Thermit Schweißen: Hans Goldschmidt (* 18. Januar 1861 in Berlin; 21. Mai 1923 in Baden-Baden) war ein

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1 Thermit Schweißen: Der Erfinder: Hans Goldschmidt (* 18. Januar 1861 in Berlin; 21. Mai 1923 in Baden-Baden) war ein deutscher Chemiker. Er war der Erfinder des Thermitverfahrens. Dieser entdeckte um 1890 diese Reaktion, die eine Redoxreaktion ist, da das Aluminium verwendet wird, um das Eisenoxid zu Eisen zu reduzieren, und ließ sie 1895 patentieren. Seit etwa 1920 wird Thermit vorrangig zum Verschweißen von Verbindungsstellen an Gleisen und zum aluminothermischen Schweißen verwendet. Mit dem Thermit-Schweißverfahren können praktisch alle bekannten Schienen unabhängig von ihrer Geometrie und Zusammensetzung lückenlos miteinander verschweißt werden. Bei der Thermit-Reaktion Fe 2 O Al 2 Fe + Al 2 O 3 wird Eisenoxid durch Aluminium reduziert. Durch die große Reaktionswärme gelingt es, flüssigen Stahl ohne externe Energiequellen zu erzeugen und damit Schienenden zu verschweißen. Kurzbeschreibung: An die mit 2,5 cm Lücke ausgerichteten Schienen werden seitlich Gusshalbformen mit Halteblechen angepresst und mit Formsand angedichtet. Mit einer Gasflamme werden dann die Schienenenden samt Form getrocknet und vorgewärmt. Der Schmelztiegel (heute ein fertig gefüllter Einweg-Blechkübel Euro-Tiegel) mit Schamotteauskleidung wird genau über dem Einguss gefüllt mit Thermit Schweißmasse positioniert und mit einem Entzündstäbchen gezündet. Der flüssige Stahl rinnt dabei in die Form, füllt sie und läuft an Steigkanälen über, wobei die Schienenenden etwas aufgeschmolzen werden. Nach kurzer Zeit wird mit einem Abschergerät überschussiges Material beseitigt und anschließend vorgeschliffen.

2 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 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.

3 Die Universal Spannvorrichtung: Die Universal-Spannvorrichtung wird mit einer Schraube an den Schienenkopf angeklemmt. Sie hat 2 schwenkbare Arme, die an den Enden mit je einer Spannschraube mit T-Griff versehen sind und der Anpressung der Gießform dienen. Ihr Spanndruck wird über das Formhalteblech auf die Rückseite der Fertigform übertragen, die dadurch an die Schienen gepresst wird. Der mittlere Rohrstutzen trägt den längs und quer verstellbaren Brennerhalter. Die Fertigformen werden mit Formsand abgedichtet.

4 Der Vorwärmebrenner: Für das Thermit-Schnellschweißverfahren für Kranschienen (SkS) wurde ein Vorwärmebrenner entwickelt, der die erforderlichen Wärmemengen in der Zeit (18 20 Minuten nach SKS Merkblatt) aufbringen und in die Fertigform übertragen kann.

5 Gießtiegel: ( Euro Tiegel 1 ) In dem Tiegel wird die Schweißpackung mit dem Entzündungsstäbchen vorbereitet.

6 Thermit-Prozess: In dem Thermit-Prozess läuft eine Mischung aus Eisenoxid und fein verteilten Aluminium in einem Tiegel, der zur Entzündung gebracht wird. Die entstehende chemische Reaktion (die sog. Umsetzung) liefert flüssiges Eisen und flüssiges Aluminium-Schlacke (Korund), die beide eine Temperatur von ca C haben. Die Schlacke schwimmt wegen ihres geringen Gewichtes auf dem Thermit-Stahl. Nach einer kurzen Wartezeit und nach Ablauf der Umsetzung wird der Tiegel selbständig abgestochen. Der flüssige Stahl wird hauptsächlich für das Schweißen von großen Werkstücken und besonders von Eisenbahnschienen verwendet.

7 Das Abschergerät: Mit dem Abschergerät kann der überstehende Thermit-Stahl am Schienenkopf sauber, schnell und bequem beseitigt werden. Durch die Beschränkung auf die Kopfscherung bleibt das Abschergerät leicht und handlich, denn die übrige Form der Schweißung an Steg und Fuß bleibt wegen der notwendigen langsamen Abkühlung der Schweißung zunächst erhalten. Schweißstoß nach dem abscheren:

8 Der Grobschliff an der Schweißung: Nach Beendigung des Abschrottens am Schienenkopf wird die Fahrfläche und die Fahrkante im noch heißen Zustand vorgeschliffen. Achtung Gefährlich Löschversuche mit Wasser sowie Feuchtigkeit führen zu einer weiteren Redoxreaktion, in der das Wasser von den unedleren Metallen reduziert wird und so Metalloxid und Wasserstoff entstehen. Der dabei entstehende Wasserstoff reagiert bei diesen Temperaturen wieder mit Luftsauerstoff zu Wasser, das wiederum mit Aluminium und Eisen reagiert. Die Anwesenheit von Wasser stellt daher eine große Gefahr bei der Thermitreaktion dar und führt zum explosionsartigen Ausschleudern glutflüssiger Stoffe sowie zu explosionsfähigen Wasserstoff-Sauerstoff-Mischungen (Knallgas) Quellen : Bilder: Clemens Früchting