CH382525A - Giessform für die aluminothermische Schienenschweissung - Google Patents

Description

  Giessform für die aluminothermische Schienenschweissung    Bei der bekannten aluminothermischen Verbin  dungsschweissung von Schienen werden die mit einer  Lücke versehenen Schienenenden     mit    einer in allen  Teilen aus ein und d'emsel'ben feuerfesten     Formsand     bestehenden Giessform umgeben, im Innern der Form  vorgewärmt und dann durch den in die Formen  hohlräume einlaufenden aluminothermisch erzeugten  Stahl im Zwischen- und Umguss miteinander ver  schmolzen.  



  Bei der aluminothermischen Auftragsschweissung  wird nach Möglichkeit eine die Aufschweissstelle um  fassende Giessform aus feuerfestem Formsand benutzt,  die entsprechend der äusseren Form des aufschwei  ssenden Stahles ausgebildet ist. Nach Vorwärmung  der Aufschweissstelle wird die erforderliche Menge  aluminothermisch erzeugten Stahles aufgegossen.  



  Beim Giessvorgang fliesst der etwa 2400  C heisse  aluminothermische Stahl in einem von der Giessfüh  rung abhängigen Ausmass an den Formwänden vor  bei. Hierbei und beim Erstarrungsvorgang kann er  durch Aufnahme von     Bestandteilen    der Sandform  entsprechend auflegiert werden, eine Tatsache, die bei  der Metallurgie des Verfahrens berücksichtigt wer  den muss.  



  Bei der bekannten aluminothermischen     Schi'enen-          schweissung    haben die hierbei verwendeten Giessformen  zur Ermöglichung einer gleichmässigen Vorwärmung  und zur     Erzielung    einer guten Umspülung und Ruf  schmelzung der Schienenenden durch den flüssigen  aluminothermischen Stahl über die zwischen den  Schienen bestehende Zwischengusslücke hinaus ver  grösserte Giessformhohlräume. Hierdurch entstehen an  der Schweissstelle an sich unnötige Stahlwulste, die  nach Abnehmen der Form nur am Schienenkopf ent  fernt werden müssen, im übrigen aber verbleiben  können.

      Auf Grund der     verfahrenstechnisch    bedingten  Gestaltung dieser Giessformhohlräume und der damit  verbundenen ungleichen Massenverteilung des ein  gegossenen Stahles     tritt    bei der zeitlich und örtlich  unterschiedlichen Abkühlung der Schweissung in der  Stegzone eine senkrechte Schrumpfung ein. Es ent  steht hierdurch für die aluminothermischen Stahl  wülste am Steg bereits in glühendem Zustand die  Gefahr des Anreissens, wenn das Formenänderungs  vermögen des Stahles in diesem Zustand überschrit  ten wird.  



  Die vorliegende Erfindung betrifft eine aus feuer  festen Formstoffen hergestellte Giessform für die  aluminothermische Schweissung von Schienen, welche  Giessform das Schweissgut entsprechend dem ange  strebten Endzustand abkühlungstechnisch und metall  urgisch beeinflussen und so den Erstarrungsvorgang  günstig lenken soll. Sie ist dadurch gekennzeichnet,  dass von den beim Schweissvorgang an die Stegwülste  und an die Kopfwülste der Schweissung angrenzenden  Formteilen mindestens die einen 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 Form  teile ganz oder teilweise aus Siliciumcarbid bestehen.  Neben den     metallurgischen    Einflüssen spielt das be  deutend höhere Wärmeleitvermögen des Silicium  carbids gegenüber anderen Formstoffen und die damit  verbundene schnellere Erstarrung der Stegwülste eine  massgebende Rolle.  



  Weiterhin wurde beobachtet, dass mit Hilfe die  ser erfindungsgemässen Giessform die Verschleissfe  stigkeit der aluminothermischen Schweissung an be  liebigen     Stellen    auf einfache Weise erhöht werden  kann. Bestehen z. B. bei der     Schienenschweissung         die an die Kopfwülste der Schweissung angrenzenden  Giessformteile aus Siliciumcarbid, so wird die Ver  schleissfestigkeit der Schweissung an diesen verschleiss  beanspruchten     Stellen    erhöht, während der restliche,  von normalem Formsand umgebene Teil der Schwel  ssung weicher bleibt.  



  In der Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel des  Erfindungsgegenstandes darstellt, zeigen:  Fig. 1 einen Querschnitt durch eine geschweisste  Schiene mit im Bereich des Schienensteges und -fusses  vorhandenen     Schweisswülsten,    bei am Schienenkopf       entfernten    Schweisswülsten,  Fig.2 einen Querschnitt gemäss der Linie II-II  in Fig. 3 durch eine an der zu schweissenden Schiene  angebrachten Giessform mit aus Siliciumcarbid be  stehenden Formteilen,  Fig. 3 einen waagrechten Schnitt gemäss der Linie  III-III der Fig. 2.  



  Zwei miteinander zu verschweissende Schienen  stücke 3 werden gemäss Fig.3 gleichachsig zuein  ander ausgerichtet unter Belassung eines verhältnis  mässig geringen Zwischenraumes zwischen den ein  ander zugekehrten Stirnflächen der Schienenstücke.  Dann werden die Enden der Schienenstücke 3 und  der     besagte    Zwischenraum von einer feuerfesten Giess  form umgeben, die aus zwei     spiegelbildlich    gleichen  Hälften besteht, von denen jede aus einem Haupt  formteil 2 und einem zusätzlichen Formteil 4 zusam  mengesetzt ist.

   Die zur Aufnahme von     aluminother-          misch    erzeugtem Stahl dienende Giessform ist derart  ausgebildet, dass sie einen Hohlraum 5 (Fig. 3) um  schliesst, welcher an der Schweissstelle über die       Aussenflächen    der Schienenstücke 3 vorstehende  Wülste entstehen lässt, die, wie Fig. 1 zeigt, nur am  Schienenkopf entfernt werden müssen. Die am .Schie  nensteg zu bildenden Wülste 1 werden beim Schweiss  vorgang durch die Formteile 4 geformt, die aus Sili  ciumcarbid bestehen, welches ein verhältnismässig  gutes Wärmeleitvermögen hat. Die Hauptformteile 2  hingegen bestehen aus billigerem Klebesand oder aus  anderen auf Quarzsand, Schamotte oder dergleichen  aufgebauten Formstoffen, die bedeutend geringere  Wärmeleitfähigkeit besitzen.

      Bei der Herstellung der Giessform können die  qualitativ hochwertigeren Formteile 4 als feste Kör  per in die übrigen Formteile 2     eingesetzt    oder ein  gestampft werden. Es ist jedoch besonders vorteil  haft, mit einem beliebigen Bindemittel versehene  Stampfmasse aus Siliciumcarbid bei der Herstellung  der Giessform an den betreffenden     Stellen    in be  stimmter Menge miteinzustampfen.  



  Beim aluminothermischen Schweissvorgang leiten  die aus Siliciumcarbid bestehenden Formteile 4 die  Wärme des aluminothermischen Stahls besser ab als  die übrigen Formteile, weshalb eine raschere Erstar  rung der an die Formteile 4 angrenzenden Stegwülste  1 auftritt, wodurch Rissbildungen vermieden werden.  Ausserdem übt das Siliciumcarbid der Formteile 4  günstige     metallurgische        Einflüsse    auf das Schweiss  gut aus, das an den betreffenden Stellen eine höhere  Verschleissfestigkeit erhält.  



  Die letztere Erscheinung macht es     gegebenenfalls     vorteilhaft, die an die Schweisswülste des Schienen  kopfes angrenzenden Formteile aus Siliciumcarbid  herzustellen, um auf diese Weise die Verschleissfestig  keit der Schweissung an dem in der Regel stark dem  Verschleiss     unterworfenen    Schienenkopf zu erhöhen.  



       Selbstverständlich    ist es auch möglich, sowohl die  an die Stegwülste als auch an die Kopfwülste an  grenzenden Formteile aus. Siliciumcarbid zu bilden.  



  Da bei der beschriebenen Giessform nur der klei  nere Teil der Form aus teurem Siliciumcarbid, der  grössere Teil jedoch aus billigerem Formstoff be  steht, ist die Erzielung des erwiesenen technischen  Nutzens mit verhältnismässig geringem Kostenauf  wand erreicht.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Aus feuerfesten Formstoffen hergestellte Giess form für die aluminothermische Schweissung von Schienen, dadurch gekennzeichnet, dass von den beim Schweissvorgang an die Stegwülste und an die Kopf wülste der Schweissung angrenzenden Formteile min destens die einen aus Siliciumcarbid bestehen.