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Verfahren zum metallischen Verbinden der Nähte aluminiumplattierter Eisenbleche, insbesondere zur Herstellung von Konservendosen.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum metallischen Verbinden der Nähte aluminiumplattierter Eisenbleche und auf nach dem Verfahren hergestellte Gefässe.
Man hat bereits vorgeschlagen, die Nahtstellen von Gegenständen, welche ganz aus Aluminium bestehen, unter Zuhilfenahme besonderer Lötmittel und Fluorverbindungen miteinander zu verlöten. Diese Vorschläge lassen sich aber in der Praxis nur unter ganz grossen Schwierigkeiten ausführen und versagen gänzlich, wenn es sich um das Verlöten von Eisenblechen handelt, die mit Aluminium plattiert sind, also nur zum geringsten Teil aus Aluminium bestehen. Auch die autogene Verschweissung solcher aluminiumplattierten Eisenbleche mit der Knallgasflamme, unter Zuhilfenahme von zusätzlichen Schweissmaterialien aus dem Kern-oder Überzugsmetall, führt nicht zum Ziel.
Erfindungsgemäss lässt sich das Verschweissen aluminiumplattierter Eisenbleche erreichen, wenn man davon absieht, dass beim Verbinden der Nähte die Aluminiumschicht des Platliergutes oberflächlich metallischen Charakter beibehalten soll, mit andern Worten, wenn man sich damit begnügt, dass bei dem Verschweissungsvorgang auf den Oberflächen der Nahtstellen im Endergebnis Aluminiumoxyd an Stelle metallischen Aluminiums als Überzug erhalten wird. Demgemäss werden nach vorliegender Erfindung die aluminiumplattierten Eisenbleche mittels elektrischer Widerstandserhitzung, also ohne Anwendung von besonderem Schweissgut, unter an sich bekannter Umwandlung des Aluminiumbelages in Aluminiumoxyd so stark an den Nahtstellen erhitzt, bis das eiserne Kernmetall mit der sich auf ihm bildenden Oxydhaut zum Zusammenfliessen gelangt.
Ein solches Verfahren lässt sich mit besonders grossem Vorteil zur Herstellung von Konservendosen und andern, bisher aus Weissblech oder anderem veredelten Eisenblech (ver- zinkt, verbleit usw. ) hergestellten Gefässen anwenden.
Bei der Durchführung des Verfahrens lagert sich das unter der Hitze des Schweisswerkzeugs durch und durch in Aluminiumoxyd umgewandelte Plattiermetall infolge des Druckes des elektrisch erhitzten Schweisswerkzeugs so in das bildsam werdende Kernmetall ein, dass dieses trotzdem zur metallischen Berührung gelangt und verschweisst. Möglicherweise unterstützt dabei auch die grosse Verwandtschaft des Aluminiums zum Sauerstoff den Ver- schweissungsvoigang zwischen den Kernmetallen und den Nahtstellen insofern, als der zur Umwandlung des Aluminiums in Aluminiumoxyd benötigte Sauerstoff den Oberflächen der zu verbindenden Kernmetalldrähte im gleichen Augenblick entzogen wird, in welchem sich der Aluminiumbelag in Aluminiumoxyd umwandelt.
Dabei dürften dann die unter dieser Schicht liegenden, bildsam gewordenen Eisenteile die spröde Oxydschicht durchbrechen und miteinander in fliessbare, metallische Verbindung gelangen.
In schönheitlichem Sinne entspricht die, natürlich nicht nur innenseits sondern auch aussenseits auf den Oberflächen der zusammengeschweissten Nähte vor sich gehende Umwand- lung des Aluminiumbelags der Werkstücke in Aluminiumoxyd zwar nicht allen Wünschen, da der Oxydbelag von der schönen weissen Farbe des Aluminiums durch schwärzliche und stumpfe Färbung abweicht.
In technischer Beziehung dagegen sind die Eigenschaften des Aluminiumoxyds-die übrigens an sich bekannt sind-denen des Metalles Aluminium
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insowituherlegen.,-dass das'Oxyd von allen organischen und anorganischen Säuren fast unangreifbar, äusserst hitzebeständig ist, und so fest auf der eisernen Unterlage haftet, dass es diese mindestens ebensogut schützt, wie. die' metallische aufplattierte Aluminiumhaut.
Die Verwendbarkeit der Verschweissung aluminiumplattierter Bleche an Stelle der sonst üblichen Verlötung von verzinnten, verbleiten oder verzinkten Blechen ist daher ganz besonders für die Herstellung von Konservendosen, Gross- und Kleinemballagen, billigem Haushaltgeschirr od. dgl. Massenartikeln von einschneidender Bedeutung.
Wird das aluminiumplattierte Eisenblech zu Konservendosen verarbeitet, so werden letztere, wenn man sie, statt die Nahtstellen mit Hilfe eines Aluminiumlots zu verbinden, der starken Hitze eines elektrisch erhitzten Schweisswerkzeugs aussetzt, an den Nahtstellen nicht nur in der oberflächlichen Ausdehnung der Nähte, sondern auch an den zahlreichen, ins Eiseninnere hineingewachsenen Fäden der Aluminiumdecke zu A12 Og umgewandelt. Durch diese vollkommene, sich auch nach dem Kern des Eisenbleches des Gefässes hin fortsetzende Umwandlung des Aluminiums der Nahtstellen in Aluminiumoxyd werden auch die Schnittkanten der Nähte mitbeeinflusst, derart, als ob sie vorher durch einen Aluminiumüberzug geschützt worden wären.
Der in Als Og umgewandelte Aluminiumüberzug an den Nahtstellen haftet infolge seiner oberflächlichen geringen Stärke und infolge seiner kapillaren Verwachsung mit dem Eisen so innig auf dem Eisen, dass er auch bei starken Verbiegungen der Nähte nicht vom Eisengrund absplittert. Er bietet also in viel vollkommenerer Weise, wie das bei den üblichen. Konservendosen usw. mit weich gelöteten oder mit geschweissten und hinterher verzinnten oder lackierten Oberflächen der Fall ist, oder wie es endlich bei gelöteten Aluminiumnähten möglich wäre, Schutz gegen die Angriffe organischer Säuren des Doseninhaltes.
Wo es bei den zu verschweissenden Nähten darauf ankommt, eine der Farbe und dem sonstigen Ausseren des metallischen Aluminiums ähnliche Wirkung hervorzubringen, kann man . die Nahtstelle durch einen Deckstreifen aus aluminiumplattiertem Eisenblech, der mit der zu verschweissenden Naht zusammenhängt, verdecken.
In den Fig. 1-8 der Zeichnungen sind schematisch einige Ausführungsformen dieser Verfahrensart dargestellt. Darin stellen die Fig. 1 und 2 Querschnitte durch zwei aluminiumplattierte Eisenblechstreifen a und b dar, welche an der Nahtstelle s elektrisch autogen verschweisst sind.
Diese Verschweissung findet so statt, dass, wie Fig. 1 zeigt, über die Breite der Nahtstelle s hinaus vor dem Verschweissen je ein Rand al, bl der Blechstreifen a, b rechtwinklig zum Blechstreifen nach oben bzw. unten abgebogen bleibt. Diese Ränder al, bl werden nun nach erfolgter Verschweissung der Streifen a, b in der Breite der Naht nach Fig. 2 in Richtung der Streifen a, b umgelegt, so dass sie flach auf der infolge der Schweissbrennerhitze in A12 63 umgewandelten Überzugshaut der Nahtstelle s liegen, diese Flächenteile der Streifen a, b abdecken und auf solche Weise deren, von der Farbe des Aluminiums abweichende Färbung äusserlich nicht zur Erscheinung kommen lassen.
Sollen Konserven od. dgl. Gefässe nach gleichen Gesichtspunkten an den Nahtstellen abgedeckt werden, so geschieht dies, wie die senkrechten Längsschnitte nach Fig. 3-5 durch einen Teil der Umfangswand und des Bodenblechs einer solchen Dose zeigen, in der Weise, dass vor dem Verschweissen nach Fig. 5 von dem nach aussen rechtwinklig umgebogenen Umfangsblech d ein Rand d'über die Breite des Randes des Bodenblechs f hinausstehen bleibt, worauf die Schweissnaht s hergestellt wird. Darauf wird nach Fig. 4 der überstehende
Randteil dl nach unten umgelegt, und nun werden nach Fig. 5 die Teile sund dl nach oben umgebörtelt, so dass sie sich flach an den Umfang d des Gefässes anlegen.
Ist letzteres nicht erwünscht, soll das Umfangsblech vielmehr glatte, nahtlose Ausbildung zeigen, so kann man nach den in Fig. 6-8 dargestellten senkrechten Schnitten durch einen Teil der Umfangswand und des Bodenblechs der Gefässe wie folgt vorgehen :
Das Bodenblech f. reicht mit einem nach unten vorstehenden Rande f1 über die Breite der herzustellenden Schweissnaht s und über die untere Kante des Umfangblechs g des Gefässes in Richtung der Umfangswand desselben hinaus. Nach Herstellung der Schweissnaht s wird nun gemäss Fig. 7 der Rand/ nach oben flach an die Umfangswand von g herangelegt und dann beide Teile s, fil nach Fig. 8 rechtwinklig um-und flach an das Bodenblech herangelegt.
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