Zukunft möglich sein,     ein-          wandfreie        Schweissungen    auch bei mehreren     Arbeits-          unterbrüchen        zu        erhalten.     



  Das Vergütungsschweissen wird zweckmässiger  weise so durchgeführt, dass wenigstens nach jeder       Arbeitsunterbrechung    zunächst eine Raupe von maxi  mal 6 cm Länge aufgetragen     wird',    die ohne Ent  fernung der Schlacke sogleich mindestens     einmal    über  schweisst wird, und zwar unter Verwendung von  Schweisselektroden, die ein     fehlerfreies    Schweissen     in     der Schlacke gestatten.

   Es genügen bei diesem Verfah  ren Temperaturen der     Schweissstellenumgebung    von  70-80  C bei einem     Kohlenstoffgehalt    des     Schweiss-          stahles    von etwa 0,404, um die Entstehung des sprö  den     Kornes    in genügendem Masse zu     verhindern.    Man       kann    also die Schiene zunächst in     üblicher    Weise vor  wärmen     und        verfügt    dann über genügend Zeit für die       Durchführung    der     Schweissung,

      da die     Abkühlung    auf  diese Temperaturen schon     verhältnismässig    lange  dauert. Dagegen liegt     zweckmässig    die     Minimaltempe-          ratur    bei der üblichen Schweissmethode bei etwa  300  C.  



  Anstelle der     Vergütungsschweissu.ng    oder zusätz  lich     zu    derselben     kann        ein        nachträgliches    Vergüten      traten, indem man die     Schweissstelle    durch nachträg  liches     Erhitzen    auf über 400  C nachbehandelt. Dies  ist empfehlenswert, wenn die Temperatur der Schiene  vor Beendigung des Schweissvorganges, aber bei Be  folgung der anderen     Verfahrensschritte    des oben be  schriebenen Vergütungsschweissens, auf unter 70 bis       80     C absinkt.  



  Diese Vergütung kann durch ein     nachträgliches     Erhitzen der Schweissstelle durch eine     beliebige     Wärmequelle bewirkt werden. Bereits bei einer Tem  peratur von 400  C kann eine merkliche     Vergütung     der Schweissstelle erreicht werden. Besser ist eine An  lasstemperatur von etwa 650  C, die gleichzeitig ent  spannend wirkt. Da     man    aber wegen des     Zugsverkehrs     die Schweissstelle nur kurzzeitig anlassen kann, ist es  am besten, sie auf Rotglut     zu        erhitzen.    Es ist nicht  nötig, längere Zeit auf der     Anlasstemperatur    zu ver  bleiben.

   Man kann die Schweissstelle     unmittelbar    nach  Erreichung der Rotglut erkalten lassen, wobei als ein  zige     Vorsichtsmassnahme    ein Schutz gegen Tropf  wasser (Regen)     notwendig    ist. Bereits bei einer Tem  peratur von etwa 500  C ist die     Schiene    wieder be  fahrbar. Das Erhitzen der     Schweissung    auf Rotglut,  wobei aus     Verformungsrücksichten    der Schienenfuss  mit     erwärmt    wird, dauert mittels     zweier    kräftiger  Schweissbrenner nur etwa 2 Minuten, ebenso das an  schliessende Abkühlen auf 500  C.

   Die     Zeit    zwischen       zwei    Zügen muss also mindestens 4 Minuten betragen,  damit diese Methode anwendbar ist.  



  Bei Schienen kann man bekanntlich durch ört  liches Erhitzen jede gewünschte     Verformung    erzielen.  Wird nur der Kopf auf Glühhitze gebracht, so senkt  sich die Schiene nach dem Erkalten. Wird nur der  Fuss geglüht, so hebt sie sich nach dem Erkalten. Man  kann diese Tatsache insbesondere bei     Stossschwei-          ssungen        zur    Verbilligung des Verfahrens benutzen,  indem man nach der     Schweissung    nur den Schienen  kopf erhitzt. Zu diesem Zwecke werden     zweckmässig     die beiden Schienenenden vor dem Schweissen etwas  überhöht, z.

   B. 1-2 mm über das Niveau der     Fahr-          fläche.    Nach dem Vergütungsglühen des Kopfes und  dem anschliessenden Erkalten senkt sich     dann    die       Schweissstelle    auf die gewünschte Höhe der Fahr  fläche ab.    Die Härte der Oberfläche der     Schweissung    muss  natürlich     mindestens    so gross sein wie die der Schie  nen. Die verwendeten Elektroden haben also vorteil  haft die Eigenschaft, dass sie bei der     Schweissung    auf  der kalten Schiene keine Risse bilden und dass die       Schweissung    nach dem Anlassen noch eine Härte von  220     Vickerseinheiten    besitzt.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Verfahren zur Lichtbogenschweissung von Schie nen, Weichen oder Kreuzungen, bei denen die Schweissstelle infolge der durch eine hohe Zugsfre- quenz bedingten Unterbrechung der Schweissarbeit einer starken Abkühlung unterworfen ist, dadurch ge kennzeichnet, d'ass das Gefüge der Schweissstelle durch eine Vergütung zähe gemacht wird. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass wenigstens nach jeder Arbeitsunter brechung zunächst eine Raupe von maximal 6 cm Länge aufgetragen wird, die ohne Entfernung der Schlacke sogleich mindestens einmal überschweisst wird, und zwar unter Verwendung von Schweisselek troden, die ein fehlerfreies Schweissen in der Schlacke gestatten. 2. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die Schweissstelle durch nachträg liches Erhitzen auf eine über 400 C liegende Tem peratur nachbehandelt wird. 3. Verfahren nach Patentanspruch und Unteran sprüchen 1 und 2. 4.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die Schiene vor der Schweissung an der zu schweissenden Stelle so überhöht wird, dass sie nach dem Vergüten des Kopfes gerade ist. 5. Verfahren nach Patentanspruch und Unteran sprüchen 1 und 4. 6. Verfahren nach Patentanspruch und Unteran sprüchen 2 und 4.