NO121683B - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte og anordning til utførelse av aluminotermiske mellomgodssveisinger av arbeidsstykker, fortrinsvis skinner.

Det er kjent å sveise sammen arbeidsstykker av vilkårlig form og utførelse, fortrinsvis skinner, ifølge den aluminotermiske mellomgodsfremgangsmåte. Derved helles det aluminotermiske fremstilte stål mellom de forvarmede arbeidsstykkeender som befinner seg i en støpeform, hvorved opp-smeltningen av grunnmaterialet og sara-mensveisingen med det aluminotermiske stål foregår.

Det ble nå funnet at det ved hjelp av

en ny sveiseinnretning er mulig, sterkt å nedsette den tid som er nødvendig for en mellomgodssveisning. Oppfinnelsen karak-teriseres ved at det ved hjelp av en acety-len-surstoffblanding eller annen brenn-stoff-surstoff- henholdsvis brennstoff-luftblanding oppnås en jevn, meget kort-tidig forvarmning, som oppfyller alle krav, av de arbeidsstykker, fortrinsvis skinner, som skal sveises aluminotermisk, når for-varmeflammene slår inn ovenfra i den eller de stigekanaler som befinner seg over skinnehodet i støpeformen. For dette benytter man fordelaktig såkalte bånd- eller bruse-brennere, som er anordnet over støpefor-men, og hvis utløpslyser er anordnet rek-keformet alt etter stigerkanalens tverr-snittsutformning. Videre er anordningen ifølge oppfinnelsen karakterisert ved anvendelse av brente støpeformer, som er fremstilt på et annet sted, og som består av to eller flere deler av ildfaste materi-aler, f. eks. fremstilt ifølge COa-størk-ningsfremgangsmåten eller består av cha-motte eller magnesitt.

Ifølge oppfinnelsen er de på forhånd fremstilte støpeformer henholdsvis deres halvparter eller deler forsynt med not og utplante kanter som for avtetning like-overfor de arbeidsstykker som skal sveises på kjent måte fylles med vilkårlige tet-ningsmidler, slik som klebesandgrøt og liknende. De på forhånd fremstilte støpefor-mer anbringes i innsatskasser som består av blikk eller stål under mellomsjaltning av et ettergivende polster, f. eks. av form-sandgrøt. Ved hjelp av anordningen av dette polster kan støpeformene presses tilstrekkelig fast mot de arbeidsstykker som skal sveises. Baksidene på formlegemene kan man beskytte ved hjelp av glasur eller annet vannfrastøtende middel, hvorved en gjennomtrengning av væske ved anvendelse av fuktige polstermasser og dermed en gassdannelse hindres under støpeforløpet. En videre mulighet for isolering av støpe-formene mot fuktighet består ifølge opp-finelsen i at formlegemene før innføring i innsatskassene omgis av hjelpekasser av tynt blikk eller av annet materiale. Disse hjelpekasser holder støpeformens deler sammen og danner en beskyttelse mot inn-trengning av fuktighet ved anvendelse av fuktige polstermasser.

For å forkorte den tid som er nødven-dig for pressing av støpeformene mot de arbeidsstykker som skal sveises og å for-enkle håndteringen av spenninnretningene, ble det ifølge oppfinnelsen utviklet spenninnretninger ved hvis hjelp formene i løpet av kortest mulig tid kan presses mot de arbeidsstykkeender som skal sveises. Derved kan man bringe forskjellige utførelser til anvendelse.

Ved en utførelse dreier det seg om en spenninnretning i form av en f. eks. fjær-ende bøyle som rekker tvers over arbeids-stykket og som omfatter støpeformdelene og er forsynt med håndhjul, hvorved støpe-formhalvdelene presses mot arbeidsstykkeendene. Det ettergivende polster mellom støpeform og innsatskasser sørger for en jevn fordeling av det punktformig angri-pende trykk på de totale støpeformhalv-deiler som ligger an mot skinnene. Den andre spenninnretning kan ifølge oppfinnelsen være utført en- eller todelt. Den består enten av to fra hverandre adskilte, sidelike, uavhengige deler med hver en dreibart anordnet svingearm eller av en del med to svingearmer, idet hver svinge-arrm uavhengig av hverandre overtar presset av en støpeformhalvdel mot det ar-beidsstykke som skal sveises, henholdsvis mot de skinner som skal sveises.

Spenninnretningen festes til skinnene ved hjelp av en holder som omfatter skinnehodet, f. eks. en kappe eller en bøyle ved hjelp av skruer, kile eller liknende. På denne holder befinner det seg dreibart anordnede svingearmer som klappes foran støpeformhalvdelene. Ved hjelp av en trykkskrue som befinner seg ved den annen ende av svingearmen, en knebel, kile elller liknende, trykkes støpeformhalvdelene mot skinnene. Holderen for brenneren og de hittil på skinnehodet festede støtter for reaksjonsdigelen forenes således med denne spenninnretning at spenninnretningen på sin holder får sylindrisk eller vilkårlig formede ansatser, hvorpå holderne for brenner og/eller støtter for digelen skyves inn.

Videre ble det funnet at man kan an-bringe de på et annet sted på forhånd fremstilte formlegemer, som kan være tørket éller brent og derfor har en tilstrekkelig fasthet, uten fare for sprekk-dannelse, alene eller under mellomsjaltning av en støtteramme fast mot de arbeidsstykker henholdsvis skinner som skal sveises. Den f. eks. vinkel- eller kasseaktig utformede støtteramme tjener till å utjevne det trykk som utøves på støpeformbak-veggen ved hjelp av spenninnretningen.

For å kunne anvende de på forhånd fremstilte formlegemer også ved forandrede dimensjoner, f. eks. slitte skinner, kan de være delt ved skinnehodet. Ved hjelp av enkle bearbeidelsesfremgangsmåter, slik som f. eks. rasping, kan de forandres til-svarende nedslitningen av skinnehodet.

/ed anvendelse av tørkede eller brente ;tøpeformer, som fortrinsvis består av to udelike formlegemehalvdeler, kan man ukke den spalte mellom ferdigform og )verside av skinnehodet som er betinget av len vertikale slitasje på skinnehodet, såle-ies at man i den oppover åpne støpeform nnfører sideveis ildfaste labanker, som f. ;ks. føres og holdes ved hjelp av anordnede loter eller utsparinger i støpeformen. Uav-lengig av den slitasjegrad som er til stede Då skinnene glir labanken alltid så dypt it den ligger på kjøreflaten på skinne-lodet. Til slutt foretas labankavtetningen /ed hjelp av fylling av de fuger som ennå Igger fritt utover med klebesandgrøt eller indre tetningsstoffer og foretas fra form-ans utside.

Støpeforløpet gjøres fullstendig ved ijelp av mellomsjaltning av et fordeler-støpekar, som befinner seg mellom digelen Dg støpeformen og det aluminotermisk fremstilte stål føres til en eller flere inn-løpskanaler. Ved hjelp av en løsbar, f.eks. leddaktig forbindelse mellom fordelerstøpe-iaret og sveiseinnretningen oppnås at ut-[øpsåpningen ved fordelerstøpekarets hel-[estilling alltid befinner seg nøyaktig over innløpskanalene for støpeformen. Forde-lerstøpekarets form tillater at forvarmebrenneren kan fjernes, uten at fordeler-støpekaret eller den deroverstående digel forrykkes.

Ved den kjente aluminotermiske mel-lomgodssveising oppfanges den slagg som tilslutt kommer ut av digelen i den øvre Sel av formen. Ved hjelp av slaggens var-tneinnhold forsinkes størkningen av det aluminogenetiske stål som befinner seg i støpeformen. For å oppnå en hurtigere avslutning av sveiseforløpet avledes ennå flytende slagg. Slaggen flyter etter gjen-nomløp gjennom fordelerstøpekaret ifølge oppfinnelsen ned i en på siden anordnet slaggkasse og fjernes med denne.

Det avmeislingsarbeid som hittil var nødvendig å gjøre for hånd etter avsluttet sveising av den øvre stiger over skinnehodet kan erstattes av maskinelt slipe-arbeid, når stigerens høyde nedsettes sterkt. Dette oppnås ifølge oppfinnelsen ved at umiddelbart etter fjernelse av forvarmebrenneren og før ihelling av det aluminotermiske stål lukkes den øvre åpning av støpeformen som var nødvendig for forvarmning og samtidig tjente som stigerkanal med et ildfast innsatsstykke. Dette er formet således at det innløpende aluminogenetiske stål bare kan danne en lav vulstaktig stiger over skinnehodet, hvilken er tilstrekkelig for å yte en god sammen-sveising av skinnehodet.

Foreliggende oppfinnelse med enkelt-hetene ifølge oppfinnelsen skal forklares nærmere ved hjelp av tegningene, hvor

fig. 1 viser en utførelse av sveiseinnretningen ifølge oppfinnelsen med forvarmebrenneren som er anordnet over støpeformen og reaksjonsdigelen sett fra siden,

fig. 2 viser et grunriss av sveiseinnretningen ifølge fig. 1 med spenninnretning og slaggkassen som er anordnet på siden,

fig. 3 viser et tverrsnitt gjennom sveise-formen som er presset mot skinneendene i området for sveisestedet,

fig. 4 viser en tredelt støpeformhalvdel med hjelpekasser t

figurene 5—8 sveiseinnretninger med forskjellige utførelser av spenninnretningene, anordninger av forvarmebrenneren og reaksjonsdigelen og deres holdere,

fig. 9 viser anordning av labanken på siden ved forandrede dimensjoner for skinnen,

fig. 10 viser grunnriss av fig. 9, og

fig. 11—13 viser anordning av innsats-stykker i forskjellige utførelser.

Ifølge figurene 1—4 trykkes de to på forhånd fremstilte støpeformhalvdeler, som her består f. eks. av hver tre deler 3a — c, enten direkte mot det ettergivende polster 8 i innsatskassene 5 eller støpeformhalv-delene omgis før innføring i innsatskassene med hjelpekasser 17. Ved hjelp av spenninnretningen 4 ifølge fig. 1 og 2 presses innsatskassene 5 ved hjelp av dreining av håndhjulet 4a mot skinneendene 1 og 2. Det ettergivende polster 8, som ligger mellom støpeformdelene 3 henholdsvis hjelpe-kassen 17 og innsatskassen 5 tillater en nøyaktig tilpressing. Dertil avtettes formen på kjent måte med vilkårlig tetnings-middel mot skinnen.

Gjennom stigerkanalen 10; som ligger over skinnehodet, og som strekker seg f. eks. over hele skinnehodebredden, -innføres forvarmebrenneren 9, f. eks. bruse-brenner. Denne holdes f. eks. ved hjelp av en treben-aktig bukk 16. To ben 16a griper inn i ører på spenninnretningen 4, mens det tredje ben 16b ligger på skinnen 1. Dermed oppnås at brennermidten alltid dekker seg med midten av stigerkanalen 10. Ved hjelp av forspring innen stigerkanalen 10 eller ved hjelp av begrensningsstykker som er anbrakt ved brenneren kan den gunstigste avstand for forvarmebrenneren 9 fra skin-nehodeoverflaten fremkalles. Flammen som går ut fra brenneren bestryker flatene på skinnehodet i sonen for sin høyeste temperatur, hvilket er fordelaktig for opp-varmning av dens forholdsvis store masse. Skinnesteget bestrykes bare av et smalt flammebånd. Den totale flammebunt ut-vider seg nedover og treffer med allerede svekket temperatur den tynnere og derfor bredere skinnefot. Således er flammen sonemessig tilpasset varmebehovet for skinnetverrsnittet. Bortføringen av for-brenningsgasser fra formen foregår gjennom kanalene 11 og 15.

Forvarmebrenneren 9 fjernes under den aluminotermiske reaksjon i digelen T og det aluminotermiske stål bringes etter avslutning av reaksjonen på kjent måte til å strømme ut ved å slå opp digellukkestiften 13. Det flytende stål kommer over fordeler-støpehodet 16 inn i det indre av støpe-formen 3 gjennom innløpskanalene eller kanalene 15. Slaggen som følger det aluminotermiske stål flyter ned i slaggkassen 14 som er anordnet på siden. På sekunder deretter fjernes den størknede slagg sammen med kassen 14. Kort tid deretter tas støpeformen 3 bort og sveisestedet bear-beides på kjent måte.

Ved anvendelse av den sveiseinnretning som er vist i figurene 5—8 utføres fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen som føl-ger: For anbringelse av støpeformlegeme-halvdelene 3a og 3b festes spenninnretningen 4 henholdsvis 4a og 4b således på skinnehodet at endene for begge svingearmer 24 som er svingt horisontalt befinner seg med trykkpunktene henholdsvis flatene omtrent på støtmidten. Etter denne innretning svinges svingearmene opp omkring dreie-punktene som befinner seg på holderne for spenninnretningen. Deretter anbringes de to støpeformer som hver består av en halv-part samtidig eller etter hverandre f. eks. ved hjelp av støtterammer 5a og 5b mot de skinner 1 og 2 som skal sveises. Svingearmene 24 i spenninnretningen 4 henholdsvis 4a og 4b svinges ned til horison-talen og støpeformhalvdelene 3a og 3b presses ved hjelp av trykkskrue eller trykk-nebel mot skinnene 1 og 2. Deretter tettes støpeformen mot skinnene på vanlig måte.

I tilslutning til dette skyves holderne for brenneren og for reaksjonsdigelen opp på stussene 16 og 20 på spenninnretningene 4 henholdsvis 4a og 4b og festes ved hjelp av stillskruer eller andre midler. Etter avsluttet forvarmning bringes digelinnholdet etter fjernelse av brenneren og utretting av den fylte digel T til reaksjon og den aluminotermiske støpning utføres på kjent måte.

Anvendes de på forhånd fremstilte støpeformer, som ifølge fig. 9 og 10 fortrinsvis består av to sidelike formlegemehalvdeler 3, ved slitte skinner 1 og 2, lukkes den

spalte 23 som svarer til skinneslitasjen mellom den ferdige form 3 og oversiden av

skinnehodet på den allerede beskrevne

måte ved hjelp av ildfast labank 19. Ved

hjelp av den innskjøvne labank 19 far det

resterende stigerrom 21 over skinnehodet

en liten bredde, således at avmeisiings-arbeidet, som må utføres ved fjernelse av

stigeren, minskes.

Lpkningen av den øvre åpning som er

nødvendig for forvarmning og som hittil

tjente som stiger kanal kan ifølge oppfinnelsen etter avsluttet forvarmning, som

allerede beskrevet, lukkes etter forvarmning av et ildfast innsatsstykke. Anordningen av dette innsatsstykke sees i fig. 11

—43, og her betyr 1 og 2 de skinner som

skal sveises, 3 formlegemet, 15 innløps-kanalene for det aluminotermisk fremstilte

stål og 22 innsatsstykket. Innsatsstykket

gjør anvendelse av et fordelerstøpehode

eller en støperenne unødvendig, da det rom

i forvarmerkanalen som nedentil er lukket

av innsatsstykket ifølge oppfinnelsen kan

benyttes som støpekar. Det aluminotermisk

fremstilte stål som løper ut av reaksjonsdigelen brer seg på innsatsstykket 22 og fyller det rom i stigerkanalen som er lukket

nedentil og som virker karaktig og tilføres

innløpskanalen 15 derfra. En videre fordel

ved denne nyinnretning er at etter støp-ning av det aluminogenetiske stål, som

fyller formen innvendig inntil innsatsstyk-kets høyde og innløpskanalene over dette,

har den aluminotermiske slagg praktisk

talt bare horisontale og ingen vertikale

strømningsretninger, og slår således ikke

nedover 1 det ennå flytende aluminogenetiske stål og kan derved ikke skade

sveisefugen.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen

egner seg særlig godt ved sammensveis-ning av skinner. På forhånd fremstilte

støpeformer, forkortet forvarmning, for-enkling og vektslettelse av apparatet ned-setter ved sin kombinerte anvendelse den

tid som er nødvendig for en mellomgods-sveising med mer enn halvparten, således

at det nå på grunn av meget korte sperre-pauser ved jernbanedriften kan utføres

mellomgodssveisinger, og dessuten inntrer

det en skåning av den menneskelige ar-beidskraft.

Claims (9)

1. Fremgangsmåte til utførelse av aluminotermiske mellomgodssveisinger av arbeidsstykker, fortrinsvis skinner, hvor ar-

beidsstykkeendene som omgis av støpe-formen forvarmes, karakterisert ved at for-varmningen av arbeidsstykkeendene foregår ved hjelp av flammer som slår ovenfra inn i støpeformens stigerkanal.

2. Anordning til utførelse av fremgangsmåte ifølge påstand 1, karakterisert ved formlegemer (3a til 3c) som er frem-. stilt på annet sted av ildfast materiale, og som fortrinvis er innsatt i en innsatskasse (5) ved en hurtigspennanordning (4) til pressing av formlegemet (3a til 3c) mot de arbeidsstykker (1 og 2) som skal sveises og ved en forvarmebrenner (9) som er anordnet i den øvre del av stigeren (10) i formlegemet (3a til 3c).

3. Anordning ifølge påstand 2, karakterisert ved et ettergivende polster (8) mellom formlegemet (3) og innsatskassen (5).

4. Anordning ifølge påstand 2—3, karakterisert ved at formlegemene som består av ildfast materiale er omgitt av en hjelpekasse (17) av tynt blikk.

5. Anordning ifølge påstand 2—4, kar rakterisert ved at de formlegemer (3a til 3c) som er fremstilt på et annet sted og som består av ildfast materiale, alene eller under mellomsjaltning av en støtteramme (5a, 5b) er presset mot de arbeidsstykker henholdsvis skinner (1 og 2) som skal sveises sammen.

6. Anordning ifølge påstand 2—5, karakterisert ved at pressingen av støpeform-delene foregår ved hjelp av enten en spenninnretning (4) som består av ett stykke eller ved hjelp av av hverandre uavhengige svingearmer (24) som er utstyrt med trykk-skruer eller trykknebler som er dreibart anordnet på holderen som er festet til skinnen for spenninnretningen, idet det på spenninnretningen er anbrakt holdere for reaksjonsdigelen og for forvarmebrenner.

7. Anordning ifølge påstand 2—6, karakterisert ved en på siden anordnet slaggkasse (14).

8. Anordning ifølge påstand 2—7, karakterisert ved at støpeformen ved hjelp av ildfast labank (19) er tilpasset profilet og slitasjegraden for de skinner som skal sveises.

9. Anordning ifølge påstand 2—8, karakterisert ved at den øvre åpning på stø-peformen som er nødvendig for forvarm-ningen lukkes ved hjelp av et innsatsstykke (22) før ihellingen av det aluminotermisk fremstilte stål.