Kurzbeschreibung
Das Themengebiet dieses Projektes handelt vom Verbindungsschweißen von Schienenstählen im Gleis.
Das zurzeit am häufigsten eingesetzte aluminothermische Schweißen (Thermit Schweißen) ist ein Gieß-Prozess und hat deshalb prozessbedingte Nachteile beim Schweißen von Schienen. Diese sind die unzureichende Festigkeit und Zähigkeit des Schweißguts aufgrund des Gußgefüges (Poren und Schlackeneinschlüsse). Des Weiteren werden durch die eingebrachte Wärmemenge die mechanischen Eigenschaften in der breiten Wärmeeinflusszone herabgesetzt. Es ist nur bedingt möglich die geforderten unterschiedlichen Eigenschaften der Schweißung über den Profilquerschnitt zu erreichen. Diese Eigenschaften sind hohe Zähigkeit des Schienenfußes und –stegs, sowie hohe Härte des Schienenkopfes um eine ausreichende Verschleißfestigkeit zu gewährleisten. Zudem hängt die Qualität einer aluminothermischen Schweißung von den Fertigkeiten des ausführenden Schweißers ab da es sich nur um einen semi-automatischen Prozess handelt. Deshalb besteht eine große Nachfrage für die Entwicklung eines neuen, automatisierten und baustellentauglichen Schienenschweißprozesses, basierend auf dem Schutzgasschweißprozess (MAG). Oben genannte Faktoren müssen dabei natürlich berücksichtigt werden. Weiters ist es auch unerlässlich das Umwandlungsverhalten des Werkstoffes genau zu kennen. Für die Qualifizierung eines neuen Schienenstahls ist das aluminothermische Schweißen ein Pflicht- und Ausscheidekriterium. Für den Eisenbahn Verkehr ist eine manuelle Schweißung der Schienen nicht zulässig, da der Einfluss des Menschen (Qualifikation, Geschicklichkeit, Tagesverfassung) nicht toleriert wird. Für andere Anwendungen (Straßenbahn, U-Bahn, Kranschienen) ist der manuelle Lichtbogenschweißprozess (E-Hand, MAG) allerdings zulässig. Bis heute ist die Entwicklung eines neuen Schweißprozesses aufgrund folgender Faktoren gescheitert: Geometrie der Schienen, Wetter, Sperrzeit der Strecke, Herstellung der Schweißlücke, Positionieren der Schienenenden, Vor- und Nachwärmung der Fügestelle und zuletzt Walztoleranzen der Schienen. Die Automatisierung des Prozesses ist daher ein kritischer Faktor. Am Ende des Projektes wird eine Schweißanweisung (WPS) erwartet, welche die Grundlage für die Qualifizierung des Schweißverfahrens legt. Die erfolgreiche Schweißverfahrensprüfung legt wiederum die Grundlage zur Durchführung der Schienen-Verbindungs-Schweißungen mit dem neuen Prozess.
