DE2333143B1 - Aluminothermisches Reaktionsgemisch auf Basis Kupferoxid und Eisenoxid - Google Patents

Aluminothermisches Reaktionsgemisch auf Basis Kupferoxid und Eisenoxid

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Description

35 bis 40 Teilen Eisenoxid mit einem Sauerstoffgehalt von 26 bis 30 Gewichtsprozent, 40
12 bis 15 Teilen Aluminiumgrieß einer mittleren
Korngröße von 0,2 bis 0,3 mm,
neben üblichen Zusätzen.
45 Durch das Zumischen de*> Eisenoxids wird die
Die Erfindung betrifft ein aluminothermisches Re- aluminothermische Reaktion gebremst. Der Fachaktionsgemisch zum Herstellen einer im wesentlichen mann hat es in der Hand, durch geeigneten Aufbau aus Kupfer und Eisen bestehenden Metallschmelze, der Portion und Variation der Korngröße die Abinsbesondere zum Verschweißen von Kupferkabeln brandgeschwindigkeii den jeweiligen Bedingungen oder Erdungskabeln an Schienen. 50 anzupassen.
Bei der aluminothermischen Reaktion bedient man Übetraschend zeigt sich, daß eine aus dem
sich der großen Affinität von Aluminium zu Sauer- erfindungsgemäßen Reaktionsgemisch hergestellte Etof?, wobei bei der Bildung des Aluminiumoxids Schweißstelle frei von störenden Poren ist.
solche Wännetönungen auftreten, daß das Metall des Ein zusätzlicher Vorteil bei der Verwendung des
Metalloxids, welches den Sauerstoff liefert, bei der 55 erfindungsgemäßen Reaktionsgemisches besteht darin. Reduktion aufgeschmolzen wird. Am bekanntesten daß Risse, die gelegentlich bei der Verwendung von ist die Reaktion zwischen Eisenoxid und Aluminium, eisenfreien Kupferschmelzen zum Verschweißen im wobei dem Reaktionsgemisch noch Zusätze, wie z. B. übergang vom Schweißwerksioff zinn GruBdwerk-Mn, Si, Seltene Erdmetalle, zugegeben werden kön- stoff beobachtet werden, nicht mehr auftreten,
nen, um eine Eisen- bzw. Eisenlegierungsschmelze 60 Durch zum Teil an sich bekannte Zusätze kann zu erhalten, welche zur Verschweißung von Schienen- das Reaktionsgemisch in seinen anwendungstechenden, für Reparaturschweißungen u. dgl. in großem nischen Eigenschaften noch verbessert werden. Be-Umfang verwendet wird. sonders bevorzugt ist dabei der Zusatz von 1 bis
Eine erst in jüngerer Zeit technisch genutzte 3 Gewichtsteilen einer Eisen-Mangan-Legierung im Variante des aluminothermischen Verfahrens be- 65 Gewichtsverhältnis 55:45 zu 100 Gewichtsteilen der steht in dem Ersatz des Eisenoxids durch Kupfer- Grundmischung.
oxid, wodurch Kupferschmelzen erhalten werden, Von zusätzlichem Vorteil kann die Zugabe von
welche für spezielle Anwendungszwecke eingesetzt 3 bis 4,5 Gewichtsteilen einer Calcium-Silicium-
Legierung im Gewichtsverhältnis 1:2 bis 1:2,6 neben üblichen Verunreinigungen, wie z. B. Fe, Al, C, O, zu dem Reaktionsgemisch des Anspruchs 1 sein, wobei der Zusatz an Calcium-Silicium-Legierung zusätzlich zu dem Zusatz an Eisen-Mangan-Legierung erfolgen kann.
Schließlich sei als vorzugsweiser Gehalt noch ein solcher von 0,1 bis 0,5 Gewichtsteiien Kohlenstoff einer Korngröße von < 0,2 mm genannt, welcher die Entgasung der Schmelze noch zusätzlich fördert.
Darüber hinaus können den Schweißportionen selbstverständlich die dem Fachmann bekannten Zusätze zugegeben werden, welche je nach Anforderung denSchweißwerkstoS in gewünschter Weise vergüten.
Typische Beispiele erfindungsgemäßer Rcaktionsgemische sind im folgenden genannt: (alle Teile sind Gewichtsteile).
Inhaltstoffe Mustert
(Teile)		 Muster 2
CTeüe)		 Muster 3
(TeQe)
Kupferoxid mit einem
Sauerstoffgehalt von
14 Gewichtsprozent 45 41 52
Eisenoxid mit einem
Sauerstoffgehalt von
29 Gewichtsprozent 40 38 35
Aluminium, Korngröße
0.24 mm 15 13 13
Eisen/Mangan-Legie
rung 55/45 2 2 1,5
Calcium/Silicium-Le-
gierung 29,4/70,6 .. 4,5 3,8 4
Kohlenstoff < 0,2 mm 0,2 0,2 0,3

Claims (4)

werden. Beispiel eines solchen Anwendungszwecks ist das Anschweißen von Kupferkabeln an Schienen Patentansprüche: ZfJIüberbrückung von Schienenstößen und damit zur Gewährleistung der Stromübertragung. Ein wei-
1. Aluminothermisches Reaktionsgemisch zum S terer Anwendungsfall der aluminothermischen Herstellen einer im wesentlichen aus Kupfer und Kupferkabelschweißung bildet das Anschweißen von Eisen bestehenden Metallschmelze, insbesondere Strombriicken zwischen Radstern und Radreifen bei zum Verschweißen von Kupferkabeln oder gummigefederten Straßenbahnradera. Es lassen sich Erdungskabeln an Schienen, gekennzeich- jedoch auch aus anderen Metallen, z.B. aus Stahl, net durch einen Gehalt an to bestehende Erdungskabel mit derartigen Kupferschmelzen verschweißen. Literatur über die alumino-
45 bis 52 Teüen Kupferoxid mit einem Sauer- thermische Schweißung auf Basis Kupferoxid findet stoffgehalt von 11 bis 15 Gewichts- sich in der Zeitschrift »Eisenbahntechnische Rundprozent, schau«, Heft 12, 1969, S. 518 ff.
„-,. ,Λ~., τ.· ., - - c is Bei der praktischen Durchführung der Kupfer-
35 bis 40 Teilen Eisenoxid mit einem Sauer- kabelschweißung hat sich jedoch mitunter gezeigt, stoffgehalt von 26 bis 30 Gewichts- daß die Schweißstenen störenre Poren aufweisen, prozent, weiche die mechanische Fesägker* der Schweißstellen
12 bis 15 Teilen Aluminiumgrieß einer mitt- und den Stromdurchgang beeinträchtigen.
leren Korngröße von 0,2 bis 0,3 mm, 3o Durch systematische Untersuchungen wurde gefunden, daß man die Porigkeit der aluminothermisch neben üblichen Zusätzen. erzeugten Kupferschweißstellen dadurch mit Sicher-
2. Reaktionsgemisch nach Anspruch 1, da- heit beseitigen kann, wenn man einen wesentlichen durch gekennzeichnet, daß das Reaktionsgemisch Teil des Kupferoxids durch Eisenoxid ersetzt. Dabei 1 bis 3 Teile einer Eisen-Mangan-Legierung im »5 müssen sowohl für das Kupferoxid als auch für das Gewichtsverhältnis 55:45 enthält. Eisenoxid, da es sich nicht um chemisch reine Ver-
3. Reaktionsgemisch nach Anspruch 1 oder 2, bindungen handelt, sondern um im Regelfall bei der dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktions- Metallverarbeitung anfallende Pulver und Späne, die gemisch 3 bis 4,5 Teile einer Calcium-Silicium- zum Teil nur oberflächlich oxidiert sind, durch BeLegierung im Gewichtsverhältnis von etwa 1:2 30 handlung im Drehrohrofen bei erhöhten Temperabis 1:2,6 neben üblichen Verunreinigungen ent- türen bestimmte Sauerstoögehalte eingestellt werden, hält. Das erfindungsgemäße Reaktionsgemisch ist ge-
4. Reaktionsgemisch nach Anspruch 1, 2 kennzeichnet durch einen Gehalt an
oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktionsgemisch 0,1 bis 0,5 Teile Kohlenstoff einer 35 45 bis 52 Teilen Kupferoxid mit einem Sauer-Korngröße < 0,2 mm enthält. stoffgehalt von 11 bis 15Gewichts-
prr -ent,
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