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Verfahren zur Herstellung geschweißter Schienenstöße In sehr vielen
Fällen erfolgt die Verbindung von Schienen unter .,#,iiwendung des Stumpfschweißverfahrens.
Es handelt sich in diesem Falle um eine Widerstandsschweißung, bei der die Schienenenden
nach vorheriger Erwärmung der Köpfe unter hohem Druck bei Erreichen der St.irnflächenverflii:ssigung
zusammengebracht «-erden. Dieses Verfahren läßt sich im allgemeinen nur bei nicht
eingehauten Schienen anwenden. Sofern 1}ereits verlegte Schienen geschweißt werden
sollen, ist ein sehr umfangreiches elektrisches Aggregat Voraussetzung. Darüber
hinaus ist es erforderlich, eines der beiden Schienenenden anzupressen. Aus diesem
Grunde kann ein derartiges Schienenende nicht fest verlegt sein.
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Eine weitere Herstellungsweise für Schienensto:ßschweißwerhindungen
ist die Anwendung von Unterlagblechen, die entweder rechteckig oder dreieckig sind,
unter den zu schweißenden Schienenst@:ß gebracht werden und anschließend seitlich
eine Verschweißung mit dem Schienenfuß erfahren. Der Kopf und auch der Steg «-erden
dann weiterhin ausgefüllt.. Diese Schweißverbindung hat den Vorteil, daß ohne große
appa.rative Voraussetzungen bzw. umfangreiche Vorarbeiten Schienenstoßschweißungen
auf der Strecke möglich sind. Im Laufe- der Jahre ah-,r haben sich an diesen Schweißverbindungen
Dauerbrüche gezeigt, die meistens vom Auslauf der Schweiße, und zwar vom Elektrod:enkrater,
ihren Ausgang nahmen und sich zum Schienenkopf hin fortpflanzen. V ersuchsstriße,
die im Pulsator mit der üblicherweise auftretenden Belastung geprüft wurden, bestätigten
die im Eisenha.hnhetrieb auftretenden Schäden und Ursachen.
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Ein weiteres vorwiegend im Ausland angewendetes Schienenstoßschweißverfahren
(das sog. Secheronverfah.ren) geht! davon aus, zunächst den Schienenfuß vom Steg
in einer Länge von etwa 30 min autogen zu trennen, alsdann den Schienenfuß
nach erfolgter Autogenerwärmung tun io bis i j min an
den Enden
waa-in nach unten durchzuschlagen. Im Ans.chluß hieran wird @ mittels Elektröschweißung
eine Aussfülllung der entstandenem, Mulde vorgenommen, wobei die Elektroden quer
zur Fahrrichtung niederges,chmolzen.werden. Diese Schweißverbindungen haben such
im großen und ganzen bewährt, jedoch ist die Herstellungsart sehr umda an der Schweißstelle
neben den Elektroschwei;ßaggregaten eine Anlage für die Erwärmung und das autogene
Trennen des Schienenfußes vom Steg erforderlich ist. Bei der Untersnxchung vorn
Schienens.toßschweißverbindungen nach Secheron stellte sich heraus., daß neben der
äußeren Schweißraupe zum Grundwerkstoff hin eine .beachtliche Auf ,ärtung namentlich
bei Schienen mit höherer Festigkeit eingetreten ist, die im späteren Betrieb. den
Anlaß zum Dauerbruch gaben. Hinzu kommt, dia.ß die Sch-#ve;ißung zum Grundwerkstoff
hin ebenfalls nicht ohne Kraterbildung möglich ist, so däß von: dort aus eine Gefährdung
der gesamten, Verbindung zu erwarten ist.
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Erfindungsgemäß werden Schienens.toßschnveiß:ungen, ohne vorherige
Verformung des Schienenfußes hergestellt. Das Verfahren gemnäiß der Erfindung besteht
im wesentlichen Bärin, daß zunächst unter Verwendung düumer Elektroden eine Grundlagenschweißung
vorgenommen wird, die über den Stoß hinübergreift, und da@ß anschließend die ge
schweißfie Grundlage unter Verwendung dicker Elektroden uberdeckt wird. Die Schweißung
erfolgt demnach- in Längsrichtung der Schienen.. Dies ist von Bedeutung für die
Erziel'un'g eines spanmngs@frei,en da sich hierbei eine günstige trstarrungsrichtung
bzw. ein günstiger Spannungsverlanf nach dem Abkühlen der Schweiße ergibt. Während
bei der oben erwähnten Secheronschweißung durch die Schweißrichtung quer zur Längsrichtung
der Schienen Schrttmpfsparnnungen .entstehen, die in der Fahrrichtung verlaufen
und sich daher ungünstig auswirken, erfolgt beim Schweißen gemäß der ET-° findung
ein weitgehender Spannungsabbau, und zwar nach allen Richtungen.
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In den. Fig. i bis 3 ist eine Schienenstoßschweißung gemäß der Erfindung
schematisch dargestellt, und zwalr 12i Fig. i in der Seitenansicht, in Fig. 2, im
Schnitt A-B und in Fig. 3 im Schnitt C-D; Fig. q. zeigt in der -oberen Hälfte eine
Verbindungsschweißung von zwei Schienenstößen in bekannter Ausführung und in der
unteren Hälfte die Verbindungsschweißung der Schienenstöße nach dem Verfahzen gemäß
der Erfindung; Fig. 5 und 6 bringen eine Daestellung der 11ärtespitzen, die (Fig.
5) bei der normalen Schweißung und (Fig.6) bei der Schweißung gemäß der Erfindung
erreicht worden sind.
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Während sich beim normalen Schweißen eine Härtespitze von-
133 kg/mm2 im thermischen Übergangsgebiet von der Schweiße zum Grundwerkstoff
ergibt, beträgb die höchste Härte beim erfindungsgemäßen Schweißen nur 85 kg/mm2.
Die Breite beider Zonen. ist sehr verschieden,. Die Gefahr der Rißentstehung ist;
bei der Norinalschweißung mit Riwksicht auf die hohe Härtespitze und dem schmalen
übergangsb-ereich sehr groß;.
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Die Herstellung einer Schweißverbindung an Schienenstößen sei an Hand
der Figuren näher erläutert.
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Zunächst wird die Schweißraupe a gemäß Fig. i gezogen und damit zunächst
der Schienenfuß verbunden. Im Anschluß hieran erfolgt das Legen der Raupen, b unter
Verwendung einer z. B, in, Umkehrfolge. Asdann erfolgt das: Auftragen der Lagen:
c und d. Von Bedeutung ist auch, da,ß die weiteren Lagen jeweils um @etwaio, bis
2o mm kürzer werden als die bereits vorher aufgetragene Schicht. Es wird. hierdurch
erreicht, daß keine erneute Härtung namentlich im Grundwerkstoff erfolgen kann.,
sondern lediglich eine Anlaßwirkun g auftritt, die den vorher entstandenen Martensit
zum Zerfall bringt. Zum Schluß kann eine Decklage e (Fg. 3 unten) aufgebracht werden,
die ein Beifließen der entstandenen Stufen bewirkt, Durch die Führung der Elektroden
wird: auf engem Raum eine sehr weitgehende Aufheizung des GrundWerksroaffes eingeleitet,
die während der gesamten Schweißdauer gehalten. wird oder noch zunimmt. Nach Beendigung
der Arbeiten sind durch diese Temperatur die kritischen Härtezonen im übeT-gangsgebiet
zum Grundwerkstoff hin beseitigt, darüber hinaus die beim Schweißen. aufgetretenen
Schrumpfspannungen weitgehend abgebaut.
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Das Verfahren gemäß der Erfindung hat auch den Vorteil, da3 eine umständliche
Vorbereitung der Schienenenden nicht erforderlich ist und daß lediglich die Anwesenheit
eines. Schweißumformers auf der Baustelle genügt, um den Schienenstoß zu schweißen.