DE2539944A1

DE2539944A1 - Verfahren zur auftragschweissung von schienen

Info

Publication number: DE2539944A1
Application number: DE19752539944
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Elektro Thermit GmbH
Current assignee: Goldschmidt ETB GmbH
Priority date: 1975-09-09
Filing date: 1975-09-09
Publication date: 1977-03-17
Also published as: DE2539944C2

Description

Verfahren zur Auftragschweißung von Schienen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Auftragschweißung von schienen unter Anwendung eines automatischen Schweißverfahrens und Verwendung eines Mn-austenitischen Schweißzusatzwerkstoffes zur Herstellung von Schienen mit hochverschleißfester Fahrkante bzw. seitlicher Führungsfläche und/oder Lauffläche durch Aufschweißen eines Schweißdrahtes oder #~chweißbandes.
Es ist bekannt, daß ausgefahrene Schienen zur Wiederherstellung des Profils an den beanspruchten Teilen des Schienenkopfes aufgeschweißt und anschließend beschliffen werden. Diese Arbeiten können sowohl im ein- als auch im ausgebauten Zustand der Schienen ausgeführt werden.
Bisher war es die Regel, ausgefahrene Schienen im eingebauten Zustand aufzuschweißen, wobei vorzugsweise Zusatzwerkstoffe verwendet wurden, die gegenüber dem Schienenwerkstoff eine erhöhte Verschleißfestigkeit aufweisen.
Es hat sich jedoch herausgestellt, daß die bisherige Arbeitsweise den durch den verstärkten Fahrbetrieb bedingten Anforderungen an die Lauf- und Führungsfläche der Schiene nicht mehr genügt. Die erhöhten Fahrgeschwindigkeiten erfordern außerdem genaueste Profilierung der aufgeschweißten Flächen, die im eingebauten Zustand nicht erreicht werden kann.
Weiterhin hat sich gezeigt, daß sich bei Verwendung der bekannten verschleißfesten ZuscJtxwerkstoffe für die Auf tragschweißung ein erhöhter Abrieb der Spurkränze der Laufräder ergab. Hierdurch wurden die Fahreigenschaften der Fahrzeuge verschlechtert und die Zweckmäßigkeit und Wirtschaftlichkeit der Wiederherstellung ausgefahrener Schienen durch Auftragschweißen in Frage gestellt.
Ferner bedingen die bekannten Verfahrensweisen, daß z.B.
bei der Aufschweißung von abgefahrenen Schienen im Gleis eine Reihe sich teilweise überdeckender Schweißraupen neben- und übereinander in mehreren Durchläufen geschweißt werden müssen, wodurch eine wellige Schweißgutoberfläche entsteht. Da die Gleisanlagen überwiegend unter Betrieb geschweißt werden müssen, wirkt sich diese Oberfläche besonders ungünstig auf den Fahrzeuglauf aus, solange die Aufschweißung nicht beschliffen ist und das insbesondere bei erst teilweise aufgeschweißter Schiene. Erschütterungen und damit Schäden an Fahrwerken und Aufbauten der Wagen sind die Folge. Weiterhin wird durch Lockerung des Gleisverbandes die Lagesicherheit der Gleisanlagen gestört und die angrenzende Straßendecke beschädigt.
Schweißtechnisch bestehen die Schwierigkeiten bei der Aufschweißung im Gleis vor allem darin, daß die Schienen auf Grund ihrer chemischen Zusammensetzung und Gestalt schweißempfindlich sind und eine den Werkstoffen entsprechend notwendige Vorwärmung bei Verwendung der bekannten Schweißzusatzwerkstoffe, insbesondere bei eingepflasterten Gleisen, nicht durchführbar und insbesondere ein gegenüber dem Verschleißvolumen weit größeres Schweißgutvolumen einzubringen ist, wodurch nachteilige Gefügeumwandlungen und damit Spannungen bedingt sind, die zu überelastischen Verformungen des Schienen und des Schweißwerkstoffes und damit zu Rissen und Schienenbrüchen führen k8nnen.
Es wurde daher vorgeschlagen, verschlissene Schienen nur in ausgebautem Zustand aufzuschweißen und neue Schienen vor ihrer Verlegung werkstattmäßig zu vergüten, um die mit den Aufschweißungen im Gleis verbundenen Nachteile zu vermeiden.
Hierzu wurden spezielle Verfahrensweisen und Schweißzusatzwerkstoffe entwickelt, die es ermöglichten, Schienen ohne Vorwärmung aufzuschweißen bzw. zu vergüten. Bei neuen Schienen werden hierzu die Schienen an den zu vergütenden Stellen mit einer Schweißfuge versehen, deren Breite in etwa der verschleißbeanspruchten Zone entspricht. Diese Schweißfuge wird anschließend mit Hilfe des automatischen UP-Schweißverfahrens unter Verwendung eines Mn-austenitischen Schweißzusatzwerkstoffes (Zusammensetzung: C = 0,45 - 0,65 %; Si = 0,3 - 0,5 %; Ni = 3 - 4 %; Mn = 13 - 16 %) ausgefüllt. Anschließend erfolgt die profilgerechte Bearbeitung der Aufschweißung mit Hilfe einer Profilschleifmaschine.
Durch die Verwendung des Mn-austenitischen Zusatzwerkstoffes, der besonders gute Zähigkeitseigenschaften aufweist, wird die Gefahr der Rißbildung im Schweißzusatzwerkstoff und in den Ubergangszonen vermindert, wodurch die Schweißsicherheit erhöht wird. Dies schließt jedoch nicht aus, daß Schrumpfspannungen entstehen, die zum Verziehen bzw. zur Verbiegung der Schienen nach Abnahme von der Schweißvorrichtung führen, so daß die so aufgeschweißten Schienen nachträglich gerichtet werden müssen. Diese Richtarbeiten, die im allgemeinen mit der Flamme durchgeführt werden, rufen wiederum in den Schienen Spannungen hervor, die sich den Schweißspannungen überlagern und zu unerwünschten Spannungszuständen in den Schienen führen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Schweißverfahren zu schaffen, mit dem geringere Schweißspannungen verbunden sind, so daß nachteilige Richtarbeiten vermindert bzw. vermieden werden.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Auftragschweißung mit einem Schweißdraht des Durchmessers 2 bis 4 mm, mit einer Stromstärke von 450 bis 580 A, mit einer Spannung von 30 bis 32 V, bei einem Düsenabstand von 30 bis 50 mm und mit einer Fahrgeschwindigkeit von 60 bis 80 cm/Min. erfolgt.
Es hat sich gezeigt, daß durch din.-Abstimmung der schweißtechnischen Parameter, wie Spannung, Stromstärke, Düsenabstand und Fahrgeschwindigkeit des Schweißautomaten, die plastischen Verformungen und damit die Restspannung bedeutend verringert bzw. vermieden werden können.
Mit den bei der erfindungsgemäßen Auftragschw#ißung eingestellten Parametern erhält man eine Wärmeleistung, die gerade noch ausreicht, um den Schienenwerkstoff aufzuschmelzen.
Die dabei auftretende Restwärme liegt im Grenzbereich gerade so hoch, daß eine Uberhitzung der angrenzenden Zonen vermieden wird und die bearbeitete Schiene in der Umgebung der Aufschweißstelle gleichmäßig über den gesamten Querschnitt erwärmt wird. Durch die geringe Erwärmung in diesen Bereichen wird erreicht, daß schädliche Gefügeumwandlungen nicht auftreten und Schrumpfspannungen und damit ein Verziehen der Schienen vermindert bzw. vermieden werden. Mit Hilfe des erf ndungsgemäßen Auftragschweißverfahrens aufgeschweißte Schienen sind damit spannungsarm, wodurch die ScI#weißsicherheit erhöht wird.

Claims

Patentanspruch

Verfahren zur Auftragschweißung von Schienen unter Anwendung eines automatischen Schweißverfahrens und Verwendung eines Mn-austenitischen Schweißzusatzwerkstoffes, dadurch gekennzeichnet, daß die Auftragschweißung mit einem Schweißdraht des Durchmessers 2 bis 4 mm, mit einer Stromstärke von 450 bis 580 A, mit einer Spannung von 30 bis 32 V, bei einem Düsenabstand von 30 bis 50 mm und mit einer Fahrgeschwindigkeit von 60 bis 80 cm/Min. erfolgt.