CH678538A5 - Hand arc welding of rail line butts - butting ends are cut with vertical ends facing each other and are preheated - Google Patents

Hand arc welding of rail line butts - butting ends are cut with vertical ends facing each other and are preheated Download PDF

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CH678538A5
CH678538A5 CH77389A CH77389A CH678538A5 CH 678538 A5 CH678538 A5 CH 678538A5 CH 77389 A CH77389 A CH 77389A CH 77389 A CH77389 A CH 77389A CH 678538 A5 CH678538 A5 CH 678538A5
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CH
Switzerland
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rail
welding
electrode
profile
webs
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Application number
CH77389A
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German (de)
Inventor
Alexander Werner
Gunther Bommel
Emil Huegin
Original Assignee
Oerlikon Buehrle Schweisstech
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00Arc welding or cutting
    • B23K9/02Seam welding; Backing means; Inserts
    • B23K9/038Seam welding; Backing means; Inserts using moulding means
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01BPERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B11/00Rail joints
    • E01B11/44Non-dismountable rail joints; Welded joints
    • E01B11/50Joints made by electric welding
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01BPERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B29/00Laying, rebuilding, or taking-up tracks; Tools or machines therefor
    • E01B29/42Undetachably joining or fastening track components in or on the track, e.g. by welding, by gluing; Pre-assembling track components by gluing; Sealing joints with filling components

Abstract

To butt the ends of railway rails, through hand arc welding, the butting ends (1, 2) are cut with vertical ends facing each other and are preheated. During welding, their bottom ends (6, 7) with a gap (3), are on an underlay (8) of ceramic, glass-type or metal material. The rail ends are cut e.g. by a cutting disc. The underlay (8) is a plate of normal glass, ceramic or copper. The bottom sections (6, 7) are welded with an uninterrupted beading (14) over the profile up to the rail webs (11, 12). The underlay plate (8) is removed and any projecting welding at the edges (15) of the rail feet are cut away with a disc so that the welding bead projects 1-2 mm above the profile of the rail feet. After finishing the welded seam at the edges (15), the rail profile is hammered. The webs (11, 12) are welded using copper pads on both sides with the inner wall against the web near the welded seam and the under side of the rail head to give a gap of about 3 mm. After welding the rail heads, the welded seam at the head and the side surfaces is worked into a profile mass while the under side of the rail head is held at an over mass of about 3 mm. The welding at the head surface is done with a hard surface electrode, and micro alloying components are in the electrode for the butt welding. The electrode has a double mantle, where the outer mantle is non-conductive, of such a length that a single electrode can be used for the whole of the rail foot (6, 7). The composition of the electrode shrouding is a thin fluid of slag passing from the welding point or the silicates content from the underlay. ADVANTAGE - The operation gives simple welding process with minimum preparation time.

Description

       

  
 



  Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Schienenstosses mittels Lichtbogen-Handschweissung, mit welchem die Enden zweier benachbarter Schienen entsprechend ihrer Einbaustellung in einem Geleise unter Verwendung von Schweisselektroden manuell miteinander geschweisst werden, und eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens. 



  Zur Verbindung von Schienen an ihren Schienenenden zur Bildung langer, ununterbrochener Schienenstränge sind verschiedene Verfahren bekannt. Von den bekannten Verfahren werden vor allem zwei Verfahren in erheblichem Umfang im praktischen Betrieb eingesetzt, nämlich das Lichtbogen-Handschweissen und das aluminothermische Schweissen. Im praktischen Betrieb wird auch, wenn auch nicht im gleichen Umfang, das Abbrennstumpfschweissen angewandt. 



  Im Rahmen der vorliegenden Erfindung interessieren das aluminothermische Schweissen und das Abbrennstumpfschweissen weniger. Beim erstgenannten Verfahren wird als Wärmequelle die bei der Reduktion von pulverförmigem Eisenoxid durch Aluminium entstehende chemische Reaktionswärme ausgenützt. Hierbei werden die Schienenenden eines Schienenstosses vorgewärmt und mit  Formsteinen eingeformt, worauf dann der Schienenspalt zwischen den beiden Schienenenden mit flüssigem Eisen gefüllt wird. 



  Beim zweitgenannten Verfahren werden die Stirnflächen zweier Schienen im stumpfen Stoss verbunden. Die beiden Schienen bilden an ihren Enden Elektroden, die beim Stromdurchgang aufgeschmolzen und dann fest zusammengepresst werden. Wegen der Grösse der hierzu zu verwendenden Schweissmaschine kann dieses Verfahren üblicherweise nicht auf der Strecke angewandt werden. Hierzu eignet sich dagegen das erstgenannte Verfahren. 



  Neben dem aluminothermischen Schweissen wird vor allem das Lichtbogen-Handschweissen angewandt, welches schon seit etwa vierzig Jahren bekannt ist und ebenfalls auf der Strecke eingesetzt werden kann. Gemäss der CH-A 250 025 werden die Schienenenden zweier auf der Strecke verlegter Schienen durch Schweissgut miteinander verbunden. Hierbei ist eine verhältnismässig aufwendige Formgebung der Stirnseiten der Schienenenden erforderlich. Dadurch wird am Schienenfuss eine Materialverdickung erreicht, welche die Voraussetzung für eine ausreichende Wechselfestigkeit der Schienenstossverbindung bildet. Dieses Schweissverfahren ist in seiner Anwendung einfach, so dass bei etwas Übung des Schweissers eine zuverlässige Schweissverbindung erreicht wird. Lediglich die Vorbereitung der Schienenenden ist aufwendig. 



  Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich ebenfalls um eine Lichtbogen-Handschweissung, wobei jedoch der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrundeliegt, das bekannte Schweissverfahren weiter zu vereinfachen und insbesondere die Vorbereitungszeit erheblich herabzusetzen. 



  Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass die Schienenenden mit einem geraden, senkrecht zur Schienenlängsachse verlaufenden Schnitt versehen und vorgewärmt werden, wobei die  Schienenenden während des Schweissens mit ihren Schienenfüssen mit einem Spalt auf einer keramischen, glasartigen oder metallischen Unterlage angeordnet werden. Dadurch wird erreicht, dass bei Verwendung einer geeigneten Elektrode eine Schweissverbindung hoher Ermüdungsfestigkeit und Zähigkeit erreicht werden kann. 



  Die Erfindung umfasst auch eine Einrichtung, deren Aufgabe es ist, die Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens in optimaler Weise zu ermöglichen. Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst dass zum Schweissen als Unterlage der Schienenfüsse im Bereich der Schienenenden eine Platte aus Normalglas oder Keramik verlegt ist, wobei die Platte in einer als Schutz dienenden Form aus Metall eingelegt ist, welche  aus einem plattenförmigen Boden besteht, auf welchem ein die Platte mindestens teilweise umgebender Randsteg angeordnet ist. Dadurch wird erreicht, dass die Platte nicht bereits vor dem Schweissen beschädigt wird. Die die Platte umgebende Form kann im Gegensatz zur Platte aus Normalglas oder Keramik wiederholt verwendet werden. 



  Die Erfindung wird anhand einiger Anwendungsbeispiele dargestellt und nachfolgend beschrieben. Es zeigen: 
 
   Fig. 1 Eine Seitenansicht zweier Schienenenden, bei denen schienenfussseitig eine Unterlage angeordnet ist, welche in einer Form liegt und deren Ausdehnung sich bis unter die Schienenenden erstreckt, 
   Fig. 2 eine Stirnseite eines Schienenendes mit einer die Unterlage aufnehmenden Form, wobei die Unterlage im wesentlichen eine Breite aufweist, die derjenigen der Schienenfussbreite etwa entspricht oder etwas breiter als diese ist. 
   Fig. 3 eine Seitenansicht zweier Schienenenden, ähnlich wie in  Fig. 1, jedoch mit vollständig geschweisstem Schienenspalt bis in den Schienensteg, 
   Fig. 4 ein Schienenprofil mit dem Querschnitt des im Bereich des Schienenfusses geschweissten Schienenstosses. 
   Fig.

   5 eine schematische Darstellung einer Form zur Aufnahme der schienenfussseitigen Unterlage, 
   Fig. 6 einen Schnitt der Form nach Fig. 5 längs der Linie Vl-Vl in Fig. 5, 
   Fig. 7 die Halterung von zwei Kokillen für das Schweissen des Schienensteges mittels einer Klemmfeder, 
   Fig. 8 das Schienenprofil mit eingelegten Kokillen und 
   Fig. 9 einen Querschnitt eines, mit Elektroden geschweissten Schienenstosses, wobei an den Seitenflächen und im Scheitel des Schienenkopfes Materialpartien bis auf Profilmass abgearbeitet sind. 
 



  Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass die Enden 1, 2 zweier aneinanderstossender Schienen durch eine Schweissung mittels Elektroden miteinander verbunden werden können, wobei eine ausreichende Wechselfestigkeit und Zähigkeit der Schienenverbindung garantiert werden kann. Gemäss Fig. 1 ist es hierbei erforderlich, die Schienenenden 1, 2 in einem bestimmten Abstand 3 anzuordnen. Die Stirnseiten 4, 5 der Schienenenden 1, 2 bilden hierbei einen Schienenspalt, dessen Breite für ein Normal-Schienenprofil ca. 15-18 mm beträgt. Entsprechend kann der Schienenspalt bei grösseren bzw. kleineren Profilen etwas grösser oder kleiner sein. Im allgemeinen soll der Schienenspalt 25 mm nicht überschreiten. 



   Am Schienenfuss 6, 7 der Schienenenden 1, 2 ist auf der Unterseite eine Unterlage 8 verlegt. Die Unterlage 8 kann beispielsweise eine Platte aus Normalglas oder Keramik sein, d.h. ein Material mit einem hohen Gehalt an Silikaten. Es können aber auch andere silikathaltige Gemische oder Schmelzprodukte als Unterlage verwendet werden. Hierbei ist es zweckmässig, dass die Unterlage 8 in einer Form 10 gelagert ist, mit welcher die Unterlage 8 an der Unterseite der Schienenfüsse 6, 7 angeordnet wird. 



  Aus Fig. 2 ist ersichtlich, dass die Form 10 sich über die Breite des Schienenfusses 6, 7 hinaus erstreckt. Die Unterlage 8 weist dagegen eine seitliche Ausdehnung auf, die etwa der Breite des Schienenfusses 7 entspricht oder etwas breiter sein kann. 



  Die Stirnseite 5 ist so zu bearbeiten, dass sie eine gerade, senkrecht zur Schienenlängsachse verlaufende Fläche bildet. Für die Bearbeitung ist es vorteilhaft, ein spanabhebendes Verfahren zu verwenden, beispielweise die Bearbeitung mit einer Trennscheibe. 



  In Fig. 3 und 4 ist das Schweissen der Schienenfusspartie der beiden Schienenenden 1, 2 dargestelIt. Die Dicke der Unterlage 8 kann in gewissen Grenzen variieren, jedoch hat sie etwa der Höhe des die Unterlage 8 umgebenden Randsteges 17, siehe Fig. 5, zu entsprechen. 



  Nachdem die Schienen 1, 2 vorgewärmt sind, wird der Schienenfuss 6, 7 vollständig und ohne Unterbrechungen bis in den Schienensteg 12 geschweisst. Hierbei wird ein Schweisswulst 14 gebildet, der sich etwa 5 mm über das Profil des Schienenfusses 6, 7 und auch über die Breite des Schienenspaltes 3 erstreckt, siehe Fig. 3. Die gesamte Breite, in welcher der Wulst 14 gebildet wird, kann etwa 50 mm betragen. 



  Nachdem der Schienenfuss 6, 7 geschweisst ist, wird an den Rändern 15 der Schienenfüsse der vorstehende Schweisswulst bis auf etwa 1-2 mm abgearbeitet (siehe die beiden senkrechten Linien in der Nähe der Ränder 15), beispielsweise mit einer Trennscheibe, und anschliessend die Trennstelle gehämmert. Bei dieser Arbeit sind auch die Reste der Unterlage 8 und die Form 10 entfernt worden. 



  In Fig. 5 und 6 ist die zum Schweissen des Schienenfusses verwendete Form 10 aus Metall, z.B. Kupfer, im Detail dargestellt. Die Form 10 setzt sich aus einem Boden 16 zusammen, auf dem ein Randsteg 17 angeordnet ist. Der Randsteg 17 braucht nicht vollständig geschlossen zu sein. Er weist in Fig. 5 zwei gegenüberliegende unterbrochende Partien 18 auf. 



  In Fig. 6 ist die Form 10 mit eingelegter Unterlage 8 dargestellt. Die Höhe des Randsteges 17 beträgt zweckmässig etwa 5-6 mm, diejenige der Unterlage 8 ist etwa gleich oder etwas mehr. 



  In Fig. 8 und 9 ist das Schweissen der Schienenstege 11, 12 und der Schienenköpfe 19, 20 dargestelIt. Für diese Operation werden Kupfer-Kokillen 22, 23 benützt, die so an die Schienenstege 11, 12 angepasst werden, dass auf der Unterseite der Schienenköpfe ein Spalt 26 von etwa 3 mm vorhanden ist. Ein ähnlich grosser Spalt 26 wird auch an den Schienenstegen 11, 12 eingehalten. Dies wird zweckmässig dadurch erreicht, dass die Kokille im Bereich des Schienenspaltes 3 mittels Distanznoppen 27 auf dem gewünschten Abstand gehalten wird. 



  Die Befestigung der Kokillen 22, 23 ist aus Fig. 7 ersichtlich. Es wird hierzu eine kreisförmige Klemmfeder 24 verwendet, die so gross ist, dass sie entweder von oben über den Schienenkopf 19, 20 oder von unten über den Schienenfuss 6, 7 gestülpt werden kann. Im letzteren Fall wird die freie Zugsdurchfahrt gewährleistet. Sind diese Vorbereitungen beendet, kann die Schweissung bis etwa 10 mm  unter den Scheitel 25 der Schienenköpfe 19, 20 ausgeführt werden. Im Bereich der Seitenflächen der Schienenköpfe 19, 20 bildet sich ein grösserer Wulst, beispielsweise von etwa 5 mm Höhe, welcher nach dem Schweissen vollständig abgearbeitet wird. 



  Die restliche Höhe bis zum Scheitel 25 der Schienenköpfe 19, 20 wird zweckmässig mit einer Hartauftrags-Elektrode geschweisst. In Fig. 9 ist der fertig geschweisste Schienenfuss dargestellt. An den Seitenflächen der Schienenköpfe 19, 20 ist der Schweisswulst volIständig und an den Rändern 15 der Schienenfüsse teiIweise abgearbeitet. An den restlichen Oberflächen des Schienenprofils ist ein Schweisswulst 14 von etwa 3 mm Höhe vorhanden, der fliessend in das Schienenprofil übergeht. Wird die Schweissung in der vorangehend geschilderten Weise durchgeführt, kann eine Schweissverbindung hoher Wechselfestigkeit und Zähigkeit bis minus 40 DEG C erreicht werden. 



  Die hierzu verwendete Elektrode ist zweckmässig eine basische Doppelmantelelektrode, die je nach Schienenqualität ein unlegiertes oder niedriglegiertes Schweissgut aufweist; auch Zusätze von Mikrolegierungselementen, wie z.B. Titan und Bor sind möglich. Vorzugsweise ist der äussere Mantel dieser Elektrode nicht leitend. Im übrigen wird die Zusammensetzung des Elektrodenmantels auf den Gehalt an Silikaten der Unterlage abgestimmt. 



  Während des gesamten Schweissvorganges ist es erforderlich, die Schienenenden 1, 2 auf Vorwärmtemperatur zu halten, die je nach Schienenqualität zwischen 250 und 450 DEG C betragen kann. Gegebenenfalls muss während des Schweissens nachgewärmt werden. 



   Zur optimalen Schweissung ist es zweckmässig, eine Elektrode mit einer solchen Länge zu verwenden, dass der Spalt 3 im Schienenfuss 6, 7 mit einer einzigen Elektrode geschweisst werden kann. Dazu wird zweckmässig der Elektrodenmantel so zusammengesetzt, dass die  sich bildende Schlacke während des Schweissprozesses durch die Führung der Elektrode zum Ablaufen gebracht wird; die Schweissung kann so in einem Zuge ohne Abschlacken durchgeführt werden. 



  Der VorteiI der beschriebenen Schweissung besteht darin, dass die Vorbereitung der Schienenenden verhältnismässig wenig aufwendig ist. Aber auch die Schweissung selbst kann zügig durchgeführt werden. Hierbei kann der Zugverkehr aufrechterhalten werden, so dass nur geringe Fahrplanstörungen auftreten. 



  
 



  The invention relates to a method for producing a rail joint by means of manual arc welding, with which the ends of two adjacent rails are manually welded to one another in accordance with their installation position in a track using welding electrodes, and a device for carrying out the method.



  Various methods are known for connecting rails at their rail ends to form long, uninterrupted rail tracks. Of the known processes, two processes in particular are used to a considerable extent in practical operation, namely manual arc welding and aluminothermic welding. Flash butt welding is also used in practical operation, although not to the same extent.



  In the context of the present invention, aluminothermal welding and flash-butt welding are of less interest. In the first-mentioned process, the chemical heat of reaction which arises during the reduction of powdered iron oxide by aluminum is used as the heat source. Here, the rail ends of a rail joint are preheated and molded with shaped stones, whereupon the rail gap between the two rail ends is filled with liquid iron.



  In the second method, the end faces of two rails are butted together. The ends of the two rails form electrodes, which are melted during the passage of current and then pressed together firmly. Because of the size of the welding machine to be used for this purpose, this method cannot usually be used on the line. In contrast, the first-mentioned method is suitable for this.



  In addition to aluminothermic welding, manual arc welding is used, which has been known for around forty years and can also be used on the line. According to CH-A 250 025, the rail ends of two rails laid along the line are connected to each other by weld metal. This requires a relatively complex shaping of the end faces of the rail ends. This results in a thickening of the material on the rail base, which forms the prerequisite for sufficient alternating strength of the rail butt joint. This welding process is simple to use, so that with a little practice of the welder, a reliable weld connection is achieved. Only the preparation of the rail ends is complex.



  The present invention is also a manual arc welding, but the object of the present invention is to further simplify the known welding process and in particular to considerably reduce the preparation time.



  This object is achieved according to the invention in that the rail ends are provided with a straight cut running perpendicular to the longitudinal axis of the rail and preheated, the rail ends being arranged with a rail gap with a gap on a ceramic, glass-like or metallic base during welding. This ensures that a welded joint with high fatigue strength and toughness can be achieved when using a suitable electrode.



  The invention also includes a device whose task is to enable the method according to the invention to be carried out in an optimal manner. This object is achieved according to the invention in that a plate made of normal glass or ceramic is laid for welding as a base for the rail feet in the region of the rail ends, the plate being inserted in a protective form made of metal, which consists of a plate-shaped base which is arranged an edge web at least partially surrounding the plate. This ensures that the plate is not damaged before welding. In contrast to the plate made of normal glass or ceramic, the shape surrounding the plate can be used repeatedly.



  The invention is illustrated by means of a few application examples and described below. Show it:
 
   1 is a side view of two rail ends, in which a base is arranged on the rail foot side, which lies in a form and whose extension extends below the rail ends,
   Fig. 2 is an end face of a rail end with a shape receiving the base, the base substantially having a width which corresponds approximately to that of the rail foot width or is slightly wider than this.
   3 shows a side view of two rail ends, similar to that in FIG. 1, but with a completely welded rail gap up to the rail web,
   4 shows a rail profile with the cross section of the rail joint welded in the region of the rail foot.
   Fig.

   5 shows a schematic illustration of a mold for receiving the base on the rail foot side,
   6 shows a section of the shape according to FIG. 5 along the line VI-VI in FIG. 5,
   7 the holder of two molds for welding the rail web by means of a clamping spring,
   Fig. 8 shows the rail profile with inserted molds and
   9 shows a cross section of a rail joint welded with electrodes, material parts being machined down to the profile dimension on the side surfaces and in the apex of the rail head.
 



  The invention is based on the consideration that the ends 1, 2 of two abutting rails can be connected to one another by means of welding by means of electrodes, with a sufficient alternating strength and toughness of the rail connection being guaranteed. 1, it is necessary to arrange the rail ends 1, 2 at a certain distance 3. The end faces 4, 5 of the rail ends 1, 2 form a rail gap, the width of which is approximately 15-18 mm for a normal rail profile. Accordingly, the rail gap can be slightly larger or smaller in the case of larger or smaller profiles. In general, the rail gap should not exceed 25 mm.



   A base 8 is laid on the bottom of the rail base 6, 7 of the rail ends 1, 2. The base 8 can be, for example, a plate made of normal glass or ceramic, i.e. a material with a high silicate content. However, other silicate-containing mixtures or melt products can also be used as a base. It is expedient here that the base 8 is mounted in a mold 10 with which the base 8 is arranged on the underside of the rail feet 6, 7.



  It can be seen from FIG. 2 that the shape 10 extends beyond the width of the rail foot 6, 7. The base 8, on the other hand, has a lateral extent which corresponds approximately to the width of the rail foot 7 or can be somewhat wider.



  The end face 5 is to be machined so that it forms a straight surface running perpendicular to the longitudinal axis of the rail. For machining, it is advantageous to use a machining process, for example machining with a cutting disc.



  3 and 4, the welding of the rail foot section of the two rail ends 1, 2 is shown. The thickness of the base 8 can vary within certain limits, but it has to correspond approximately to the height of the edge web 17 surrounding the base 8, see FIG. 5.



  After the rails 1, 2 have been preheated, the rail foot 6, 7 is welded completely and without interruptions into the rail web 12. Here, a welding bead 14 is formed, which extends about 5 mm over the profile of the rail foot 6, 7 and also over the width of the rail gap 3, see FIG. 3. The total width in which the bead 14 is formed can be about 50 mm.



  After the rail foot 6, 7 has been welded, the protruding welding bead is worked down to about 1-2 mm at the edges 15 of the rail feet (see the two vertical lines near the edges 15), for example with a cutting disc, and then the cutting point hammered. During this work, the remains of the base 8 and the mold 10 have also been removed.



  5 and 6, the mold 10 used to weld the rail base is made of metal, e.g. Copper, shown in detail. The mold 10 is composed of a base 16 on which an edge web 17 is arranged. The edge web 17 need not be completely closed. In Fig. 5 it has two opposing interrupting parts 18.



  In Fig. 6, the form 10 is shown with the pad 8 in place. The height of the edge web 17 is advantageously about 5-6 mm, that of the base 8 is about the same or a little more.



  8 and 9, the welding of the rail webs 11, 12 and the rail heads 19, 20 is shown. For this operation, copper molds 22, 23 are used, which are adapted to the rail webs 11, 12 in such a way that a gap 26 of approximately 3 mm is present on the underside of the rail heads. A similarly large gap 26 is also maintained on the rail webs 11, 12. This is expediently achieved in that the mold is kept at the desired distance in the region of the rail gap 3 by means of spacer knobs 27.



  The attachment of the molds 22, 23 can be seen in FIG. 7. For this purpose, a circular clamping spring 24 is used, which is so large that it can either be placed over the rail head 19, 20 from above or over the rail foot 6, 7 from below. In the latter case, free train passage is guaranteed. Once these preparations have been completed, the welding can be carried out up to approximately 10 mm below the apex 25 of the rail heads 19, 20. In the area of the side faces of the rail heads 19, 20, a larger bead is formed, for example of about 5 mm in height, which is completely worked off after welding.



  The remaining height up to the apex 25 of the rail heads 19, 20 is expediently welded with a hard-coating electrode. In Fig. 9 the welded rail base is shown. The weld bead is complete on the side faces of the rail heads 19, 20 and partially machined on the edges 15 of the rail feet. On the remaining surfaces of the rail profile there is a welding bead 14 of approximately 3 mm in height, which flows smoothly into the rail profile. If the welding is carried out in the manner described above, a welded joint with high fatigue strength and toughness down to minus 40 ° C can be achieved.



  The electrode used for this purpose is expediently a basic double-jacket electrode which, depending on the rail quality, has an unalloyed or low-alloy weld metal; also additions of microalloying elements, e.g. Titanium and boron are possible. The outer jacket of this electrode is preferably not conductive. Otherwise, the composition of the electrode jacket is matched to the silicate content of the substrate.



  During the entire welding process, it is necessary to keep the rail ends 1, 2 at preheating temperature, which can be between 250 and 450 ° C. depending on the rail quality. It may be necessary to reheat during welding.



   For optimal welding, it is expedient to use an electrode with a length such that the gap 3 in the rail foot 6, 7 can be welded with a single electrode. For this purpose, the electrode jacket is expediently put together in such a way that the slag which forms is run off during the welding process by guiding the electrode; the welding can be carried out in one go without slagging.



  The advantage of the welding described is that the preparation of the rail ends is relatively inexpensive. But the welding itself can also be carried out quickly. Here, the train traffic can be maintained, so that only minor schedule disturbances occur.


    

Claims (16)

1. Verfahren zur Herstellung eines Schienenstosses mittels Lichtbogen-Handschweissung, mit welchem die Enden (1, 2) zweier benachbarter Schienen entsprechend ihrer Einbaustellung in einem Geleise unter Verwendung von Schweisselektroden manuelI miteinander geschweisst werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Schienenenden (1, 2) mit einem geraden, senkrecht zur Schienenlängsachse verlaufenden Schnitt versehen und vorgewärmt werden, wobei die Schienenenden während des Schweissens mit ihren Schienenfüssen (6, 7) mit einem Spalt (3) auf einer keramischen, glasartigen oder metallischen Unterlage (8) angeordnet werden.       1. A method for producing a rail joint by means of manual arc welding, with which the ends (1, 2) of two adjacent rails are manually welded to one another in accordance with their installation position in a track using welding electrodes, characterized in that the rail ends (1, 2) are provided with a straight cut perpendicular to the longitudinal axis of the rail and preheated, the rail ends being arranged with a rail (6, 7) with a gap (3) on a ceramic, glass-like or metallic base (8) during welding. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schnitt mit einem spanabhebenden Werkzeug, z.B. einer Trennscheibe, ausgeführt wird. 2. The method according to claim 1, characterized in that the cut with a cutting tool, e.g. a cutting disc. 3. 3rd Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Unterlage (8) eine Platte aus Normalglas, Keramik oder Kupfer verwendet wird. A method according to claim 1, characterized in that a plate made of normal glass, ceramic or copper is used as the base (8). 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Partie der Schienenfüsse (6, 7) vollständig ohne Unterbruch bis zu den Schienenstegen (11, 12) mit einer über das Profil des Schienenfusses vorstehenden Schweisswulst (14) geschweisst wird, worauf die Unterlage (8) entfernt und der beim Schweissen entstandene Schweisswulst an den Rändern (15) der Schienenfüsse, z.B. mit einer Trennscheibe, soweit entfernt wird, dass der Schweisswulst bis auf 1-2 mm über das Profil des Schienenfusses vorsteht. 4. The method according to claim 1, characterized in that the section of the rail feet (6, 7) is welded completely without interruption to the rail webs (11, 12) with a welding bead (14) projecting beyond the profile of the rail foot, whereupon the base (8) removed and the welding bead formed during welding at the edges (15) of the rail feet, eg with a cutting disc to the extent that the welding bead protrudes up to 1-2 mm above the profile of the rail foot. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass nach Abarbeiten der Schweissnaht am Rand (15) des Schienenprofils ein Hämmern an der abgetrennten Stelle vorgenommen wird. 5. The method according to claim 4, characterized in that after processing the weld seam at the edge (15) of the rail profile, hammering is carried out at the separated point. 6. 6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (11, 12) der Schienenprofile unter Verwendung beidseits des Steges angeordneter Kokillen (22, 23) aus Kupfer geschweisst werden, deren Innenwand im Bereich der Schweissnaht gegenüber den Stegen und der Unterseite der Schienenköpfe (19, 20) einen Spalt (26), z.B. von ca. 3 mm, biIden. Method according to Claim 4, characterized in that the webs (11, 12) of the rail profiles are welded using copper molds (22, 23) arranged on both sides of the web, the inner wall of which in the area of the weld seam opposite the webs and the underside of the rail heads ( 19, 20) a gap (26), for example of approx. 3 mm, picture. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Schweissen der Schienenköpfe (19, 20) die Schweissnaht im Scheitel und in den Seitenflächen auf Profilmass abgearbeitet wird, während an der Schienenkopf-Unterseite ein Übermass, z.B. von 3 mm, eingehalten wird. 7. The method according to claim 6, characterized in that after the welding of the rail heads (19, 20), the weld seam in the apex and in the side surfaces is machined to a profile dimension, while an excess, e.g. of 3 mm. 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Scheitels (25) der Schienenköpfe (19, 20) die Schweissung mit einer Hartauftrags-Elektrode ausgeführt wird. 8. The method according to claim 7, characterized in that in the region of the apex (25) of the rail heads (19, 20) the welding is carried out with a hard-coating electrode. 9. 9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Schweissen des Schienenstosses eine Elektrode verwendet wird, welche Mikrolegierungselemente enthält. A method according to claim 1, characterized in that an electrode is used for welding the rail joint, which contains micro-alloying elements. 10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Elektrode eine Doppelmantelelektrode verwendet wird, deren äusserer Mantel nicht leitend ist. 10. The method according to claim 1, characterized in that a double-jacket electrode is used as the electrode, the outer jacket of which is not conductive. 11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Elektrode verwendet wird, deren Länge so gross ist, dass das Schweissen des gesamten Schienenfusses (6, 7) mit einer einzigen Elektrode ermöglicht wird. 11. The method according to claim 10, characterized in that an electrode is used, the length of which is so great that the welding of the entire rail foot (6, 7) is made possible with a single electrode. 12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Zusammensetzung der Elektrodenumhüllung eine dünnflüssige, von der Stelle der Schweissung ablaufende Schlacke gebildet wird. 12. The method according to claim 1, characterized in that a thin-bodied slag running from the point of the welding is formed by the composition of the electrode sheath. 13. 13. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung der Elektrodenumhüllung auf den Gehalt an Silikaten der Unterlage abgestimmt wird. A method according to claim 1, characterized in that the composition of the electrode coating is matched to the silicate content of the substrate. 14. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-13, dadurch gekennzeichnet, dass zum Schweissen als Unterlage (8) der Schienenfüsse (6, 7) im Bereich der Schienenenden (1, 2) eine Platte aus Normalglas oder Keramik verlegt ist, wobei die Platte in einer als Schutz dienenden Form (10) aus Metall eingelegt ist, welche aus einem plattenförmigen Boden (16) besteht, auf welchem ein die Platte mindestens teilweise umgebender Randsteg (17) angeordnet ist. 14. Device for performing the method according to any one of claims 1-13, characterized in that a plate made of normal glass or ceramic is laid for welding as a base (8) of the rail feet (6, 7) in the region of the rail ends (1, 2) , wherein the plate is inserted in a protective form (10) made of metal, which consists of a plate-shaped base (16) on which an edge web (17) at least partially surrounding the plate is arranged. 15. 15. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass zum Schweissen der Schienenstege (11, 12) beidseits derselben Kokillen (22, 23) zur Begrenzung der Grösse des Schweisswulstes (14) angesetzt sind, die mit einer federnden Klammer (24) in ihrer Lage gehalten werden.  Device according to claim 14, characterized in that for welding the rail webs (11, 12) on both sides of the same molds (22, 23) are attached to limit the size of the welding bead (14), which are held in place by a resilient clamp (24) will. 16. Einrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (3) zwischen den Stirnseiten (4, 5) der Schienenenden (1, 2) eine Spaltbreite von 14-25 mm, vorzugsweise 15-18 mm aufweist. 1. Verfahren zur Herstellung eines Schienenstosses mittels Lichtbogen-Handschweissung, mit welchem die Enden (1, 2) zweier benachbarter Schienen entsprechend ihrer Einbaustellung in einem Geleise unter Verwendung von Schweisselektroden manuelI miteinander geschweisst werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Schienenenden (1, 2) mit einem geraden, senkrecht zur Schienenlängsachse verlaufenden Schnitt versehen und vorgewärmt werden, wobei die Schienenenden während des Schweissens mit ihren Schienenfüssen (6, 7) mit einem Spalt (3) auf einer keramischen, glasartigen oder metallischen Unterlage (8) angeordnet werden. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schnitt mit einem spanabhebenden Werkzeug, z.B. einer Trennscheibe, ausgeführt wird. 3. 16. Device according to claim 14 or 15, characterized in that the distance (3) between the end faces (4, 5) of the rail ends (1, 2) has a gap width of 14-25 mm, preferably 15-18 mm.       1. A method for producing a rail joint by means of manual arc welding, with which the ends (1, 2) of two adjacent rails are manually welded to one another in accordance with their installation position in a track using welding electrodes, characterized in that the rail ends (1, 2) are provided with a straight cut perpendicular to the longitudinal axis of the rail and preheated, the rail ends being arranged with a rail (6, 7) with a gap (3) on a ceramic, glass-like or metallic base (8) during welding. 2. The method according to claim 1, characterized in that the cut with a cutting tool, e.g. a cutting disc. 3rd Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Unterlage (8) eine Platte aus Normalglas, Keramik oder Kupfer verwendet wird. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Partie der Schienenfüsse (6, 7) vollständig ohne Unterbruch bis zu den Schienenstegen (11, 12) mit einer über das Profil des Schienenfusses vorstehenden Schweisswulst (14) geschweisst wird, worauf die Unterlage (8) entfernt und der beim Schweissen entstandene Schweisswulst an den Rändern (15) der Schienenfüsse, z.B. mit einer Trennscheibe, soweit entfernt wird, dass der Schweisswulst bis auf 1-2 mm über das Profil des Schienenfusses vorsteht. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass nach Abarbeiten der Schweissnaht am Rand (15) des Schienenprofils ein Hämmern an der abgetrennten Stelle vorgenommen wird. 6. A method according to claim 1, characterized in that a plate made of normal glass, ceramic or copper is used as the base (8). 4. The method according to claim 1, characterized in that the section of the rail feet (6, 7) is welded completely without interruption to the rail webs (11, 12) with a welding bead (14) projecting beyond the profile of the rail foot, whereupon the base (8) removed and the welding bead formed during welding at the edges (15) of the rail feet, eg with a cutting disc to the extent that the welding bead protrudes up to 1-2 mm above the profile of the rail foot. 5. The method according to claim 4, characterized in that after processing the weld seam at the edge (15) of the rail profile, hammering is carried out at the separated point. 6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (11, 12) der Schienenprofile unter Verwendung beidseits des Steges angeordneter Kokillen (22, 23) aus Kupfer geschweisst werden, deren Innenwand im Bereich der Schweissnaht gegenüber den Stegen und der Unterseite der Schienenköpfe (19, 20) einen Spalt (26), z.B. von ca. 3 mm, biIden. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Schweissen der Schienenköpfe (19, 20) die Schweissnaht im Scheitel und in den Seitenflächen auf Profilmass abgearbeitet wird, während an der Schienenkopf-Unterseite ein Übermass, z.B. von 3 mm, eingehalten wird. 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Scheitels (25) der Schienenköpfe (19, 20) die Schweissung mit einer Hartauftrags-Elektrode ausgeführt wird. 9. Method according to Claim 4, characterized in that the webs (11, 12) of the rail profiles are welded using copper molds (22, 23) arranged on both sides of the web, the inner wall of which in the area of the weld seam opposite the webs and the underside of the rail heads ( 19, 20) a gap (26), for example of approx. 3 mm, picture. 7. The method according to claim 6, characterized in that after the welding of the rail heads (19, 20), the weld seam in the apex and in the side surfaces is machined to a profile dimension, while an excess, e.g. of 3 mm. 8. The method according to claim 7, characterized in that in the region of the apex (25) of the rail heads (19, 20) the welding is carried out with a hard-coating electrode. 9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Schweissen des Schienenstosses eine Elektrode verwendet wird, welche Mikrolegierungselemente enthält. 10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Elektrode eine Doppelmantelelektrode verwendet wird, deren äusserer Mantel nicht leitend ist. 11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Elektrode verwendet wird, deren Länge so gross ist, dass das Schweissen des gesamten Schienenfusses (6, 7) mit einer einzigen Elektrode ermöglicht wird. 12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Zusammensetzung der Elektrodenumhüllung eine dünnflüssige, von der Stelle der Schweissung ablaufende Schlacke gebildet wird. 13. A method according to claim 1, characterized in that an electrode is used for welding the rail joint, which contains micro-alloying elements. 10. The method according to claim 1, characterized in that a double-jacket electrode is used as the electrode, the outer jacket of which is not conductive. 11. The method according to claim 10, characterized in that an electrode is used, the length of which is so great that the welding of the entire rail foot (6, 7) is made possible with a single electrode. 12. The method according to claim 1, characterized in that a thin-bodied slag running from the point of the welding is formed by the composition of the electrode sheath. 13. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung der Elektrodenumhüllung auf den Gehalt an Silikaten der Unterlage abgestimmt wird. 14. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-13, dadurch gekennzeichnet, dass zum Schweissen als Unterlage (8) der Schienenfüsse (6, 7) im Bereich der Schienenenden (1, 2) eine Platte aus Normalglas oder Keramik verlegt ist, wobei die Platte in einer als Schutz dienenden Form (10) aus Metall eingelegt ist, welche aus einem plattenförmigen Boden (16) besteht, auf welchem ein die Platte mindestens teilweise umgebender Randsteg (17) angeordnet ist. 15. A method according to claim 1, characterized in that the composition of the electrode coating is matched to the silicate content of the substrate. 14. Device for performing the method according to any one of claims 1-13, characterized in that a plate made of normal glass or ceramic is laid for welding as a base (8) of the rail feet (6, 7) in the region of the rail ends (1, 2) , wherein the plate is inserted in a protective form (10) made of metal, which consists of a plate-shaped base (16) on which an edge web (17) at least partially surrounding the plate is arranged. 15. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass zum Schweissen der Schienenstege (11, 12) beidseits derselben Kokillen (22, 23) zur Begrenzung der Grösse des Schweisswulstes (14) angesetzt sind, die mit einer federnden Klammer (24) in ihrer Lage gehalten werden. 16. Einrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (3) zwischen den Stirnseiten (4, 5) der Schienenenden (1, 2) eine Spaltbreite von 14-25 mm, vorzugsweise 15-18 mm aufweist.  Device according to claim 14, characterized in that for welding the rail webs (11, 12) on both sides of the same molds (22, 23) are attached to limit the size of the welding bead (14), which are held in place by a resilient clamp (24) will. 16. Device according to claim 14 or 15, characterized in that the distance (3) between the end faces (4, 5) of the rail ends (1, 2) has a gap width of 14-25 mm, preferably 15-18 mm.  
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