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Verfahren und Vorrichtung zur Wärmebehandlung von
Schienenverbindungs- und Auftragschweissungen
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lichen Zerfallsvorgänge aus den unterkühlten Zuständen des Austenits heraus Abschreck- bzw. Härtegefüge ergeben können, die die Schweisssicherheit vermindern, wobei die Entstehung dieser Gefüge bei Vorliegen entsprechender Legierungselemente bekanntlich massgeblich von der Abkühlungsgeschwindigkeit, die beiEr- reichen der kritischen Geschwindigkeit zur Martensitbildung und damit zu maximalen Aufhärtungen und Eigenspannungen führt, beeinflusst wird.
Bei der Schienenverbindungs- und Auftragschweissung ist daher dem Werkstoffproblem von der Seite der Umwandlungskinetik her wegen der schweisstechnisch ungünstig liegenden, die kritische Umwandlungsgeschwindigkeit herabsetzenden hohen Kohlenstoff- und Mangangehalte der Schienenstähle und der Bedingungen, unter denen die Schweissungen durchgeführt werden, besondere Beachtung zu schenken.
Bei den Schweissarbeiten an Schienen bereits verlegter Gleise, die als Verbindungsschweissung vorzugsweise nach dem aluminothermischen Schweissverfahren und als Auftragschweissung nach der elektrischen Lichtbogen-, Gasschmelz- oder aluminothermischen Schweissung durchgeführt werden, ist es bekannt, die Schienen vorzuwärmen. Dies erfolgt bei der elektrischen Lichtbogen- und Gasschmelzschwei- ssung im allgemeinen durch mitGas-Sauerstoff betriebeneVorwärmebrenner, mit denen die Schweissstelle und die benachbarten Zonen, durch Hin- und Herführen des Brenners von Hand, erwärmt werden. Bei der aluminothermischen Schweissung ist es üblich, den zu schweissenden Stoss verfahrensbedingt vorzuwärmen.
Zur Verhinderung einer beschleunigten Abkühlung, die z. B. durch Regen, Schnee oder kalte Luft herbeigeführt werden kann, können in bekannter Weise sogenannte Abdeckhauben verwendet werden, die z. B. aus einem Blechmantel, der im Innern mit geeigneten Isolierstoffen versehen ist, hergestellt werden.
Es hat sich jedoch gezeigt, dass derartige Hauben den Erfordernissen bezüglich der Verminderung der Ab- kühlungsgeschwindigkeit, d. h. Verlängerung der Abkühlungszeit, insbesondere bei der Schweissung sogenannter halbverschleissfester und verschleissfester Schienen, die sich durch erhöhte Kohlenstoff- und Mangangehalte auszeichnen, nicht genügen, so dass zur Erzielung zäher, rissfreier Schweissungen bzw. zur Verminderung der Eigenspannungen besondere Massnahmen erforderlich sind. Diese Hauben haben ferner den Nachteil, dass sie bei Herannahen eines Zuges entfernt werden müssen, weil die Haube auch den Schienenkopf umschliesst, so dass eine kontinuierliche, gleichmässig verzögerte Abkühlung nicht mehr gewährleistet ist.
Es wurde nun gefunden, dass den Erfordernissen einer erforderlichen Wärmebehandlung, insbesondere einer verzögerten Abkühlung der Schweissung ohne Störung des Zugverkehrs dadurch Rechnung getragen werden kann, dass erfindungsgemäss der Schweissstelle oder/und den benachbarten Zonen der erwünschten Abkühlungsgeschwindigkeit entsprechende, der Wetterlage und andern Einflussfaktoren angepasste Wärmemengen wartungsfrei derart zugeführt werden, dass Brennerflammen auf die Schienenzonen am Übergang vomSchienenfuss zum Steg oder vom Schienensteg zum Kopf oder auch auf beide Zonen gerichtet sind
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und die Leistung der Brenner sowie die Brenndauer nach der erforderlichen Wärmebehandlung bemessen ist, wobei die Brenndauer automatisch oder durch Bemessung des Energievorrates geregelt wird.
Die Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens besteht gemäss der Erfindung aus einer lediglich den Schienenfuss und Schienensteg bis unterhalb des Schienenkopfes, diese Schienenzone in einem bestimmten Abstand umgebenden, zwei-oder mehrteiligen Haube, in der von beiden Seiten ein oder mehrere Brenner angeordnet sind.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung wird für eine Wärmebehandlung vorteilhafterweise ergänzt durch eine abnehmbare Kopfhaube, die ebenfalls in einem bestimmten Abstand den Schienenkopf umhüllt. Bei Verwendung dieser Kopfhauben, z. B. bei extremen Witterungsbedingungen, wie bei Schnee oder Regen, werden die aus der eigentlichen Wärmekammer aufsteigende warme Luft bzw. die Gase von der Haube aufgefangen, um den Schienenkopf geführt und treten nach Abgabe der Wärme seitlich heraus.
Der Erfindungsgedanke soll an Hand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert werden. In dieser zeigen Fig. l die zu behandelnde Schiene mit der erfindungsgemässen Vorrichtung in Seitenansicht. Fig. 2 veranschaulicht die an die Schiene angesetzte erfindungsgemässe Vorrichtung in der Draufsicht, während Fig. 3 einen Schnitt gemäss der Linie AA der Fig. 1 darstellt.
Gemäss denFig. 1-3 wird die Schiene 1 an der zu behandelnden Schweissstelle mit der erfindungs- gemässen Vorrichtung 2 umgeben und anschliessend werden Brenner 3 in dafür vorgesehene seitliche Öffnungen 4 eingeführt. Die Brenner 3 sind durch einen Schlauch 5 mit einem Brennstoffbehäl- ter 6 verbunden, dessenEnergievorrat, vorzugsweise Flüssiggase, wiePropan, Butan od. dgl. und damit die Brenndauer der Brenner 3 für die Wärmenachbehandlung nach der erforderlichen Abkühlungsge- schwindigkeit bemessen ist.
Entsprechend den Fig. 1-3 kann dabei, falls notwendig, der Schienenkopf mit einer Haube 7 umgeben werden, wobei der erforderliche Abstand der Haube von der Schiene, z. B. durch winkelige Abknickungen 8 der Haube 7, herbeigeführt wird.
Durch das Verfahren und die Vorrichtung gemäss der Erfindung ist es möglich, an allen vorkommen- denSchienenqualitäten, insbesondere unabhängig von der jeweils herrschenden Wetterlage, Verbindungsund Auftragschweissung sicher durchzuführen. Während für die wartungsfreie Wärmenachbehandlung vorzugsweise Brennstoffbehälter mit bestimmtem Brennstoffvorrat verwendet werden, kann es bei der Vorwärmung für die Schienenauftragschweissung, bei der eine bestimmte Vorwärmetemperatur gehalten werden muss, zweckmässig sein, die erfindungsgemässe Vorrichtung in Verbindung mit einem Brennstoffbehälter mit grösserem Energievorrat zu verwenden, wobei die Leistung der Brenner - unter Berücksichtigung der beim Schweissprozess zugeführten Wärme-auf die einzuhaltende erforderliche Vorwärmetemperatur der aufzuschweissenden Schienenabschnitte abgestimmt ist.
Für eine wartungsfreie, zeitlich zu begrenzende Wärmebehandlung kann gemäss der Erfindung die Brenndauer, auch bei Verwendung von Brennstoffbehältern mit grossem Energievorrat, automatisch-z. B. mit Hilfe einer Zeitschaltuhr - geregelt werden.
Der besondere Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens und der Vorrichtung ist abgesehen von der Wartungsfreiheit darin begründet, dass eine Wärmebehandlung ohne Störung des Zugbetriebes erfolgen
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des Zuges das Abnehmen der Haube vergessen oder versäumt wird und der Zug die Haube überfährt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Wärmebehandlung von Schienenverbindungs-und Auftragschweissungen, da- durch ur ch gek enn z e ichnet dass der Schweissstelle oder/und den benachbarten Zonen ohne Störung des Zugverkehrs der erwünschten Abkiihlungsgeschwindigkeit entsprechende, der Wetterlage od. dgl. angepasste Wärmemengen wartungsfrei derart zugeführt werden, dass Brennerflammen auf die Schienenzonen am Übergang vom Schienenfuss zum Steg oder vom Schienensteg zum Kopf oder auch beide Zonen gerichtet sind und die Leistung der Brenner sowie die Brenndauer nach der erforderlichen Wärmebehandlung bemessen ist, wobei die Brenndauer automatisch oder durch Bemessen des Energievorrates geregelt wird.