Verschiedene Schweißverfahren

Schweißverfahren mit Kurzvorwärmung (SkV):

Das Ausrichten der Schienenenden:
Die Schienenenden werden per Auge und danach fein mit einem 1m langem Lineal ausgerichtet. Die Schienen müssen gerade ausgerichtet sein, weil das sonst später hohen Einfluss auf die Fahrfläche nimmt. Auch die Schienenfüße müssen gegenseitig ausgerichtet werden, damit die Schweißflächen so viel wie möglich an Angriffsfläche für die Schweißung aufweisen können.

ausrichten_des_schweissstosses_1

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Der Einbau von Halbformen für die Schweißung:
Die fertigen Formen (2 Hälften) müssen dem zu schweißenden Schienenprofil ohne Probleme anpassen werden können. Nach dem Anbringen der Formhälften werden diese in sogenannte Haltebleche gespannt und später mit der Spannvorrichtung mittig über der Schweißlücke verspannt.
einbau_der_halbformen_1

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Die Spannvorrichtung:
Die Spannvorrichtung wird nach dem ermittelten Einstellmaß an einen der beiden Schienenköpfe angebracht und dient später zur Halterung der Halbformen in die Haltebleche.

anbringen_der_spannvorrichtung

Der Quarzsand:
Mittels des Quarzsandes werden die Lücken zwischen den Fertigformen, der Spannvorrichtung und den zu schweißenden Schienenenden verfüllt. Er soll dafür Sorge tragen, dass keine heiße Schweißmasse beim Einfüllen in die Fertigformen auslaufen kann.

anbringen_des_quarzsandes

Den Schweißtiegel in Stellung bringen:
Der Abstand zwischen Tiegel und der Form soll nach dem ausrichten nicht mehr als ca. 4 cm betragen. Die Öffnung des Tiegels darf die Form nicht berühren, weil sonst der Verschluss nicht frei liegt und das Auslaufen des heißen flüssigen Thermit-Stahls somit nicht möglich wäre.

vorwaermen_der_schienenenden

den_tiegel_in_stellung_bringen

Einleitung der Umsetzung:
Das Entzündungsstäbchen wird nun an der Flamme des Brenners entzündet, danach steckt man es in die Schweißportion und leitet damit die Umsetzung ein. Nun wird der Tiegel mit der dazugehörigen Tiegelkappe abgedeckt.

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Das Einlaufen der Masse in die Formen (der sogenannte Guss):
Nach der Umsetzung + Ablauf der Wartezeit kann der flüssige Thermit-Stahl über die Kanäle in die Formhohlräume laufen. Nun wird der Stahl vermischt und durch die Erstarrung mit den Schienenenden verschweißt.

das_einlaufen_der_masse_in_die_form

Die Bearbeitung der Schweißung:
Nach etwa 3 Minuten ist der Stahl in der Form erstarrt. Nun können die Formhaltebleche vorsichtig abgenommen werden. Die Kopfwulst wird vorsichtig mit einem Abschergerät abgetrennt, die Fußsteiger und die restlichen Formteile bleiben bis zum völligen Erkalten an der Schweißung bzw. an den Schienenenden.

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Der Grobschliff an der Schweißung:
Nach Beendigung des Abschrottens am Schienenkopf wird die Fahrfläche und die Fahrkante im noch heißen Zustand vorgeschliffen.

ABSCHEREN_DER_SCHWEISSUNG


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Die Reinigung der Schweißung:
Der Schweißstoß muss von Formsandresten und der Halbformen gereinigt werden. Die Schiene darf aber nicht durch Benutzung der Schlagwerkzeuge berührt werden.

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Das Lichtbogen – Schweißverfahren:

Allgemeines:
Beim Zusammenfügen von Schienenstählen ist das Lichtbogenschweißen ein wichtiges Schweißverfahren geworden. Der benötigte Strom dient zur Erzeugung eines elektrischen Lichtbogens, um genügend Hitze zu entwickelt und das Metall zum schmelzen zu bringen. Die gebräuchlichsten Lichtbogenverfahren sind das Wolfram-Inertgas-Verfahren, das Metall-Inertgas-Verfahren, das atomare Lichtbogenschweißen und das atomare Lichtbogenschweißen.

Das Wolfram-Inertgas-Verfahren:
Beim Wolfram-Inertgas-Verfahren wird eine Wolframelektrode verwendet. Hier nutzt man ein chemisch reaktionsträges Gas, um das Metall vor der Oxidation abzuschirmen. Die Wärme des Lichtbogens lässt die Metallkanten schmelzen. Das Metall für die Schweißnaht kann hinzugefügt werden, indem man einen blanken Draht in den Lichtbogen oder an die Spitze der Schweißnaht hält. Dieses Verfahren erzeugt eine Schweißnaht von hoher Qualität, aber die Schweißgeschwindigkeit ist beträchtlicher als bei anderen Schweißverfahren.

Das Metall-Inertgas-Verfahren:
Das Metall-Schutzgasschweißen ist ein Verfahren wobei eine blanke Metallelektrode von der Luft abgeschirmt wird und sie mit Argon oder Kohlendioxid umgeben wird. Die Elektrode wird in den elektrischen Lichtbogen eingeführt und schmilzt und vermischt sich dabei mit dem flüssigen Metall.

Das Elektrisches Widerstands – Schweißverfahren:

Allgemeines:
Beim elektrischen Widerstandsschweißen wird die zum Schweißen erforderliche Wärme durch den elektrischen Strom, unter Nutzung des elektrischen Widerstandes in der Schweißzone, erzeugt.
Die elektrische Abrennstumpfschweißung kann sowohl stationär und auch mit mobilen Maschinen durchgeführt werden.

Das Abbrennstumpfschweißen:
Jeder Werkstoff setzt dem fließenden Strom einen Widerstand entgegen. Die Größe des Widerstandes ist abhängig von dem Querschnitt und der Leitfähigkeit des jeweiligen Werkstoffes.
Der erforderliche elektrische Strom geht nicht verloren, sondern setzt sich in Wärme um. Die Stromstärke sollte möglichst hoch gewählt werden. Die Spannung des Stromes wird so bemessen, dass sie für die Überwindung des Widerstandes ausreicht.

abbrennstumpfschweissund

Beim Abbrennstumpfschweißen gibt es zwei Verfahren:

Das Abbrennstumpfschweißen mit Vorwärmen:
Das Abbrennstrumpfschweißen mit Vorwärmen werden die Arbeitsabläufe in mehrere Schritte eingeteilt. Die Schritte sind Planbrennen, Vorwärmen, Abbrennen, Stauchen, Nachwärmen oder Zwischenwärmen und 2. Stauchschlag. Unebene Schienenstoßflächen müssen vor dem Schweißvorgang gerichtet werden. Durch das Planbrennen, das mit hoher Stromstärke bei Annäherung der zu verschweißenden Enden erfolgt, geschieht das ebnen.

Das Abbrennstumpfschweißen ohne Vorwärmen:
Das Schweißen ohne Vorwärmen werden die Enden in Verbindung gebracht, wodurch sofort das Abbrennen beginnt. Mit fortschreitendem Abbrand wird die Geschwindigkeit gesteigert. Für dieses Verfahren ist eine 3 bis 6 mal größere Stromstärke als beim Schweißen mit Vorwärmen erforderlich.

Quelle: Beschreibungen und Bilder von Thorsten Schaeffer

 
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