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Verfahren zum Verschweissen von Magnesium und seinen Legierungen.
Die Verschweissbarkeit von Metallstücken unter hohem Druck beruht darauf, dass durch Druck viele Metallpartikelchen zweier zu verschweissenden Teile gegeneinander verrieben bzw. verknetet werden.
Diese Verknetung wird um so inniger, je sicherer es gelingt, einerseits möglichst reine, von jedem Oxyd- belag freie Metallflächen aufeinander zu bekommen, anderseits die Druckschweissung unter Temperatur- bedingungen vor sich gehen zu lassen, welche eine weitgehende Verzahnung der Kristalle bei dem Auf- einanderfliessen der Schweissstücke gewährleisten.
Die Reinigung der Schweissstellen erfolgt durch
Abschaben, Sandstrahlen oder auch durch Beizen ; in allen Fällen ist der Erfolg ein bedingter, da bei den für den Schweissvorgang notwendigen Temperaturen im Presswerkzeug ein gewisse Nachoxydation der gereinigten Metallflächen stattfindet, die wieder eine, wenn auch sehr dünne Oxydhaut entstehen lässt, welche infolge ihrer vom Grundmetall verschiedenen physikalischen Eigenschaften eine Trennungsschicht darstellt, wodurch das Aufeinanderfliessen und Verschweissen der Metallpartikelchen beeinträchtigt wird.
Es hat sich nun beim hydraulischen Verschweissen von Magnesium und seinen Legierungen gezeigt, dass ein Durchbrechen dieser Oxydschicht mit Hilfe eines Diffusionsvorganges die erwähnte Schwierigkeit beseitigt. Für die Diffusion kommen in Frage alle Metalle, die mit dem Magnesium Mischkristalle bilden, wie Aluminium, Kadmium, Zink u. a. Sehr günstige Ergebnisse werden beispielsweise bei Verwendung von sehr dünner, etwa 0'03 mum starker Zinkfolie als Zwischenlage erzielt. Bei den für den Schweissvorgang notwendigen Arbeitstemperaturen von 350-450 C legiert sich das Zink mit dem Magnesium.
Diese Legierungsbildung bedingt, entsprechend dem Mg-Zn-Schaubild, eine erhebliche Sehmelzpunkterniedrigung, derzufolge sich auf den zu verschweissenden Metallflächen eine dünne Schicht breiigen, zinklegierten Metalles befindet, die unter dem Druck der hydraulischen Presse das Ineinanderfliessen der Schweissstücke begünstigt und deren Haftfähigkeit erhöht.
Gegebenenfalls genügt auch schon der an Walzmaschine ausgeübte Druck. Man kann z. B. Grobbleche aus Magnesium bzw. Magnesiumlegierungen unter Zwischenlage von Folie eines mit Magnesium Mischkristalle bildenden Metalles, wie z. B. Zink, im Warmwalzverfahren aufeinanderwalzen und erzielt bereits nach dem ersten Stich eine ausreichende Verschweissung. Das hiedurch bedingte Haftvermögen der aufeinandergeschweissten Materialstücke gestattet auch ein weiteres Auswalzen derselben.
Die Verschweissung von Blechen, Bändern und Flachmaterial erfolgt auf gewöhnlichen Blechwalzen oder in kalibrierten Profilwalzen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Verschweissen von Magnesium und seinen Legierungen, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen die zu verschweissenden angewärmten Metallstücke eine Folie eines mit Magnesium Mischkristalle bildenden Metalles gelegt wird und darauf die Schweissstücke unter hinreichend hohen hydraulischen Druck gesetzt werden.
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Process for welding magnesium and its alloys.
The weldability of metal pieces under high pressure is based on the fact that many metal particles of two parts to be welded are rubbed or kneaded against each other by pressure.
This kneading becomes all the more intimate, the more reliably it is possible, on the one hand, to get metal surfaces that are as pure as possible, free of any oxide coating, and, on the other hand, to allow the pressure welding to take place under temperature conditions, which result in extensive interlocking of the crystals when the ensure that the weldments flow together.
The welding points are cleaned by
Scraping, sandblasting or pickling; In all cases, the success is conditional, since at the temperatures necessary for the welding process in the press tool, a certain post-oxidation of the cleaned metal surfaces takes place, which again creates an oxide skin, albeit a very thin one, which, due to its physical properties different from the base metal, represents a separating layer whereby the flow and welding of the metal particles is impaired.
It has now been shown in the hydraulic welding of magnesium and its alloys that breaking through this oxide layer with the aid of a diffusion process eliminates the mentioned difficulty. All metals that form mixed crystals with the magnesium, such as aluminum, cadmium, zinc and the like, can be used for the diffusion. a. Very favorable results are achieved, for example, when using very thin, approximately 0.3 µm thick zinc foil as an intermediate layer. At the working temperatures of 350-450 C required for the welding process, the zinc alloyed with the magnesium.
According to the Mg-Zn diagram, this alloy formation causes a considerable lowering of the melting point, as a result of which there is a thin layer of mushy, zinc-alloyed metal on the metal surfaces to be welded, which, under the pressure of the hydraulic press, promotes the fusion of the welded pieces and increases their adhesion.
If necessary, the pressure exerted on the rolling machine is sufficient. You can z. B. heavy plates made of magnesium or magnesium alloys with the interposition of foil of a metal forming mixed crystals with magnesium, such as. B. zinc, roll one on top of the other in the hot rolling process and achieve sufficient welding after the first stitch. The resulting adhesion of the pieces of material welded to one another also allows them to be rolled out further.
The welding of sheets, strips and flat material takes place on conventional sheet metal rollers or in calibrated profile rollers.
PATENT CLAIMS:
1. A method for welding magnesium and its alloys, characterized in that a foil of a metal which forms mixed crystals with magnesium is placed between the heated metal pieces to be welded and the weld pieces are placed thereon under sufficiently high hydraulic pressure.
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