Die Sicherheit von Schienen wirkt sich direkt auf ihre Leistungsfähigkeit aus. Angesichts der Bedeutung von Schienennetzen für den Handel und den Kommunikationsverkehr ist es von entscheidender Bedeutung, ihre Sicherheit und Zuverlässigkeit zu gewährleisten. Das Schweißen von Schienen ist eine der Aufgaben, die nicht nur die Sicherheit von Schienennetzen gewährleistet, sondern auch ihre Leistungsfähigkeit erheblich verbessert. Je nach Anwendung, Standortgestaltung und Bedingungen werden verschiedene Schweißverfahren eingesetzt, um die Wirksamkeit zu maximieren. In diesem Blogbeitrag gehen wir detailliert auf die verschiedenen Schweißverfahren und ihre jeweilige Rolle in der Eisenbahnindustrie ein.

Eine Einführung in das Schienenschweißen

Um die Schienensegmente miteinander zu verbinden, gibt es zwei Hauptansätze: Schienenverbindungen und Schweißschienen. Schienenverbindungen, auch als Laschen oder Verbindungsstangen bezeichnet, sind ein traditioneller Ansatz, bei dem die Schienensegmente mit Schienenbolzen oder Spikes miteinander verbunden werden. Das Schweißen von Schienen hingegen ist ein modernes Verfahren, bei dem Schienensegmente verschweißt werden, um eine durchgehende Schiene zu schaffen. Aus diesem Grund wird dieses Verfahren auch als durchgehend geschweißte Schienen (CWR) bezeichnet. Da herkömmliche Schienenverbindungen im Laufe der Zeit zu Problemen hinsichtlich der Sicherheit und des Betriebs von Eisenbahnen führen können, hat sich das Schweißen von Schienen als alternative Lösung etabliert.

Die Inspektion von Schienenschweißnähten und ihre Bedeutung für die Sicherheit im Schienenverkehr

Wenn das Schienenschweißen nicht ordnungsgemäß durchgeführt wird oder die verwendete Methode für die Schienenbedingungen nicht geeignet ist, kann dies zu potenziellen Mängeln wie Rissen, Beschädigungen und Unfällen führen. Es stehen verschiedene Lösungen zur Verfügung, um sicherzustellen, dass eine Schienenschweißmethode geeignet ist und ordnungsgemäß durchgeführt wird. Die visuelle Inspektion, entweder traditionell oder automatisch, ist eine der gängigen Methoden. zerstörungsfreie Prüfung Methoden zur Prüfung von Schienenschweißnähten. Diese Methode ist jedoch nicht besonders zuverlässig. Eindringprüfung, Radiographie und Magnetpulverprüfung sind weitere effiziente zerstörungsfreie Methoden, mit denen Schienenschweißnähte geprüft und ihre Eignung sichergestellt werden kann.

Wirbelstromprüfung und Ultraschallprüfung sind jedoch die zuverlässigsten zerstörungsfreien Prüfverfahren, die eine wichtige Rolle bei der Inspektion von Schienenschweißnähten und der Identifizierung potenzieller Fehler spielen. Die Lasermessung ist ein weiteres zerstörungsfreies Prüfverfahren, mit dem Schienenschweißnähte effizient inspiziert werden können. Auf diese Weise werden die Eigenschaften und die Sicherheit der Gleise gewährleistet. Darüber hinaus bieten verschiedene Arten des Schienenschweißens je nach Verfahren, Schienenmaterialien, -typen und -zuständen unterschiedliche Qualitätsstufen. Hier sind die gängigsten Schienenschweißverfahren sowie ihre Vorteile und Herausforderungen aufgeführt.

Verschiedene Arten des Schienenschweißens

Die Art des Schienenschweißens hängt von vielen Faktoren ab. Die Anwendung des Schienenschweißens ist ein wichtiger Faktor bei der Auswahl der Schienenschweißverfahren. So muss sich beispielsweise das Verfahren für das Feldschweißen (vor Ort) von dem für das Werksschweißen (in der Fabrik) unterscheiden. Die Gestaltung und der Zustand des Standorts, die gewünschte Schweißqualität, das Schienenmaterial, das Budget und der Zeitplan sind weitere Faktoren, die die Wahl der Schienenschweißverfahren beeinflussen. Die gängigsten Arten des Schienenschweißens sind folgende:

• Thermit-Schweißen Das Thermit-Schienenschweißen ist eine der traditionellsten und gängigsten Methoden des Schienenschweißens, bei der durch eine chemische Reaktion aus einer Mischung von Aluminium und Eisenoxid extreme Hitze erzeugt wird. Die erzeugte Hitze schmilzt beide Schienenenden und verbindet sie mithilfe einer speziellen Form. Diese Methode eignet sich aufgrund ihrer Kosteneffizienz, Langlebigkeit und Einfachheit besonders für Schweiß- und Reparaturarbeiten vor Ort, insbesondere in Fällen, in denen ein Austausch der Gleise kostspielig wäre. Das Thermit-Schienenschweißen ist jedoch ein zeitaufwändiger Prozess und kann nur von erfahrenen und qualifizierten Fachkräften durchgeführt werden.
• Gasdruck-Schweißen Das Gasdruckschweißen ist ein weiteres Verfahren zum Schweißen von Schienen, bei dem die Gasflamme aus der Reaktion von Sauerstoff und Acetylen (Autogenschweißen) beide Enden der Schienen erhitzt und sie formbar macht. Anschließend werden die erweichten Schienen durch Druck geschmiedet, um eine nahtlose Verbindung herzustellen. Das Gasdruckschweißen eignet sich für das Schweißen vor Ort und erfordert spezielle Ausrüstung, was mit hohen Kosten und einem zeitaufwändigen Verfahren verbunden ist. Es kann jedoch eine der besten Methoden zum Schweißen von Schienen sein, da es eine nahtlose und starke Verbindung zwischen zwei Schienen ohne zusätzliches Füllmaterial herstellt.
• Elektroschweißen Das Lichtbogenschweißen ist ein vielseitiges Verfahren, das sowohl im Bauwesen als auch in der Instandhaltung in der Eisenbahnindustrie eingesetzt werden kann. Bei diesem Verfahren schmilzt die durch einen Lichtbogen erzeugte Wärme sowohl die Schienenenden als auch die Elektrode und bereitet sie so für die Formung und Verbindung miteinander vor. Neben seiner Anwendung in der Instandhaltung und im Bauwesen kann das Lichtbogenschweißen für verschiedene Schienentypen eingesetzt werden. Dieses Verfahren ist zudem kostengünstig und erzeugt eine hochwertige Schweißnaht. Es ist jedoch entscheidend, die Vorwärmung und den gesamten Prozess des Lichtbogenschweißens ordnungsgemäß durchzuführen, um Risse in der Schweißnaht zu vermeiden.
• Stumpfschweißen Das Flash-Stumpfschweißen, auch bekannt als Widerstandsschweißen, ist ein gängiges Verfahren, bei dem zwei Schienensegmente mithilfe von elektrischem Widerstand miteinander verbunden werden. Durch das Leiten eines starken elektrischen Stroms durch den Spalt zwischen zwei Schienenenden wird elektrischer Widerstand erzeugt. Die durch den elektrischen Widerstand entstehende Wärme schmilzt die Schienenenden leicht. Bei der richtigen Temperatur werden zwei Schienensegmente zusammengedrückt, wodurch eine Verbindung entsteht. Diese Methode erfordert spezielle Ausrüstung und geschulte Bediener, um ordnungsgemäß durchgeführt zu werden. Das Blitzschweißverfahren gilt jedoch als effiziente Methode mit langer Lebensdauer.
• Laserschweißen Als fortschrittliches Verfahren nutzt das Laserschweißen modernste Technologie, um Schienensegmente miteinander zu verbinden. Bei diesem Verfahren werden beide Enden der Schienen mit einem Hochleistungslaser geschmolzen und miteinander verbunden. Das Laserschweißen ist ein umweltfreundliches, aber kostspieliges Verfahren, das von erfahrenen Fachkräften durchgeführt werden muss, um glatte und dauerhafte Schweißnähte zu erzielen.

Welches Schienenschweißverfahren ist besser: Ein umfassender Vergleich

Das Schweißen ist sowohl bei der Instandhaltung als auch beim Bau ein entscheidender Prozess. Durch die Herstellung einer durchgehenden Schiene maximiert das Schweißen die Sicherheit der Eisenbahn, was sich direkt auf ihren Betrieb auswirkt. Dementsprechend spielt die Wahl der richtigen Schienenschweißmethode eine entscheidende Rolle. Die Schienenschweißmethoden unterscheiden sich je nach Zustand, Anwendung, Typ und Material der Schienen. Das verfügbare Budget und der Zeitaufwand sind weitere wichtige Faktoren, die bei der Auswahl der Schienenschweißverfahren berücksichtigt werden sollten. Die folgende Tabelle enthält einen umfassenden Vergleich verschiedener Schienenschweißverfahren hinsichtlich ihrer Anwendung, Schweißqualität, Haltbarkeit, Kosten und der für die Durchführung erforderlichen Zeit.

Schlussfolgerung

Die Sicherheit im Schienenverkehr ist das vorrangige Ziel jeder Wartungs- und Bauaufgabe. Schweißen ist ein entscheidendes Konzept, das die Sicherheit und Zuverlässigkeit von Schienennetzen gewährleistet. Je nach den Eigenschaften und Bedingungen der Schiene gibt es verschiedene Arten des Schweißens, die jeweils unterschiedliche Qualitäts- und Haltbarkeitsgrade bieten. Das Verständnis der Schweißverfahren für Schienen sowie ihrer Vorteile und Herausforderungen kann Ihnen bei der Auswahl des richtigen Verfahrens erheblich helfen.