DE2161965C3

DE2161965C3 - Process for the production of wear-resistant rails

Info

Publication number: DE2161965C3
Application number: DE2161965A
Authority: DE
Inventors: Gerhard 4300 Essen Arndt
Original assignee: Elektro Thermit GmbH
Current assignee: Goldschmidt ETB GmbH
Priority date: 1971-12-14
Filing date: 1971-12-14
Publication date: 1980-08-14
Also published as: NO133677B; SE372963B; AT322948B; US3813760A; IT973741B; SE372960B; NL173296C; CH544607A; BE792056A; DE2161965B2; NL7216864A; NL173296B; NO133677C; DK147499B; GB1389098A; DK147499C; DE2161965A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Schienen mit hochverschleißfester Fahrkante bzw. seitlicher Führungsfläche und/oder Lauffläche durch Ausarbeiten der Fahrkante bzw. seitlichen Führungsfläche und/oder Lauffläche unter Bildung einer Ausnehmung und Ausfüllen der Ausnehmung durch Aufschweißen eines Schweißdrahtes oder Schweißbandes. The invention relates to a method for producing rails with a highly wear-resistant running edge or lateral guide surface and / or running surface by working out the running edge or lateral guide surface and / or running surface with the formation of a recess and filling of the recess through Welding on a welding wire or sweatband.

Es ist bekannt, daß ausgefahrene Schienen zurIt is known that extended rails for

Wiederherstellung des Profils an den beanspruchten Teilen des Schienenkopfes aufgeschweißt und anschließend beschliffen werden. Diese Arbeiten können sowohl im ein- als auch im ausgebauten Zustand der Schienen ausgeführt werden.Restoration of the profile welded to the stressed parts of the rail head and then be ground. This work can be done both in the installed and in the dismantled state of the rails.

So ist aus der US-PS 1127177 bekannt, durch Aufschweißen von widerstandsfähigen Metallegierungen die besonders beanspruchten Stellen von Schienen zu verstärken. Dabei wird der hier vorzugsweise verwendete Manganschweißwerkstoff auf die Schienenkopf- oder Schienenseitenfläche aufgeschweißt. Es wird weiter in der US-PS 1 501 092 eine Rillenschiene beschrieben, die durch Einlagen eines harten Metalls vor frühzeitiger Abnutzung gesichert ist. Die Metalleinlagen werden hier durch Walzen, Gießen oder Schmieden eingebracht. Der DE-PS 829029 kann man weiter entnehmen, daß mit Hilfe des automatischen Auftragschweißens abgenutzte Straßenbahnschienen wiederhergestellt werden können.So is known from US-PS 1127177, by welding of resistant metal alloys to the particularly stressed areas of rails strengthen. The manganese welding material preferably used here is applied to the rail head or welded on the rail side surface. It is further described in US-PS 1 501 092 a grooved rail, which is secured against premature wear by inlaying a hard metal. The metal inserts are introduced here by rolling, casting or forging. The DE-PS 829029 can be continued infer that with the help of automatic build-up welding worn tram tracks can be restored.

Bisher war es die Regel, ausgefahrene Schienen im eingebauten Zustand aufzuschweißen, wobei vorzugsweise Zusatzwerkstoffe verwendet wurden, die gegenüber dem Schienenwerkstoff eine erhöhte Verschleißfestigkeit aufweisen. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß die bisherige Arbeitsweise den durch den verstärkten Fährbetrieb bedingten Anfoiderungen an die Lauf- und Führungsfläche der Schiene nicht mehr genügt. Die erhöhten Fahrgeschwindigkeiten erfordern außerdem genaueste Profilierung der aufgeschweißten Flächen, die im eingebauten Zustand nicht erreicht werden kann.So far it has been the rule to weld extended rails in the installed state, preferably Filler materials have been used that have an increased wear resistance compared to the rail material exhibit. However, it has been found that the previous mode of operation by the Increased ferry operations no longer caused irritation of the running and guiding surface of the rail enough. The increased travel speeds also require the most precise profiling of the welded ones Areas that cannot be reached when installed.

Weiterhin hat sich gezeigt, daß sich bei Verwendung der bekannten, verschleißfesten Zusatzwerkstoffe für diese Auftragschweißung ein erhöhter Abrieb der Spurkränze der Laufräder ergab. Hierdurch wurden die Fahreigenschaften der Fahrzeuge verschlechtert und die Zweckmäßigkeit und Wirtschaftlichkeit der Wiederherstellung ausgefahrener Schienen durch Auftragschweißungen in Frage gestellt.Furthermore, it has been shown that when using the known, wear-resistant additional materials increased wear for this build-up welding the flanges of the running wheels. As a result, the driving characteristics of the vehicles were impaired and the convenience and economy of restoring extended rails questioned by surfacing.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Schienen mit hochverschleißfester Fahrkante bzw. seitlicher Führungsfläche und/oder Lauffläche herzustellen, wobei zweckmäßig die Schiene bereits vor ihrem Einbau, also eine neue Schiene, mit der hochverschleißfesten Fahrkante bzw. seitlichen Führungsfläche und/oder Lauffläche versehen wird oder bereits verlegte Schienen ausgebaut, mit der verschleißfesten Fahrkante werkstattmäßig versehen und anschließend wieder eingebaut werden. Dabei wird angestrebt, daß die Fahrkante bzw. seitliche Führungsfläche und/oder Lauffläche extrem hohe Verschleißfestigkeit aufweist und die so behandelte Schiene somit eine lange Liegedauer erreicht und daß durch exakten Schliff das für gute Laufeigenschaften erforderliche genaue und gleichmäßige Schienenprofil wiederhergestellt wird. Dabei ist es zweckmäßig, daß die erforderlichen Arbeiten möglichst werkstattmäßig und automatisch ausgeführt werden.The invention is based on the object of providing rails with a highly wear-resistant running edge or lateral Produce guide surface and / or running surface, with expediently the rail already before her Installation, i.e. a new rail, with the highly wear-resistant running edge or lateral guide surface and / or running surface is provided or rails that have already been laid are removed with the wear-resistant The driving edge can be provided in the workshop and then reinstalled. The aim is that the running edge or lateral guide surface and / or running surface has extremely high wear resistance and the splint treated in this way thus achieves a long service life and that, thanks to the precise grinding, that for good running properties required precise and uniform rail profile is restored. It is useful that the required work as possible in a workshop and automatically are executed.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Ausarbeiten der Fahrkante bzw. seitlichen Führungsfläche und/oder Lauffläche unter Bildung einer im wesentlichen rechteckigen Ausnehmung erfolgt, wobeiAccording to the invention, this object is achieved in that the working edge or lateral Guide surface and / or running surface with the formation of an essentially rectangular recess takes place, where

a) im Falle des Ausarbeitens der Fahrkante bzw. der seitlichen Führungsfläche die rechteckige Ausnehmung eine. Höhe (b) von mindestens 10 mm und maximal 34 mm und eine Breite (α) von mindestens 3 mm und maximal 10 mm auf-a) in the case of working out the running edge or the lateral guide surface, the rectangular recess a. Height (b) of at least 10 mm and a maximum of 34 mm and a width (α) of at least 3 mm and a maximum of 10 mm.

weist, bzw.shows or

b) im Falle des Ausarbeitens der Lauffläche eine oder mehrere im wesentlichen mittig und parallel zur Schienenlängsachse angeordneten Ausnehmungen eine Höhe (b) von mindestens 3 mm und maximal 8 mm und eine freite (α) von mindestens 10 mm und maximal 30 mm aufweisen, und die Ausnehmungen durch Aufschweißen eines Schweißdrahtes oder Schweißbande s der Zusammensetzung (Gew.-%)b) in the case of finishing the running surface, one or more recesses arranged essentially centrally and parallel to the longitudinal axis of the rail have a height (b) of at least 3 mm and a maximum of 8 mm and a free space (α) of at least 10 mm and a maximum of 30 mm, and the recesses by welding a welding wire or welding band s of the composition (wt .-%)

C = 0,45 bis 0,65
Si = 0,30 bis 0,50
Ni = 3,00 bis 4,00
Mn = 13,00 bis 16,00C = 0.45 to 0.65
Si = 0.30 to 0.50
Ni = 3.00 to 4.00
Mn = 13.00 to 16.00

Rest Fe und herstellungsbedingte Verunreinigungen ausgefüllt werden.Remainder Fe and manufacturing-related impurities are filled.

Zweckmäßig erfolgt das Ausarbeiten der Fahrkante bzw. seitlichen Führungsfläche und/oder Lauffläche und die Bildung der Schweißfuge durch Schleifen, Hobeln, Fräsen oder Lichtbogen-Fugenhobeln. Dadurch ist sichergestellt, daß sich die Schiene nur geringfügig erwärmt.The running edge or the lateral guide surface and / or the running surface is expediently worked out and the formation of the weld joint by grinding, planing, milling or arc gouging. Through this it is ensured that the rail only heats up slightly.

Von besonderem Vorteil ist es, wenn im Falle des Ausarbeitens der Fahrkante bzw. der seitlichen Führungsfläche die rechteckige Ausnehmung eine Höhe b von 25 mm und eine Breite α von 6 mm hat bzw. im Falle des Ausarbeitens der Lauffläche die Ausnehmung eine Höhe b von 5 mm und eine Breite α von 20 mm hat.It is particularly advantageous if, in the case of working out the running edge or the lateral guide surface, the rectangular recess has a height b of 25 mm and a width α of 6 mm, or in the case of working out the running surface, the recess has a height b of 5 mm and a width α of 20 mm.

Diese Angaben für Höhe und Breite der Ausneh- jo mungen haben sich in'langen praktischen Vermachen ergeben, da der Auftragschweißung wegen der Riß- und Bruchanfälligkeit der Schienen Grenzen gesetzt sind. Eine zu große Schweißgutmenge erfordert die Einbringung zu hoher Wärme, wodurch in der Schiene Spannungen erzeugt werden, die zu Rissen oder Brüchen führen können. Eine zu geringe Schweißgutmenge kann zu Schweißnahtrissen führen und damit später zu Ausbröckelungen bzw. ebenfalls zu Rissen Anlaß geben.These details for the height and width of the recess mings have long, practical legacies result, since the build-up welding is limited because of the susceptibility to cracks and breakage of the rails are. Too large a quantity of weld metal requires the introduction of too much heat, which in the rail Stresses are generated that can lead to cracks or fractures. Insufficient amount of weld metal can lead to weld seams and thus later to crumbling or also to cracks To give reason.

Der erfindungsgemäß zu verwendende Schweißdraht oder das erfindungsgemäß zu verwendende Schweißband der angegebenen Zusammensetzung läßt sich auf der kalten Schiene verschweißen. Die Druckverfestigung der aufgeschweißten Legierung erfolgt durch den Raddruck beim Befahren. Eine spezielle Schienenvorwärmung kann entfallen.The welding wire to be used according to the invention or that to be used according to the invention Sweatband of the specified composition can be welded on the cold rail. the Compression hardening of the welded alloy takes place through the wheel pressure when driving on it. A special one Rail preheating can be omitted.

Vorzugsweise wird der Schweißdraht oder das Schweißband nach dem elektrischen Lichtbogenverfahren, insbesondere nach dem Unter-Pulver-Schweißverfahren, aufgeschweißt.Preferably, the welding wire or the welding tape is made using the electric arc process, especially using the submerged arc welding process.

Innerhalb der Grenzen der Zusammensetzung der erfindungsgemäß angegebenen Legierung ist eine Legierung bevorzugt, deren Kohlenstoffgehalt 0,55 bis 0,60, Siliciumgehalt 0,35 bis 0,40, Nickelgehalt 3,60 bis 3,70, Mangangehalt 14,00 bis 15,00, Rest Eisen und herstellungsbedingte Verunreinigungen, ist. Bei einem Draht dieser Zusammensetzung erzielt man ein Optimum an Verschweißbarkeit, Bearbeitbarkeit, Duktilität, Kaltverfestigung und Gleiteigenschaften.An alloy is within the limits of the composition of the alloy specified according to the invention preferred, their carbon content 0.55 to 0.60, silicon content 0.35 to 0.40, nickel content 3.60 up to 3.70, manganese content 14.00 to 15.00, the remainder being iron and impurities resulting from production. at a wire of this composition achieves optimum weldability, machinability, Ductility, work hardening and sliding properties.

Um den Verzug der Schiene beim Aufschweißen auf ein Minimum zu begrenzen, wird vorzugsweise die Schiene entweder beim Aufschweißen gegengewärmt oder nach dem Aufschweißen durch Gegenwärmung gerichtet.In order to limit the distortion of the rail during welding to a minimum, the Rail either counter-heated during welding or by counter-heating after welding directed.

Der Fertigschliff nach dem Schweißen soll profilgerechte Maße ergeben. Aus dieser Forderung geht hervor, daß ein Handschliff nur bedingt geeignet ist. Vorzugsweise wird daher für das Verschleifen ein Schleiforgan verwendet, welches über die gesamte Länge der Schiene hin- und hergleitet. Bei korrektem Aufspannen der Schiene ist es möglich, durch feinstufige Einstellung des Schleifsteines das geforderte Schienenkopfprofil zu schleifen.The final grinding after welding should result in dimensions that match the profile. From this requirement it follows that that manual sanding is only suitable to a limited extent. Therefore, a Used grinding element, which slides back and forth over the entire length of the rail. With correct It is possible to clamp the rail by fine-tuning the grindstone To grind the rail head profile.

Praktische Versuche haben ergeben, daß eine erfindungsgemäß bearbeitete Schiene allen geforderten Ansprüchen gerecht wird. Durch die werkstattmäßige Ausführung der einzelnen Arbeitsgänge ist ein zügiges und reproduzierbares Arbeiten gewährleistet.Practical tests have shown that a rail machined according to the invention meets all requirements Requirements. The workshop-like execution of the individual work steps is a quick one and reproducible work guaranteed.

Die folgenden Abbildungen sollen den Gegenstand der Erfindung verdeutlichen. Dabei ist inThe following figures are intended to clarify the subject matter of the invention. In

Abb. 1, bei der die seitliche Lauffläche und Fahrkante der Schiene erfindungsgemäß bearbeitet ist. mit α die Breite und mit b die Höhe der profilgemäß bearbeiteten Schweißnaht bezeichnet.Fig. 1, in which the lateral running surface and running edge of the rail is processed according to the invention. with α the width and with b the height of the weld seam machined according to the profile.

Abb. 2 zeigt eine Schiene, bei der das erfindungsgemäße Verfahren nur an der seitlichen Fahrkante der Schiene durchgeführt worden ist. α und b haben wiederum die gleiche Bedeutung.Fig. 2 shows a rail in which the method according to the invention has only been carried out on the lateral running edge of the rail. α and b again have the same meaning.

Abb. 3 zeigt eine erfindungsgemäß bearbeitete Schiene mit aufgeschweißter und bearbeiteter Lauffläche. Fig. 3 shows a rail machined according to the invention with a welded and machined running surface.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

b) Claims:

1. Process for the production of rails with a highly wear-resistant running edge or sideways Guide surface and / or running surface by working out the running edge or lateral guide surface and / or running surface to form a Recess and filling of the recess by welding a welding wire or Sweatband, characterized in that the working edge or lateral Guide surface and / or running surface with the formation of an essentially rectangular recess takes place, where

a) in the case of working out the driving edge or the lateral guide surface, the rectangular recess has a height (b) of at least 10 mm and a maximum of 34 mm and a width (a) of at least 3 mm and a maximum of 10 mm.
in the case of finishing the running surface, one or more recesses arranged essentially centrally and parallel to the longitudinal axis of the rail have a height (b) of at least 3 mm and a maximum of 8 mm and a width (a) of at least 10 mm and a maximum of 30 mm,
and the recesses by welding a welding wire or welding tape of the composition (% by weight)
C = 0.45 to 0.65
Si = 0.30 to 0.50
Ni = 3.00 to 4.00
Mn = 13.00 to 16.00

The remainder is Fe and production-related impurities
fill out.

2. The method according to claim 1, characterized in that in measure a) the height (b) is 25 mm and the width (α) is 6 mm.

3. The method according to claim 1, characterized in that in measure b) the height (ft) 5 mm and the width (α) 20 mm.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that a welding wire or a sweatband with the composition C = 0.55 to 0.60

Si = 0.35 to 0.40
Ni = 3.60 to 3.70
Mn = 14.00 to 15.00

The remainder is Fe and production-related impurities
is used.