Ein weiterer Streifzug durch Fragen der Schienenschweißtechnik

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1 Thomas Cerncic, TB Cerncic, Linz - Österreich Ein weiterer Streifzug durch Fragen der Schienenschweißtechnik Wenn die Neugier sich auf ernsthafte Dinge richtet, dann nennt man das Wissensdrang. Ebner-Eschenbach 8. Fachtagung Oberbauschweißtechnik, SLV Hannover Überblick Ein paar Blicke auf Fragen zu Läßt sich das Risiko beim aluminothermischen Schweißen von Kranbahnen minimieren? AT-Schweißungen auf Stahlkonstruktionen Beschleifung von Schienenstößen Projekt Schweißen von höherfesten Rillenschienen Mit freundlicher Genehmigung: Kranbau Köthen GmbH Überblick AT-Schweißen auf Stahlkonstruktionen Wie hoch ist die RADLAST Q bei schweren Stahlwerkskränen? Läßt sich das Risiko beim aluminothermischen Schweißen von Kranbahnen minimieren? Q = to? AT-Schweißen auf Stahlkonstruktionen AT-Schweißen auf Stahlkonstruktionen 1

2 Läßt sich das Risiko beim aluminothermischen Schweißen von Kranbahnen minimieren? Was ist bei der Beschleifung von Schienenstößen zu beachten? Ja! Mit entsprechenden Vorkehrungen sind Schienen auf Stahlkonstruktionen sicher AT-schweißbar! AT-Schweißen auf Stahlkonstruktionen Wie tief ist die angekratzte Stelle? Wie tief ist die angekratzte Stelle?? a = mm azul -0,2 /-0,1 mm! DB Ril Korrekte Beschleifung Da schleifen, wo was zum Schleifen ist = Schweißung! Was ist bei der Beschleifung von Schienenstößen zu beachten? Warmschliff Kaltschliff 2

3 Was ist bei der Beschleifung von Schienenstößen zu beachten? Warum bilden sich bei AT - Schienenschweißungen fallweise Dellen? Kurze Schleifung ist NICHT die Lösung Schleifen, wo es erforderlich ist! = SCHWEISSUNG selbst! STATUS Forschungsprojekt mit STATUS Forschungsprojekt mit Härte entspricht gängigen Forderungen Versuche am Rollprüfstand aktuell keine Reproduktion möglich, Optimierung erforderlich VERSCHLEISS Härte FORMÄNDERUNG Plastifizierungsverhalten begünstigende Einflüsse Grundlagen Formänderung (Materialverformung) Elastische Materialverformung Abstand: 2,87 Å 0, mm 3

4 Plastische Materialverformung σ v = σ τ 2 > Rp 0, 2 Vorstellungsmodell Beispiele für Scherspannung τ Plastische Materialverformung High Pressure Torsion - Versuch Zugversuch Festigkeit eingedelltes Mat. Schienen Mat. HPT-Versuch Verfestigung im Laufen Materialverhalten bei hohen Scherkräften Plastisch Verfestigend Begünstigende Einflüsse Eigenspannungen Gibt es Besonderheiten beim AT-Schweißen von höherfesten Rillenschienen? 4

5 Gängige Anmerkungen zu diesem Thema höherfeste Rillenschienen sind nicht schweißbar da sind so hohe Eigenspannungen, die Schweißung bricht bei einem Hammerschlag Die Schienen haben so hohe Eigenspannungen, das war der Auslöser Besonderheit I: Geometrie + Längenänderung Eigenspannungsentstehung 2 % Volumsänderung Besonderheit I: Geometrie + Schwindung Eigenspannungsentstehung Besonderheit II: Höherfester Stahl Eigenspannungsentstehung Besonderheit III: Vorwärmung Vorwärmbild Eigenspannungsentstehung, Kristallisation Besonderheit IV: Vorwärmung Sonstiges Einschlüsse, Eigenspannungsentstehung, Kristallisation Flammentemperatur O 2 C 3 H 8 : x = 5 mm: 2700 C Zulässige Temperaturen: SiO 2 : 1700 C Al 2 O 3 : 2000 C 5

6 Besonderheit IV: Vorwärmung Sonstiges Einschlüsse, Eigenspannungsentstehung, Kristallisation Conclusio: Cerncic durchgeführte Schweißungen 24 Stück: Bruchkraft Mittelwert 1440 kn Durchbiegung Mittelwert 13,8 mm Conclusio: Können die Eigenspannungen der Schiene die Schweißung zum Brechen bringen? Bei konsequenter Einhaltung der speziellen Randbedingungen sind höherfeste Rillenschienen tadellos verschweißbar! Schieneneigenspannungen nahe der Schweißung Temperaturniveaus Umwandlungen Schieneneigenspannungen nahe der Schweißung Schieneneigenspannungen nahe der Schweißung 6

7 Schieneneigenspannungen Wie verfährt man richtig bei der Sicherstellung von Schadensfällen? werden - abhängig vom Wärmeeintrag in die Schiene nahe der Schweißung komplett aufgelöst bzw. abgemindert Schieneneigenspannungen nahe der Schweißung Beispiel I für ungünstigen Umgang Vernichtung von Information! Beispiel II für ungünstigen Umgang Vernichtung von Information! UT-Fehler bei AT-Schweißung knappes Heraustrennen, um Drüberschweißen zu können Schweißbruch Thermisches Trennen, knapp am Schadensfall Beispiel III für ungünstigen Umgang??? Fehlende Rückverfolgbarkeit! Mehrere Proben nicht identifizierbare Untersuchungsobjekte Fehlende Bezeichnungen Fehlende Rückverfolgbarkeit Richtig: Dokumentation VOR der Entnahme! (RÜCKVERFOLGBARKEIT!!!) * Beschriftung vor dem Fotografieren * Übersichtsfoto * Detailfotos * ggf. Maszstab anlegen 7

8 Richtig: Entnahme! * Beschriften * Entnahme fotografieren * Wenn möglich: Kaltschnitt! * Abdecken des Schadens beim Schnitt! * Ausreichende Entfernungen zum Schaden bzw. zu relevanten Details Wie verfährt man richtig bei der Sicherstellung von Schadensfällen? Achten Sie Rückverfolgbarkeit! Zerstören Sie keine wichtigen Informationen! Dokumentieren Sie! Meine Lieblingsidee war es, die Lokomotive auf die Straße zu stellen. Ich wollte sie aus ihrer Zwangsläufigkeit befreien. Ich wünsche Ihnen schöne Schienenschweißungen! Ihr Thomas Cerncic Benz Überblick 8