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Aluminothermisches Schweißen: was ist das? - Erklärung

Aluminothermisches Schweißen ist ein spezielles Verfahren, dass vorwiegend zum Verschweißen von Schienensträngen verwendet wird. Aluminothermisches Schweißen setzt beim Anwender eine genaue Kenntnis der Abläufe und Gefahren voraus, und ist nur von Fachpersonal auszuführen.

Thermitschweißen sorgt für feste Schienenstränge.
Thermitschweißen sorgt für feste Schienenstränge.

Was bedeutet Aluminothermisches Schweißen

  • Aluminothermisches Schweißen (auch Thermitschweißen genannt), ist ein Verfahren, dass die Redoxreaktion zwischen Eisen(III)oxid und Aluminium nutzt, wobei Aluminium als Reduktionsmittel wirkt.
  • Die häufigste Verwendung findet das Aluminothermische Schweißen beim Verschweißen von Bahnschienen.
  • Da die Reaktion sehr stark exotherm (wärmeerzeugend) abläuft, ist nach Ingangsetzen der Reaktion kein weiterer Energieeinsatz nötig.
  • Der chemische Vorgang wird mit der Formel Fe2O3 + 2 Al → 2Fe + Al2O3 beschrieben.

Wie Aluminothermisch geschweißt wird

  • Wie aus der Formel zu entnehmen ist, benötigt die Reaktion keinen externen Sauerstoff. Aufgrund der Tatsache, dass weder externe Energie noch Sauerstoff zugeführt werden müssen, kann dieses Verfahren sowohl unter Wasser als auch unter Sand oder anderen Medien angewendet werden.
  • Die bei der Reaktion erreichten Temperaturen liegen um die 2200 °C. Die Entzündungstemperatur eines gebrauchsüblichen Gemischs liegt bei ca. 1500 °C.
  • Neben speziellen pyrotechnischen Anzündern können Magnesiumspäne oder auch ein Schneidbrenner verwendet werden, um das Gemisch aus Eisenoxid und Aluminium zu zünden. Durch das Hinzufügen von Zusatzstoffen wie Vanadium kann die Härte der entstehenden Stahllegierung beeinflusst werden.

Diese Schweißart wird am häufigsten beim Schienenbau verwendet

Beim Verschweißen von Schienen werden Gusshalbformen mit Halteblechen an das Schienenmaterial angebracht und mit Sand angedichtet. Der Schmelztiegel wird über dem 1-2 cm großen Spalt zwischen den Schienenenden positioniert. Üblicherweise wird heute für Aluminothermisches Schweißen ein Fertiggemisch in einem Einwegschmelztiegel verwendet. Nach Zündung läuft die oben beschriebene chemische Reaktion ab und der flüssige Stahl rinnt in die Form. Nach ca. 3 Minuten kann die Form entfernt und die Verbindungsstelle bearbeitet werden.

Wichtig! Bitte beachten Sie, dass ein einmal in Brand gesetztes Gemisch de facto nicht mehr zu löschen ist. Aluminothermisches Schweißen darf ausschließlich von Fachpersonal unter Einhaltung strengster Sicherheitsvorschriften ausgeführt werden

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