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Giessform für die aluininotherinische Schienenschweissung
Bei der bekannten aluminothermischen Verbindungsschweissung von Schienen werden die durch eine Lücke voneinander getrennten Schienenenden mit einer in allen Teilen aus ein und demselben feuerfesten Formsand bestehenden Giessform umgeben, im Inneren der Form vorgewärmt und dann durch den in die Formenhohlräume einlaufenden aluminothermisch erzeugten Stahl im Zwischen-und Umguss miteinander verschmolzen.
Bei der aluminothermischen Auftragsschweissung wird nach Möglichkeit eine die Ausfchweissstelle umfassende Giessform aus feuerfestem Fonnsand benutzt, die entsprechend der äusseren Form des aufzuschweissenden Stahles ausgebildet ist. Nach Vorwärmung der Aufschweissstelle wird die erforderliche Menge aluminothermisch erzeugten Stahles aufgegossen.
Beim Giessvorgang fliesst der ungefähr 24000 C heisse aluminothermische Stahl in einem von der Giessführung abhängigen Ausmass an den Formwänden vorbei. Hiebei und beim Erstairungavorgang kann er durch Aufnahme von Bestandteilen aus der Sandform entsprechend auflegiert werden, eine Tatsache, die bei der Metallurgie des Verfahrens berücksichtigt werden muss.
Bei der bekannten aluminothermischen Schienenschweissung haben die hiebei verwendeten Giessformen zur Ermöglichung einer gleichmässigen Vorwärmung und zur Erzielung einer guten Umspülung und Aufschmelzung der Schienenenden durch den flüssigen aluminothermischen Stahl über die zwischen den Schienen bestehende Zwischengusslücke hinaus vergrösserte Giessformhohlräume. Hiedurch entstehen an der Schweissstelle an sich unnötige Stahlwülste, die nach Abnehmen der Form nur am Schienenkopf entfemt werden milssen, im übrigen aber verbleiben können.
auf Grund der verfahrenstechnisch bedingten Gestaltung dieser Giessformhohlräume und der damit ver- bundenen ungleichen Massenverteilung des eingegossenen Stahles tritt bei der zeitlich und Örtlich unterschiedlichen Abkühlung der Schweissung in der Stegzone eine lotrechte Schrumpfung ein. Es entsteht hiedurch für die aluminothermischen Stahlwülste am Steg bereits in glühendem Zustand die Gefahr des Anreissens, wenn das Formenänderungsvermögen des Stahles in diesem Zustand überschritten wird.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine aus feuerfesten Formstoffen hergestellte Giessform für die aluminothermische Verbindungs- und Auftragschweissung, insbesondere für die Schienenschweissung, die das Schweissgut entsprechend dem angestrebten Endzustand abkühlungstechnisch und metallurgisch be-
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Stegwülste oder die an die Kopfwülste der Schweissung angrenzenden Formteile oder beide gleichzeitig aus Siliciumcarbid bestehen.
In umfangreichen Versuchen wurde festgestellt, dass bei der Schienenschweissung die Rissgefahr für die Stegwülste praktisch ausgeschaltet wird, wenn die die Stegwülste der Schweissung umfassenden Formteile ganz oder teilweise aus Siliciumcarbid bestehen. Neben den metallurgischen Einflüssen spielt das bedeutend höhere Wärmeleitvermögen des Siliciumcarbid gegenüber anderen Formstoffen und die damit verbundene schnellere Erstarrung der Stegwülste eine massgebende Rolle.
Weiterhin wurde gefunden, dass mit Hilfe der erfindungsgemäss ausgebildeten Giessform die Ver- schleissfestigkeit der aluminothermischen Schweissung an beliebigen Stellen auf einfache Weise erhöht werden kann. Bestehen nämlich bei der Schienenschweissung die an die Kopfwülste der Schweissung angrenzenden Giessformteile aus Siliciumcarbid, so wird die Verschleissfestigkeit der Schweissung an diesen verschleissbeanspruchten Stellen erhöht, während der restliche, von normalem Formsand umgebene Teil der Schweissung weicher bleibt.
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Die das Schweissgut metallurgisch beeinflussenden und besonders gut Warme ableitenden Formstoffe können bei den erfindungsgemässen Giessformen als feste Körper (Formkörper) in die aus billigerem Klebsand oder aus andern auf Quarzsand, Schamotte od. dgl. aufgebauten Formstoffen bestehende Form eingesetzt oder eingestampft werden. Es ist besonders vorteilhaft, mit einem beliebigen Bindemittel versehene Stampfmassen aus Siliciumcarbid bei der Herstellung der Giessformen an den betreffenden Stellen in bestimmter Menge mit einzustampfen. in der Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Giessform für die Schienenschweissung darstellt, zeigt Fig. 1 einen Schnitt durch eine geschweisste Schiene mit den Stegwlllsten 1.
Fig. 2 stellt eine Seitenansicht der erfindungsgemässen Giessform 2 mit eingeformten Schienen 3 und den aus Siliciumcarbid bestehenden Formteilen 4 dar. Fig. 3 ist ein Schnitt durch die Form 2 gemäss der Linie A-A der Fig. 2 mit den Stegen der Schiene 3, dem Formenhohlraum 5 und den Formteilen 4.
Da bei diesen Giessformen nur der kleinere Teil der Form aus teurem, der grössere Teil jedoch aus billigerem Formstoff besteht, wird der erfindungsgemäss erzielbare technische Nutzen mit dem geringsten Kostenaufwand erreicht.
PATENTANSPRÜCHE ;
1. Aus feuerfesten Formstoffen hergestellte Giessform für die aluminothermische Schienenschweissung, dadurch gekennzeichnet, dass die an die Stegwülste oder die an die Kopfwülste der Schweissung angrenzenden Formteile oder beide gleichzeitig aus Siliciumcarbid bestehen.