DE855348C

DE855348C - Verfahren beim Auftragen von insbesondere verschleissfesten Stahlschichten durch Auftragschweissen an gebrauchten und neuen Schienen

Info

Publication number: DE855348C
Application number: DEB626A
Authority: DE
Inventors: Johannes Jansen
Original assignee: GUSSSTAHLWERK BOCHUMER VER AG
Current assignee: GUSSSTAHLWERK BOCHUMER VER AG
Priority date: 1949-11-11
Filing date: 1949-11-11
Publication date: 1952-11-13

Description

Verfahren beim Auftragen von insbesondere verschleißfesten Stahlschichten durch Auftragschweißen an gebrauchten und neuen Schienen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auftragschweißen an Schienen aus härterißempfindlichem Stahl, insbesondere an Hartkopf- und Hartkopfrillenschienen.
Es ist gebräuchlich, Schienen, d. h. verschleißbeanspruchte Gegenstände, insbesondere Hartkopf-und Hartkopfrillenschienen, an den besonders hoch beanspruchten Stellen nach Verschleiß mit einer Auftragschweißung zu versehen, vorzugsweise mit austenitischen Stählen, die sich infolge Kaltverfestigung als verschleißfest erweisen. Dabei kommt es vor, daß in den von der Auftragschweißung bedeckten Zonen Risse entstehen, und zwar um so leichter, je härter die Schienenköpfe sind. Solche Schweißungen werden derart durchgeführt, daß Schweißraupen des aufzutragenden Stahles in der Längsrichtung der Schienen nebeneinandergelegt werden.
Wie Untersuchungen ergeben haben, die zu vorliegender Erfindung Veranlassung gaben, tritt bei solchenAuftragschweißungen eine starke Martensithärtung in den Zonen, z. B. des Schienenkopfes, ein, die der Auftragschweißung mehr oder minder benachbart sind. Diese Härtung dürfte zusammen mit den spezifischen Abkühlungsbedingungen die Ursache für diese Rißbildung sein.
Erfindungsgemäß werden Auftragschweißungen an härterißempfindlichen Stählen völlig einwandfrei durchgeführt. Beim Auftragen von insbesondere verschleißfesten Stahlschichten durch Auftragschweißen an gebrauchten und neuen Schienen, insbesondere an Hartkopf- und Hartkopfrillenschienen, aus Stählen, die beim raschen Abkühlen ein martensitisches Gefüge erhalten, erfolgt das Auftragen in mehreren Lagen, jedoch erfindungsgemäß so, daß die erste Lage mit einer solch geringen @N'äi-ineenergie aufgebracht wird, daß nur eine geringe Aufhärtung der an diese Lage angrenzenden Schichten im Grundwerkstoff erfolgt, während die weiteren Lagen mit einer so großen Wärmeenergie aufgeschweißt werden, daß der durch die erste Lage hindurchgehende Wärmefluß einen Abbau der im Grundwerkstoff erzeugten Härtung bewirkt. Die überraschende Wirkung dieses Verfahrens ist so zu erklären, daß zwar beim Schweißen der ersten Lage eine Härtung erfolgt, daß aber die dabei erzeugten Spannungen sich nicht auswirken, worauf dann beim Aufbringen der folgenden Lage eine Isolierung durch die Schlacke und die erste Lage, insbesondere bei austenitischem Stahl, mit einer bekanntermaßen geringen Wärmeleitfähigkeit, eintritt, die eine Anlaßwirkung, jedoch keine neue Härtung zur Folge hat.
Das Verfahren kann in vielfältiger Weise durchgeführt werden; dabei ist es zweckmäßig, zunächst finit verhältnismäßig dünnen Elektroden zu schweißen, die folgende Lage jedoch mit wesentlich stärkeren Elektroden. Auch empfiehlt es sich, eine Umkehrschweißung anzuwenden, d. h. die Raupen im wesentlichen quer zur Längsrichtung der Schienen zu legen. Die Kanten der Schienen, an denen die Umkehrungen der Schweißung erfolgen, können zuvor mit einer verhältnismäßig dünnen Schweißraupe belegt «erden. Es ist aber auch möglich, die Schweißung so vorzunehmen, daß die folgende Lage aufgebracht wird, solange die vorherige noch warm ist, z. B. noch eine Temperatur von etwa 5oo° besitzt. Dabei kann es, vor allem beim Auftragen auf Seitenflächen, zweckmäßig sein, die Schweißung mit mehreren hintereinanderfolgenden Schweißköpfen durchzuführen. Schließlich empfiehlt es sich, die Schlacke der gelegten Raupe erst unmittelbar vor dem Darüberlegen der folgenden Raupe bzw. Raupen zu entfernen, soweit dies zum Weiterschweißen erforderlich sein sollte.
Das Verfahren gemäß der Erfindung )>ringt die außerordentlich bedeutsame Möglichkeit mit sich, nunmehr auch walzneue Schienen finit einet- Auftragschweißung zu versehen. Denn erst das Fehlen einer schroff gehärteten Zone in einer mit einer Auftragschweißung versehenen Schiene gestattet es, diese zu biegen, wie es erforderlich ist, um sie in Kurven und Krümmungen verlegen zu können.
In der Zeichnung ist als Beispiel eine Auftragschweißung am Kopf einer Rillenschiene dargestellt.
Fig. i zeigt den Kopf der Schiene mit der doppelt schraffierten Auftragung. In Fig. a sind in Draufsicht auf den Schienenkopf die zuvor mit einer Elektrode von 3 mm oder daruntergelegten Raupen a und b durch eine Umkehrschweißung mit Elektroden von 3 bis d mm Durchmesser mit den Raupen c belegt worden, auf die schließlich die Raupen d mit einer 6 bis 8 mm dicken Elektrode gelegt sind.
Die Energiezufuhr beim Schweißen mit den dünneren Elektroden ist wesentlich geringer als beim Abschmelzen der erheblich stärkeren Elektroden. Die beim Legen der dem Grundwerkstoff benachbarten Lage erzeugte Härtung im Grundwerkstoff wirkt sich nicht schädlich aus. Sie wird beim Legen der Deckraupen nicht vergrößert oder beibehalten, sondern abgebaut. Dabei tritt zwangsläufig ein gewisses Wiederaufschmelzen der zuvor gelegten Schicht ein, was jedoch nicht nachteilig ist, sondern den Vorteil hat, daß z. B. beim vorherigen Schweißen in der Schweißraupe eingeschlossene Bläschen austreten können und etwaige Verunreinigungen aufgeschwemmt werden, so daß die Schweiße schließlich sehr dicht wird, da der Schmelzherd durch die verlängerte Flüssighaltung und Feinungszeit sehr beruhigt wird. Spannungs-und Schrumpfrisse werden vermieden.
Es ist ein Verfahren zum Reparaturschweißen von abgenutzten Spurkranzrädern bekannt, bei dem mehrere hintereinander angeordnete Schweißelektroden verwendet werden. Dabei soll der Radkranz zunächst vorgewärmt und dann unter den Schweißelektroden hergeführt werden, die dann unmittelbar hintereinander geschmolzenen Werkstoff auf den Radkranz aufbringen, ohne daß inzwischen eine Abkühlung stattfinden kann. Es wird im Gegenteil eine immer stärkere Erhitzung des Gegenstandes bewirkt, die bei härterißempfindlichen Stählen eine besonders große Gefahr mit sich bringen wurde. Im Gegensatz dazu braucht erfindungsgemäß das zu behandelnde Werkstück nicht vorgewärmt zu werden, und es werden unterschiedliche Lagen aufgetragen, die selbsttätig eine Beseitigung von Härtespitzen durch Anlaßwirkung herbeiführen. Demgemäß ist nicht das Auftragschweißen in mehreren Lagen an sich Gegenstand der Erfindung, sondern das zur Vermeidung von schädlichen Aufhärtungen geeignete Aufbringen mehrerer Schichten.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: t. Verfahren leim Auftragen von insbesondere verschleißfesten Stahlschichten durch Auftragschweißen an gebrauchten und neuen Schienen, insl>; son#lere an Hartkopf- und Hartkopfrillenschienen aus Stählen, die beim raschen Abkühlen ein martensitisches Gefüge erhalten, dadurch gekennzeichnet, <laß das Auftragen in mehreren Lagen erfolgt, wobei die erste Lage mit einer solch geringen Wärmeenergie aufgebracht wird, claß nur eine geringe Aufhärtung der an diese Lage angrenzenden Schichten im Grundwerkstoff erfolgt, während die weiteren Lagen mit einer so großen Wärmeenergie aufgeschweißt werden, daß der durch die erste Lage hindurchgehende Wärinefluß einen Abbau der im Grundwerkstoff erzeugten Härtung bewirkt. a. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, claß das Auftragen als Umkehrschweißurig quer zur Längsrichtung der Schiene erfolgt. 3. Verfahren nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dein härterißempfindlichen Stahl benachbarte Auftragung verhältnismä ßig dünn, z. 1i. mit dünnen Elektroden, gelegt wird, während die folgende Lage vorzugsweise dicker, z. B. mit stärkeren Elektroden, gelegt wird. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanten des Werkstückes, an denen die Umkehrungen der Schweißurig erfolgen, zuvor mit einer vorzugsweise verhältnismäßig dünnen Schweißraupe belegt werden. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche i bis .i, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlacke der gelegten Schweißraupen erst unmittelbar vor dem Darüberlegen einer weiteren oder weiterer Raupen entfernt wird. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die folgende Lage aufgebracht wird, während sich der härteempfindliche Stahl in der Nähe der Schweißstelle noch auf höheren Temperaturen, z. B. über etwa 5oo°, befindet. 7. Die Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche i bis 6 auf Schienen, auch neue Schienen, die nach dem Auftragschweißen gebogen werden sollen, z. B. Kurvenschienen. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 423 1o8.