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Verfahren zum gegenseitigen Verbinden von Metallschichten
Die Erfindung betrifft eine weitere Ausbildung des Verfahrens zum gegenseitigen Verbinden von Metallen gemäss Patent Nr. 241244.
Das Verfahren des Stammpatentes besteht darin, dass man zwei Metallschichten von einem gemeinsamen Verbindungspunkt aus unter einem Winkel von ungefähr 1 bis 320 anordnet, auf die Aussenseite mindestens einer der Metallschichten einen Explosivstoff auf einem im wesentlichen der zu ver-
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schichten gebildeten Scheitel zündet.
Gemäss der Erfindung wird nun in Weiterentwicklung dieses Verfahrens eine im wesentlichen durchgehende metallurgische Verbindung zwischen Metallschichten dadurch erzeugt, dass man mindestens zwei Metallschichten von einer gemeinsamen Verbindungsstelle aus unter einem Winkel von mindestens 10 anordnet, auf die Aussenseite mindestens einer der Metallschichten einen detonierenden Explosivstoff anbringt und den Explosivstoff in einer Weise zur Zündung bringt, dass das Verhältnis der Kollosionsgeschwindigkeit zur Schallgeschwindigkeit in der betreffenden Metallschicht zumindest für eine der Metallschichten kleiner als 1, 2 ist, wobei, wenn jedes dieser Verhältnisse grösser als 1, 0 ist,
der Winkel zwischen je zwei benachbarten Metallschichten im Kollisionsbereich grösser ist als der Maximalwert der Summe der in den Metallschichten durch schräge Stosswellen hervorgerufenen Ablenkungen und wobei die Sprengladung des Explosivstoffes mindestens so gross ist, dass ein Kollisionsdruck erzeugt wird, welcher grösser ist als 100% der Elastizitätsgrenze des Metalles mit der niedrigstenElastizitätsgrenze im System.
Als "Metallschicht" wird im folgenden entweder eine Schicht eines einzelnen Metalles, einer Legierung von zwei oder mehr Einzelmetallen oder ein Verbundkörper aus mehreren einzelnen Metallschichten bezeichnet.
"Verbindungsstelle** bedeutet die Anordnung zweier Metallschichten zueinander derart, dass sie sich an einem einzigen Punkt oder längs einer einzigen Linie ganz oder im wesentlichen treffen, In jedem dieser Fälle schneiden sich die Ebenen, auf denen die Innenseiten (d. h. die zu verbindenden Oberflächen) der beiden Metallschichten liegen, längs einer gegebenen Linie, d. h. die beiden Schichten sind nicht parallel zueinander. Im folgenden werden die Ebenen, auf denen die Innenflächen der Metall-
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Schnittlinie der Ebenen der beiden Metallschichten senkrechten Ebene, mindestens 10 beträgt.
Der Ausdruck" Aussenseite" einer Metallschicht bezieht sich auf jene Oberfläche der Metallschicht, die parallel zu der zu verbindenden Innenfläche der Metallschicht liegt.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese nun an Hand der Zeichnungen erläutert, u. zw. zeigen : Fig. 1 einen Querschnitt einer Anordnung zur Durchführung der Erfindung, bei welcher eine Schicht eines detonierenden Explosivstoffes an der Aussenseite einer der Metallschichten angebracht ist ; Fig. 2 einen Querschnitt einer andern Anordnung zur Durchführung der Erfindung, bei welcher eine
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Schicht eines detonierenden Explosivstoffes auf den Aussenseiten beider Metallschichten angebracht ist ;
Fig. 3 einen Querschnitt einer Anordnung zum Verbinden von Metallen, dargestellt im Verlauf der Detonation von Explosivstoffschichten, die an den Aussenseiten beider Metallschichten angebracht sind ; die Fig. 4A-4E Draufsichten auf Anordnungen, wobei bei jeder dieser Anordnungen eine Explosivstoffschicht an einem einzigen Punkt oder entlang einer einzigen Linie auf dieser Schicht zu zünden ist ; Fig. 5 ein Querschnittsdiagramm, das die geometrischen und dynamischen Verhältnisse einer Verbinde- anordnung mit einer Explosivstoffschicht an der einen Metallplatte veranschaulicht und Fig. 6 einQuer- schnittsdiagramm, das die geometrischen und dynamischen Verhältnisse einer Verbindeanordnung mit Explosivstoffschichten an beiden Metallplatten veranschaulicht.
In Fig. l steht die Metallschicht 1 an einer Stelle mit der Metallschicht 2 in Verbindung, welch letztere auf einer Unterlage 3, z. B. aus Metall, Holz oder Gipszement aufruht ; der Winkel zwischen den Metallschichten 1 und 2 wird mit Hilfe eines Spreizstabes 4 fixiert. Eine Explosivstoffschicht 5, an der eine mit Verbindungsdrähten 7 mit einer elektrischen Stromquelle verbundene Zündkapsel 6 angebracht ist, befindet sich auf der Aussenfläche der Metallschicht 1.
In Fig. 2 ruhen die Metallschichten 1 und 2 auf einer Unterlage 3 auf. Eine Explosivstoffschicht 5, an welcher eine Zündschnur 8 angebracht ist, befindet sich auf der Aussenfläche jeder Metallschicht ; die Zündschnüre 8 stehen mit der Zündkapsel 6 in Verbindung, die über Drähte 7 an eine Stromquelle angeschlossen ist.
Wenn die Erfindung auch nicht durch irgendeine Theorie bezüglich der Wirkungsweise beschränkt werden soll, sie im folgenden doch etwas näher auf den zu der Verbindung führenden Mechanismus eingegangen, um darzulegen, in welchem Ausmass die Verfahrensbedingungen innerhalb des Rahmens der Erfindungvariiert und modifiziert werden können und um die Auswahl der günstigten Arbeitsverhältnisse für ein vorgegebenes System zu erleichtern.
Es wird angenommen, dass die Ausbildung einer kontinuierlichen metallurgischen Verbindung zwischen benachbarten Oberflächen zweier Metallschichten oder-platten von einem"Strahl" ("jetting")- Phänomen abhängig ist, wie es in Fig. 3 schematisch dargestellt ist. Wenn die Schicht (oder die Schichten) des Explosivstoffes 5 gezündet wird (werden), (bei 9 sind die gasförmigen Detonationsprodukte angedeutet), treibt der bei der Detonation erzeugte Druck die mit dem Explosivstoff versehene (n) Metallplatte (n) gegen die benachbarte Metallplatte.
Treffen nun die Metallplatten unter einem geeigneten Winkel aufeinander und schreitet der Kollisionsbereich über die Metallplatten mit geeigneter Geschwindigkeit fort, überträgt sich der durch den Zusammenprall erzeugte Druck auf die dem Kollisionsbereich vorgelagerten Bereiche und treibt die Oberflächenschichten der einander gegenüberliegenden Metallplatten mit hoher Geschwindigkeit von dem Kollisionsbereich weg, unter Bildung des "Strahls" 10.
Die Entfernung der oberflächlichen Oxyde und andern Verunreinigungen mit dem Strahl bewirkt, dass das darunterliegende"reine"Metall der beiden gegenüberliegenden Platten in innigen Kontakt gelangt, so dass sich eine kontinuierliche metallurgische Verbindung 11 an der gemeinsamen Berührungsfläche der beiden Platten bildet. In manchen Fällen tritt der Strahl vollständig zwischen den beiden Platten aus und führt die Oberflächenoxyde und andern Verunreinigungen von dem Verbundsystem fort. In andern Fällen wird das den Strahl bildende Material zwischen den beiden Platten eingeschlossen.
Im letztgenannten Fall bewirkt die hohe kinetische Energie des Strahles einen Schmelzvorgang an den benachbarten reinen Oberflächen ; das geschmolzene Material verfestigt sich rasch wieder und bildet eine Verbindungszone, die durch das Vorliegen einer homogenen Mischung der Metalle der beiden Platten gekennzeichnet ist und die Oberflächenverunreinigungen in dispersem Zustand enthält, so dass sie die Verbindung nicht behindern. Die Verbindungszone kann aus einer gleichförmigen Schicht des homogenen Metallgemisches bestehen ; wenn der eingeschlossene Strahl, während er der Kollisionszone voranschreitet, oszilliert, kann die Verbindungszone auch nur abgegrenzte Bereiche der Mischung in mehr oder weniger periodischen Intervallen quer über die Berührungsfläche der Platten aufweisen.
In jedem Fall wird eine tadellose, im wesentlichen kontinuierliche, metallurgische Bindung erzeugt.
Da Kollisionswinkel und-geschwindigkeit, wie sie für die Strahlbildung notwendig sind, von einem System zum andern variieren, muss als erstes dargelegt werden, wie dieser Winkel und diese Geschwindigkeit für ein gegebenes System bestimmt werden können, und als zweites, in welcher Weise die Verfahrensbedingungen einzustellen sind, damit die Kollision eines bestimmten Metallplattenpaares unter dem erforderlichen Winkel und mit der erforderlichen Geschwindigkeit gewährleistet ist.
In der nachfolgenden Erläuterung bezieht sich 1 und 2 auf die beiden kollidierenden Metallplatten. Vcl und V C2 sind die Geschwindigkeiten, mit denen sich die beiden Platten in den Kollisionsbereich hineinbewegen ; Cl und C2 sind die Schallgeschwindigkeiten in den Platten 1 bzw. 2, wo-
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bei die Schallgeschwindigkeit als die Geschwindigkeit der plastischen Stosswelle definiert ist, die sich bildet, wenn eine Beanspruchung eben die Elastizitätsgrenze für eine dimensionale Kompression des betreffenden Metalles oder Metallsystems überschreitet ; Vp ist die relative Plattengeschwindigkeit, d. h. die Geschwindigkeit, mit der sich die Platten einander nähern, und Ijt der Winkel zwischen Platte 1 und Platte 2 im Kollisionsbereich.
Es wird angenommen, dass eich die die Kollision beschreibenden
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ben werden kann.
Ist V kleiner als Cl und/oder VC2 kleiner als C2, wird eine Verbindung erreicht, so lange Vp jenen Minimalwert übersteigt, der zur Erzeugung von genügendem Druck im Kollisionsbereich erforderlich ist, um bei mindestens einer der Metallplatten deren elastische Festigkeit zu überwinden bzw. deren Elastizitätsgrenze zu überschreiten und so die für die Strahlbildung nötige plastische Deformation zu bewirken. Die minimale relative Plattengeschwindigkeit hängt für ein bestimmtes Metallsystem von den Eigenschaften der Metallplatten ab und erhöht sich mit zunehmender Festigkeit, Härte und Rauheit der Oberfläche. Dieser Minimalwert von Vp, wie er für die Verbindung von rostfreiem Stahl mit Kohlenstoffstahl erforderlich ist, beträgt z.
B. etwa 90 m/sec, wenn die Oberflächen der Metallplatten einigermassen glatt sind.
Wenn V grösser als Cl und VC2 grösser als C 2 ist, führt die Kollision zur Bildung von schrägen Stosswellen in beiden Platten. Sind diese Stosswellen an die Kollisionslinie gebunden, kann der durch die Kollision erzeugte Druck nicht den Stosswellen voraus, d. h. auch nicht vor den Kollisionsbereich übertragen werden und daher kann sich kein Strahl ausbilden. Stattdessen bewirken die gebundenen (stehenden) schrägen Stosswellen eine scharfe Abbiegung der Metallplatten, wobei die Verunreinigungen an der Zwischenfläche verbleiben und damit eine Verbindung verhindert wird. Die Stosswellen werden von den freien Aussenflächen der kollidierenden Platten als Verdünnungswellen reflektiert, welche entweder ein Auseinanderstreben der Platten mit höheren Geschwindigkeiten bewirken oder Zersplitterung in einer der Platten hervorrufen.
Wenn jedoch V p über dem Mindestwert liegt, der erforderlich ist, damit der Kollisionswinkel v einen kritischen Wert, Oc, übersteigt, löst sich die schräge Stosswelle aus dem Kollisionsbereich und steht nun vor der Kollisionslinie. Unter diesen Umständen wird Druck vor den Kollisionsbereich übertragen, dabei ein Strahl gebildet und eine Verbindung ermöglicht. Der Wert für diesen kritischen Winkel ist für jedes System ein anderer und hängt von Vi und Vc2 sowie von den Materialeigenschaften der Platten 1 und 2 ab.
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erzielt, auch dann nicht, wenn Strahlbildung auftritt.
Unter diesen Bedingungen ist eine extrem hohe relative Plattengeschwindigkeit V p erforderlich, um die Voraussetzungen für die Strahlbildung zu erfüllen, d. h. 1jJ grösser als Oc werden zu lassen, Die überschüssige Explosivladung, die für eine solche hohe Plattengeschwindigkeit erforderlich ist, führt oft zu weitgehender Deformierung der gesamten Verbindungsanordnung. Ausserdem bewirken die starken, abgelösten Stosswellen, die von den freien Aussenflächen der kollidierenden Platten als Verdünnungswellen reflektiert werden, die Zerstörung jeder vor- übergehend erfolgten Verbindung und tragen weiter zu einer beträchtlichen Deformierung und schliesslich zum Bruch der Platten bei.
Aus der vorstehenden Erörterung geht hervor, dass folgende Werte zu bestimmen sind, bevor die Verfahrensbedingungen, die eine Strahlbildung und damit eine Verbindung, sicherstellen sollen, festgelegt werden können : Die Schallgeschwindigkeiten in den Metallplatten 1 und 2, die Geschwindigkeiten, mit denen sich die Platten in den Kollisionsbereich bewegen, und die relative Plattengeschwindigkeit. Wenn die Geschwindigkeiten, mit denen sich die Platten in den Kollisionsbereich bewegen, grösser sind als die entsprechenden Schallgeschwindigkeiten in den Platten, müssen ausserdem noch der Winkel, unter dem die Platten 1 und 2 zusammentreffen und der kritische Kollisionswinkel, der zur Gewährleistung der Strahlbildung überschritten werden muss, bestimmt werden.
Der Wert für die Schallgeschwindigkeit C in einem Metall oder Metallsystem kann aus der Be- ziehung *
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Die Schallgeschwindigkeit kann auch aus bekannten Werten für die Geschwindigkeit der plastischen Stosswelle als Funktion oder dem Metall durch die Stosswelle erteilten Teilchengeschwindigkeit ermittelt werden, s. R. G. McQueenundS. P. Marsh, Journal of Applied Physics 31 (7) [1960], S. 1253.
Falls Literaturdaten nicht zur Verfügung stehen, kann man durch Messungen von Stosswellen nach den Angaben von R. G. McQueen und S. P. Marsh (loc. cit.) und den dort noch zitierten Autoren zu Werten für C gelangen. Schliesslich kann C auch mit Hilfe der Gleichung
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keiten der elastischen Wellen können nach bekannten Methoden gemessen werden. Zur Veranschaulichung sind in der nachstehenden Tabelle Schallgeschwindigkeiten für wichtige Metalle angeführt.
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<tb>
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Metall'Schallgeschwindigkeit <SEP> m/sec <SEP>
<tb> Zink <SEP> 3000
<tb> Kupfer <SEP> 4000
<tb> Magnesium <SEP> 4500
<tb> Niob <SEP> 4500
<tb> Austenitischer <SEP> rostfreier <SEP> Stahl <SEP> 4500
<tb> Nickel <SEP> 4700
<tb> Titan <SEP> 4800
<tb> Eisen <SEP> 4800
<tb> Molybdän <SEP> 5200
<tb> Aluminium <SEP> 5500
<tb>
Die Methoden zur Bestimmung von V,, V (-n, V und t sind leicht zu verstehen, wenn man sich die dynamischen und geometrischen Verhältnisse einiger weniger Modifikationen des neuartigen Verfah- rens zum"Explosivverbinden"von Metallschichten vor Augen führt.
Man betrachte z. B. eine Anordnung, in welcher Metallschichten 1 und 2 eine solche Lage haben, dass ein gemeinsamer Verbindungspunkt im Sinne obiger Definition gebildet wird, wobei auf der Aussenfläche der einen oder beider Platten eine Explosivstoffschicht aufgebracht ist. Wenn die Explosiv- stoffschicht bzw. die Explosivstoffschichten gezündet werden, bewirkt der durch die Detonation erzeugte Druck eine rasche Beschleunigung der an der Schicht anliegenden Platte (n) bis zu hohen Geschwindigkeiten. Gewöhnlich wird die Höchstgeschwindigkeit einer bestimmten Platte in einem Abstand, der gleich der Plattendicke ist, erreicht ; Geschwindigkeiten, die gross genug sind, um die Bedingungen für eine Verbindung zu erfüllen, treten in einem Abstand auf, der nur einem Bruchteil der Plattendicke entspricht.
Wenn jede Explosivstoffschicht hinsichtlich ihrer Dicke und anderer physikalischer Eigenschaften gleichförmig ist und wenn jede Schicht gleichzeitig über ihrer ganzen Oberfläche zur Zündung gebracht wird, z. B. unter Verwendung eines "planes wave generators", bewegt sich die anliegende Platte in einer Richtung, die im wesentlichen senkrecht zu ihrer ursprünglichen Lage ist und kollidiert mit der andern Metallplatte unter einem Winkel , der gleich dem ursprünglichen Winkel 6 zwischen den Platten ist.
In einem ersten Fall, bei dem eine auf der Aussenfläche der einen Metallplatte, z. B. Platte 1, aufgebrachte Explosivstoffschicht gleichzeitig über ihre ganze Oberfläche gezündet wird, bewegt sich
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die Metallplatte 1 mit einer Geschwindigkeit Vol, dite gleich der relativen Plattengeschwindigkeit V ist, und kollidiert mit der Metallplatte 2. In diesem ersten Fall werden Vci und V nur durch den ursprünglichen Winkel 6 zwischen den Metallplatten und die relative Plattengeschwindigkeit V p be- stimmt und können mit Hilfe der Gleichungen
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berechnet werden.
Im zweiten Fall, bei dem Explosivstoffschichten auf den Aussenflächen der Metallplatten 1 und 2 aufgebracht sind und beide gleichzeitig über ihre ganze Oberfläche gezündet werden, bewegt sich die Metallplatte 1 mit einer Geschwindigkeit V pi und die Metallplatte 2 mit einer Geschwindig-
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Die Metallplatten kollidieren auf einer Ebene, die unter einem Winkel öl und 62 zu den ursprünglichen Ebenen der Metallplatten 1 bzw. 2 liegt. Diese Winkel werden, ebenso wie der ursprüngliche Winkel 6 zwischen den Metallplatten, in einer beliebigen, auf die Schnittlinie den ursprüng-
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Zur Ableitung der Gleichungen (7) und (8) wird auf Fig. 4 verwiesen. Mit Pl und P2 sind zwei Platten bezeichnet, die zueinander unter einem Winkel 6 angeordnet sind.
Auf den Aussenflächen von Pl und P2 angebrachte Explosivstoffschichten werden gleichzeitig über ihre ganze Oberfläche gezündet, wobei die Platten in senkrechter Richtung zu diesen Oberflächen vorwärtsgetrieben werden und zwar Pl mit einer Geschwindigkeit Vpl und P2 mit einer Geschwindigkeit Vnn. Vp ist die relative Plattengeschwindigkeit und ist gleich der Vektorensumme von Vpl und Vnn. Die Platten kollidieren längs einer Ebene AB, welche mit den ursprünglichen Ebenen von Pl und P2 die Winkel ó 1 bzw. 62 bildet. Im Diagramm ist weiters eine Linie CD senkrecht zu der Normalen auf Pl eingezeichnet. CD ist daher parallel zu Pl und der durch die Linien CD und CE gebildete Winkel ist gleich 6 (werden zwei parallele Linien durch eine Transversale geschnitten, sind die entsprechenden Winkel gleich).
Da der Winkel BDC ein rechter Winkel ist, ist der Winkel BCD komplementär zu 6 und der Winkel CBD ebenfalls gleich 6.
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keit mindestens einer der Metallplatten erforderlich ist, zu bestimmen. Da die relative Plattengeschwindigkeit mit zunehmender Sprengladung eines gegebenen Explosivgemisches und mit abnehmender Dicke und Dichte der vorwärtsgetriebenen Metallplatte (n) ansteigt, kann dieser Minimalwert der relativen Plattengeschwindigkeit experimentell bestimmt werden, indem Sprengladung, Plattendicke und - dichte so lange aufeinander abgestimmt werden, bis ein Wert für Vp gefunden wird, bei dem eine merkliche Strahlbildung ohne gleichzeitiger starker Deformierung der Metallplatten auftritt.
Wenn jedoch V Cl und V (-. n grösser sind als die entsprechenden Schallgeschwindigkeiten der Metallplatten, bilden sich in den Platten schräge Schockwellen und es muss $ bestimmt werden, bevor die Arbeitsbedingungen so eingestellt werden können, dass # C grösser ist als PC und damit die Voraussetzung dafür gegeben ist, dass sich die Schockwelle von der Kollosionslinie löst und eine Strahlbildung ermöglicht wird.
Sind die schrägen Stosswellen an die Kollisionslinie gebunden, bewirken sie eine scharfe Verbiegung der Metallplatten unter einem Winkel cD1 bzw. ; der Winkel # zwischen den Platten im Kollisionsbereich ist dann gleich der Summe dieser Ablenkungen und wird mit e bezeichnet (d. h.
# = + = ). Der Wert von # für ein gegebenes System hängt von VCl und VC2 und von den Materialeigenschaften der Metallplatten ab : #C entspricht dem Maximalwert von # für das gegegebene System und dieser Wert muss von # überschritten werden, um eine Strahlbildung möglich zu machen.
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Dichte der Metallplatte beiUmgebungstemperatur und-druck und der Druck vor der Stossfront, Po, einfach der in der Umgebung herrschende Druck.
Da letzterer im allgemeinen rund 1 at beträgt, kann er gegenüber dem Druck hinter der Stossfront, P, vernachlässigt werden und die zweite Gleichung (14) vereinfacht sich daher wie folgt ;
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Ein umfangreiches veröffentlichtes Datenmaterial, meist in Form von Hugoniot-Kurven, steht zur Verfügung, das die Beziehung zwischen P und V (= 1/#) hinter den Stossfronten für viele Metalle angibt. Durch Einsetzen einer Anzahl von Werten für P und V (= l/p) in die mechanischen Stossgleichun- gen können daher eine Reihe von Werten für Us und UM für jede der Metallplatten erhalten werden. Us und UM können aber auch experimentell bestimmt werden, wie von Walsh, J. M., Rice, M. H., McQueen,
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Yarger,aufgetragen ; die resultierende Kurve geht durch ein Maximum.
Dies ist der gesuchte Maximalwert von e der gleich #C ist und den Wert von # übersteigen muss, um eine Loslösung der Stosswellen von der Kollisionslinie und die Ausbildung des Strahles möglich zu machen. Da # gleich 6 ist, kann # durch Veränderung des ursprünglichen Winkels zwischen den Metallplatten geändert werden.
Wenn eine Explosivstoffschicht an einem einzigen Punkt oder längs einer Linie gezündet wird anstatt, wie. oben beschrieben, durch einen Planwellengeneratur, schreitet die Detonation durch die Explosivstoffschicht mit der Detonationsgeschwindigkeit D des Explosivstoffes in einer Richtung fort, die im wesentlichen parallel zur ursprünglichen Lage der Ebene der anliegenden Platte 1 oder 2 verläuft. In dieser Weise wirkt der durch die Detonation erzeugte Druck fortschreitend auf die anliegende Metallplatte 1 oder 2 ein und treibt sie gegen die andere Metallplatte, d. h. der Druck kommt zuerst auf jenen Teilen der Platte zur Wirkung, die dem Zündungspunkt bzw. der Zündungslinie zunächstliegen.
Unter diesen Bedingungen wird die Metallplatte 1 oder 2 unter einem Winkel y, bzw, 72 abgelenkt und bewegt sich mit einer Geschwindigkeit Vp, bzw. Vp2 in einer Richtung fort, die sich in einem Winkel von y/2 bzw. #2/2 zu der Senkrechten auf die ursprüngliche Lage der Plattenebene befindet.
Derwie oben definierte Winkel 6 ist ein Winkel zwischen den Metallplatten 1 und 2 in einer beliebigen senkrecht zur Schnittlinie der beiden Plattenebenen liegenden Ebene. Dieser Winkel legt bloss die ursprüngliche Anordnung der Platten fest und ist unabhängig von der Art der Zündung und der daraus folgenden Art der Ausbreitung der Detonation einer an der Aussenfläche der Metallplatte 1 oder 2 aufgebrachten Explosivstoffschicht. Es gibt jedoch einen Winkel X, der sich bei einer gegebenen Aar ordnung der Platten unter einem ursprünglichen Winkel 6 je nach der Richtung, in der die Detonation durch eine Explosivstoffschicht fortschreitet, ändern kann.
Eigentlich gibt es zwei solche Winkel : Al, den Winkel zwischen der ursprünglichen Schnittlinie der Plattenebenen und irgendeiner Linie auf der Metallplatte 1 in Richtung des Fortschreitens der Detonation, und A. den Winkel zwischen der ursprünglichen Schnittlinie der Plattenebenen und irgendeiner Linie auf der Platte 2 in Richtung des Fortschreitens der Detonation.
Aus praktischen Gründen, die später noch näher erläutert werden, haben, im Falle sich auf der Aussenfläche beider Platten 1 und 2 Explosivstoffschichten befinden beide Schichten im wesentlichen dieselbe Detonationsgeschwindigkeit und werden im wesentlichen in derselben Weise gezündet, d.
h. die Ausbreitungsart der Explosivstoffschichten auf den Metallplatten 1 und 2 ist im wesentlichen dieselben und # = \ = #,
Die Richtung der ursprünglichen Schnittlinie der Plattenebenen ist so definiert, dass bei Fortschreiten der Detonation von der Schnittlinie hinweg der Winkel # so entsteht, dass die Schnittlinie entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht wird, bis sie mit der Detonationslinie zusammenfällt und # positiv zwischen 0 und n bzw. 00 und 1800 wird. Umgekehrt, bei Fortschreiten der Detonation auf die Schnittlinie zu, entsteht der Winkel durch Drehen der Schnittlinie im Uhrzeigersinn, bis sie mit der Detonationslinie zusammenfällt :# ist dann negativ zwischen 0 und -II bzw. 0 und -180 .
Wenn die Detonation parallel zur Schnittlinie fortschreitet, gibt es offensichtlich keinen Winkel zwischen den beiden Linien, d. h. À. = 0 und n. Die Fig. 4 - 4E veranschaulichen die Werte von X an verschiedenen Stellen auf der Oberfläche der Verbindungsanordnung, wenn die Explosivstoffschicht an einem Punkt gezündet wird, z. B. durch eine Zündkapsel 6, die durch Verbindungsdrähte 7 an eine elektrische Stromquelle angeschlossen ist, oder entlang einer Linie, z. B. mit Hilfe eines "line wave generators" 12.
In jeder dieser Figuren entspricht die Linie AB etwa der Schnittlinie der Plattenebenen, die ausgezogenen, mit Pfeilen versehenen Linien zeigen die Richtungen oder Linien des Fortschreitens der Detonation an, wenn die Explosivstoffschicht, wie in den Zeichnungen angegeben, gezündet wird, und die strichlierten Linien stellen Extrapolationen der Linien, längs denen der Detonation fortschreitet, dar.
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den, dass A = 900 ist, sind in Fig. 6 veranschaulicht.
Wenn dieExplosivstoffschicht (en) an einem Punkt oder entlang einer Linie gezündetwird (werden), ist es, ebenso wie bei der Verwendung eines "plane wave generators", notwendig, die Werte von VC, und VC2 für ein gegebenes System zu bestimmen. Es hängen jedoch, wenn nur eine Explosivstoffschicht,
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Winkel # leicht zu bestimmen, da das Ausbreitungsmuster der Detonation einer an einem Punkt oder entlang einer Linie gezündeten Explosivstoffschicht für den Fachmann klar liegt.
Der Ablenkungswinkel der Metallplatte 1, y. kans nach einer der experimentellen Methoden die oben für die Bestimmung vonVp angegeben wurden, gemessen werden oder Y 1 kann aus der bekannten Detonationsgeschwindigkeit D und der experimentell ermittelten Plattengeschwindigkeit Vpl mit Hilfe der folgenden Gleichung berechnet werden :
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Die Kollisionsgeschwindigkeiten der Platten 1 und 2 werden erhalten, indem man die Werte
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Diese Gleichungen lassen sich vereinfachen, wenn man, wie es oft zweckmässig ist, die Explosivstoffschicht gleichzeitig entlang einer ganzen Kante der Schicht zündet, z. B. durch einen an der einen Kante der Schicht angebrachten "line wave generator".
Wenn diese Kante parallel zur Schnittlinie der Plattenebenen ist oder mit dieser zusammenfällt, schreitet die Detonation in einer zur Schnittlinie senkrechten Richtung über die ganze Oberfläche der Schicht fort, d. h. À = 900 (s. Fig. 4A) und die Gleichungen für VCl und VC2 reduzieren sich in folgender Weise :
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Liegt diese Kante senkrecht zur Schnittlinie, schreitet die Detonation in einer zur Schnittlinie parallelen Richtung über die gesamte Oberfläche der Schicht fort, d.h. # = 00 oder 1800 (s.
Fig. 4B) und die Gleichungen reduzieren sich wie folgt :
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Im zweiten Fall, d. h. wenn Explosivstoffschichten auf den Aussenflächen beider Metallplatten angebracht sind, ist D bekannt ; die Winkel A, il und y können, wie im vorangehenden Absatz angegeben bestimmt werden und die Winkel Ò1 und 62 ergeben sich aus der Auflösung der beiden Gleichungen :
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derlichen Wert liegt. Im ersten Fall ist Vp = Vp, ; der Mindestwert von Vp kann bestimmt und Vp ver- ändert werden, wie oben im Zusammenhang mit der Planwellenzündung einer einzelnen Explosivstoffschicht auf der Aussenfläche der Metallplatte 1 beschrieben worden ist.
Im zweiten Fall ist V p eine Funktion von V Pl und Vin, dite nach folgender Gleichung berechnet werden kann :
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malwert liegt, können bestimmt werden und Vpl, Vp2 können verändert werden, wie oben im Zusammenhang mit der Planwellenzündung einer einzigen Explosivstoffschicht beschrieben ist.
Wenn, im ersten oder im zweiten Fall, VCl und VC2 grösser sind als die entsprechenden Schallgeschwindigkeiten in den Metallplatten 1 und 2, muss'1 > C'wie oben beschrieben, bestimmt und so eingestellt werden,
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Explosivstoffschicht angewendet wird, kann der Kollisionswinkel im bei Zündung der Explosivstoffschicht an einem Punkt oder längs einer Linie mit Hilfe der Gleichung
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bestimmt werden und er lässt sich vergrössern, indem man Vp durch Einstellung der Verfahrensbedingungen in der oben beschriebenen Weise erhöht.
Das erfindungsgemässe Verfahren lässt sich auf eine Vielzahl von Metallen anwenden, wie Stahl, Kupfer, Aluminium, Eisen, Titan, Niob, Chrom, Kobalt, Beryllium, Magnesium, Molybdän, Wolfram, Gold und auf deren Legierungen sowie auf andere Metalle, welche oft nach herkömmlichen Methoden nur sehr schwer zu verbinden sind. Wie eingangs erwähnt, kann jede der Metallschichten aus einem einzigen Metall, einer Legierung von zwei oder mehreren Einzelmetallen oder aus einem Verbundkörper aus zwei oder mehr einzelnen Schichten bestehen. Die einzige Beschränkung hinsichtlich der physikalischen Eigenschaften der Metallschichten ist, dass sie duktil sein müssen, d. h. dass sie dauernder Deformierung unter der Explosionsbelastung ohne Bruch standhalten.
Die Oberflächen der Metallschichten bedürfen keiner Vorbehandlung zum Zwecke der Entfernung von Oberflächenverunreinigungen, bevor sie dem Verbindungsvorgang unterzogen werden. Wenn gewünscht, können die Oberflächen aber auch entfettet oder leicht abgerieben werden.
Die Metallschichten können beliebige Dimensionen besitzen und brauchen nicht aus ebenen Platten
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von gleichförmiger Dicke bestehen. Beispielsweise kann die eine oder es können beide Schichten keilförmig sein, z. B. abgestufte Dicke aufweisen, oder sie kann gekrümmt, gewölbt oder unter irgendeinem Winkel abgebogen sein. Es können auch mehr als zwei Metallschichten in einer einzigen Operation miteinander verbunden werden, etwa durch Anordnung einer Zwischenschicht zwischen zwei äussere, miteinander zu verbindende Schichten. Eine oder mehrere der Metallschichten können ferner einen Teil der Oberfläche eines Werkstückes bilden auf welches eine Deckschicht aufgebracht werden soll.
Bei der praktischen Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens können die zu verbindenden Metallschichten in verschiedenster Weise angeordnet werden. Die Metallschichten können richtig aneinanderstossen, so dass eine tatsächliche "Verbindungsstelle" längs einer Linie oder eines Punktes, z. B. an einer Ecke an der Innenfläche jeder der Schichten gebildet wird. Die Metallschichten können aber auch an dem Punkt oder der Linie auf jeder der Schichten, der bzw. die der Schnittlinie der Plattenebenen am nächsten liegt, in einem kleinen Abstand voneinander angeordnet werden.
Da jedoch eine Strahlbildung nicht auftritt, so lange die Schichten nicht eine Minimalgeschwindigkeit Vp relativ zueinander erreicht haben, bevor sie zusammenstossen, bleibt bei der letztgenannten Anordnung ein schmaler Bereich, der an Berührungslinie oder dem Berührungspunkt zwischen den Metallschichten angrenzt, bei sonst kontinuierlich metallurgischem verbundenem System unverbunden.
Der Winkel 6 an der Verbindungsstelle zwischen den zu verbindenden Metallschichten muss nicht über den ganzen Bereich der einzelnen Schichten konstant bleiben. Ist z. B. die Innenfläche einer oder beider Metallschichten gekrümmt oder ausgebuchtet, ist 6 der Winkel zwischen der tangential zur Innenfläche der Schicht an einem gegebenen Punkt der Schicht gelegten Ebene und der Ebene der Innenfläche der zu verbindenden zweiten Metallschicht, wobei in einer beliebigen, senkrecht zur Schnittlinie dieser beiden Ebenen gelegenen Ebene gemessen wird. Wenn mehr als 2 Metallschichten in einer einzigen Operation verbunden werden sollen, kann der Winkel 6 zwischen zwei beliebigen benachbarten Schichten derselbe oder ein anderer sein, als der Winkel 6 zwischen zwei beliebigen andern benachbarten Schichten.
Die Art, in der der Winkel 6 zwischen den Metallschichten vor der Zündung des Explosivstoffes eingestellt wird, ist nicht kritisch. Der Winkel kann z. B. dadurch gebildet werden, dass man eine Kante der ersten Metallschicht gegen die entsprechende Kante der zweiten Metallschicht lehnt, so dass die
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halter den Verbindungsvorgang nicht stören, d. h. grössere Bereiche der zu verbindenden Oberfläche abschirmen oder die Beschleunigung der Metallschicht (en) nachZündung der Explosivstoffschicht (en) verzögern. Im Falle, wo die zu verbindenden Metallschichten aus einander überlappenden Endteilen desselben oder zweier verschiedener Metallbleche bestehen, z.
B. bei der Erzeugung einer Rohrnaht oder einer Plattennaht, kann der Winkel 6 dadurch gebildet werden, dass eines der überlappenden Enden von dem gegenüberstehenden überlappendenEnde weggebogenwird. Starre Trägereinrichtungen 3 wie in den Fig. 1 und 2 sind nicht notwendig, und die ganze Anordnung kann z. B. in Wasser getaucht sein.
Die Zusammensetzung der Explosivstoffschicht (en) ist nicht kritisch. Für das erfindungsgemässe Verfahren kann z. B. eine Schicht irgendeines gegossenen, granulierten, gelatinierten, biegsamen oder faserigen Explosivstoffgemisches auf Basis von PentaerythrittetranitratCyclotrimethylen-trinitraminTri- nitrotoluol, Ammoniumnitrat oder deren Mischungen untereinander oder mit andern Explosivstoffen oder nicht-explosiblen Komponenten verwendet werden.
Eine Explosivstoffschicht kann auf die Aussenfläche einer oder beider Metallschichten aufgebracht und in irgendeiner geeigneten Weise, z. B. mit Hilfe eines Klebebandes oder Klebstoffes, in ihrer Lage gehalten werden. Wenn in einem Arbeitsgang mehr als zwei Metallschichten unter Bildung eines einzigen Verbundkörpers verbunden werden sollen, wird selbstverständlich nur auf eine oderbeideäusseren Metallschichten eine Explosivstoffschicht aufgebracht.
Es kann aber auch je eine Anordnung von zu verbindenden Metallschichten an zwei entgegengesetzten Oberflächen einer einzigen Explosivstoffschicht angebracht werden, wodurch es möglich ist, zwei Verbundstücke gleichzeitig zu erzeugen. In dem letztgenannten Fall, bei Verwendung einer einzigen Explosivstoffschicht, ist die Kollision der äusseren Metallschicht, auf der sich der Explosivstoff befindet, mit einer Metallzwischenschicht als Kollision zwischen einer bewegten Metallschicht und einer im wesentlichen ruhenden Metallschicht anzusehen und die Kollision des aus der ersten Metallschicht und der Zwischenschicht bestehenden Verbundstückes mit der andern äusseren Metallschicht als eine zweite Kollision von praktisch der gleichen Art.
Wenn zwei Explosivstoffschichten verwendet werden sind die Kollisionen zwischen beiden äusseren Metallschichten mit den ihnen zugekehrten Oberflächen
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einer Metallzwischenschicht als Kollisionen zwischen einer bewegten Metallschicht und einer im wesentlichen ruhenden Metallschicht anzusehen.
Bezüglich des ursprünglichen Winkels an der Verbindungsstelle zwischen den Metallschichten, der Sprengladung, der Detonationsgeschwindigkeit und der Zündungsart der Explosivstoffschicht (en) gilt als Beschränkung nur, dass sie so eingestellt sind, dass die beiden kritischen Erfordernisse für das Zustandekommen einer Verbindung erfüllt werden.
Wie aus der vorhergegangenen Erörterung des bei der Verbindung auftretenden Mechanismus hervorgeht, besteht die eine kritische Voraussetzung für die Verbindung darin, dass das Verhältnis der Kollisionsgeschwindigkeit zu der Schallgeschwindigkeit in mindestens einer der Metallschichten kleiner als 1,2 ist, d. h.
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Die zweite kritische Voraussetzung für die Verbindung, die nur dann zu berücksichtigen ist, wenn das Verhältnis der Kollisionsgeschwindigkeit zu der entsprechenden Schallgeschwindigkeit bei beiden Metallschichten grösser als 1 ist, ist die, dass der Winkel zwischen den Metallschichten im Kollisionsbereich einen kritischen Wert überschreitet, d. h.
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Da für die Schallgeschwindigkeit in einer gegebenen Metallschicht ein bekannter, feststehender Wert gilt, ist es die Kollisionsgeschwindigkeit, die durch geeignete Einstellung der Verfahrensbedingungen geregelt werden muss, um die erste kritische Forderung für das Zustandekommen der Verbindung zu erfüllen.
Wenn eine Explosivstoffschicht an der Aussenfläche einer oder beider Metallschichten gleichzeitig über ihre ganze Oberfläche gezündet wird, sind die Kollisionsgeschwindigkeiten der Metallschichten Funktionen des ursprünglichen Winkels 6 zwischen den Schichten und den Geschwindigkeiten VP1 und/oder Vp2, mit denen die Metallschichten gegeneinander getrieben werden (s. Gleichungen (4) und (5) bzw. (9) und (10)). Daher muss der ursprüngliche Winkel zwischen den Metallschichten und die Sprengladung so eingestellt werden, dass die Verhältnisse V/Cl und/oder VC2/C2kleiner als 1, 2 sind.
Wenn eine Explosivstoffschicht auf der Aussenfläche einer oder beider Metallschichten an einem Punkt oder längs einer Linie gezündet wird, sind die Kollisionsgeschwindigkeiten der Metallschichten Funktionen des ursprünglichen Winkels 6 zwischen den Metallschichten, der Winkel Y 1 und/oder y21 hunter denen die Metallschichten durch den Detonationsdruck abgelenkt werden und des Winkels À, der von der Ausbreitungsart und der Detonationsgeschwindigkeit D des Explosivstoffes abhängt.
Somit müssen zusätzlich zu dem ursprünglichen Winkel und der Sprengladung (zu welcher y 1 und direkt proportional sind) die Zündungsart bzw. die Lage der Zündungspunktes oder der Zündungslinie und die Detonationsgeschwindigkeit so eingestellt werden, dass die Verhältnisse VC1/Cl und/oder V/Cn kleiner sind als 1, 2.
Zur Erfüllung der zweiten kritischen Forderung für das Zustandekommen der Verbindung muss der Winkel zwischen den Metallschichten im Kollisionsbereich durch geeignete Einstellung der Verfahrensbedingungen festgelegt werden. Wird die ganze Explosivstoffschicht oder die Schichten gleichzeitig gezündet, ist der Winkel , unter dem die Metallschichten kollidieren, gleich dem ursprünglichen Winkel ö zwischen den Schichten und damit wird 4'bei Vergrösserung von 6 ebenfalls entsprechend vergrössert. Wenn die Explosivstoffschicht jedoch an einem Punkt oder entlang einer Linie auf der Schicht gezündet wird, ist 1jt eine Funktion der Kollisionsgeschwindigkeiten der Metallschichten und der relativen Plattengeschwindigkeit und die Wirkung der Einstellung der Verfahrensbedingungen
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Innerhalb der Beschränkung, dass der ursprüngliche Winkel zwischen den Metallschichten, die Ladung, die Detonationsgeschwindigkeit und die Art der Zündung der Explosivstoffschicht (en) die beiden kritischen Erfordernisse für das Zustandekommen der Verbindung erfüllen, sind zahlreiche Variationen möglich.
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Es wurde gefunden, dass bei einem Winkel zwischen etwa 1 und 400 zwischen den Metallschichten das erfindungsgemässe Verfahren ohne ausgedehnte Verformung des Verbundsystems durchgeführt werden kann. Beträgt der ursprüngliche Winkel jedoch 600 oder mehr, wird das Verbundsystem oft durch die bei der Detonation der Explosivstoffschicht oder-schichten erzeugten Kräfte stark deformiert.
Diese Deformierung kann zumindest zum Teil dem Umstand zugeschrieben werden, dass bei Anordnung von Metallschichten unter grossem Winkel zueinander diejenigen Teile jeder Schicht, die von der Verbindungsstelle am weitesten entfernt sind, verhältnismässig grosse Abstände zurücklegen müssen, bevor sie mit den entsprechenden Teilen der andern Schicht zusammentreffen. Über solche verhältnismässig grosse Abstände kann die Luft zwischen den Schichten als "Polster" wirken und die gleichförmige Beschleunigung der Schicht oder Schichten bis zu der für eine gleichmässige, zur Strahlbildung führenden Kollision erforderlichen Geschwindigkeit verhindern. Die Schicht oder Schichten können auf ihrem Weg in den Kollisionsbereich oszillieren ; dieses Phänomen sowie ein"Nachhinken"von Randteilen, das durch Grenzeffekte auf freie Oberflächen, d. h.
Kanten der Schicht bzw. Schichten, verursacht wird, tragen mit zu der starken Deformation und/oder schwachen Verbindung bei, die beobachtet wird, wenn der ursprüngliche Winkel zwischen den Metallschichten 600 oder mehr beträgt. Wenngleich ferner die Metallplatten nicht direkt aneinanderzustossen brauchen, sondern durch einen geringen Abstand an dem der Schnittlinie ihrer Ebenen zunächstliegenden Punkt bzw. Linie voneinander getrennt sein können, soll dieser Abstand aus denselben Gründen auf einem Minimum gehalten werden ; im allgemeinen ist ein Abstand von mehr als etwa 2, 5 cm weder notwendig noch erwünscht.
Der Ausdruck "Sprengladung" (explosive Ladung), wie er hier gebraucht wird, bezieht sich auf die Gewichtsverteilung der Explosivstoffschicht oder-schichten je Flächeneinheit. Es kann jedoch eine Pufferschicht aus irgendeinem Material wie Polyesterschaumstoff oder-film, Masonit, Wasser, Klebeband usw. zwischen einer Explosivstoffschicht und der benachbarten Metallschicht angeordnet sein, um eine oberflächliche Verunreinigung oder eine Aufrauhung der Metallschicht zu vermeiden. Da durch eine solche Pufferschicht der durch die Detonation eines gegebenen Explosivstoffes bei einer gegebenen Gewichtsverteilung erzeugte Druck abgeschwächt werden kann, kann eine solche Pufferschicht die "Sprengladung" wirksam verringern. Umgekehrt kann die Sprengladung durch stärkere Einengung einer Explosivstoffschicht merklich erhöht werden.
Eine Sprengladung kann oft für eine Anzahl verschiedener Verbindungssysteme geeignet sein. Wie in den Beispielen gezeigt wird, ist die für die Verbindung zweier Platten aus rostfreiem Stahl erforderliche Menge an Explosivstoff annähernd dieselbe, wenn der ursprüngliche Winkel zwischen den Metallschichten 50 und wenn er 320 beträgt. Die spezielle Menge und Gewichtsverteilung bzw. Sprengladung eines Explosivstoffes für einen bestimmten Fall ist für den Fachmann unter Berücksichtigung von Faktoren wie Art des Explosivstoffes, Dicke der Metallschicht usw. ohne weiteres zu bestimmen. In jedem Fall muss die Sprengladung, wie oben auseinandergesetzt, hinreichen, um einen Kollisionsdruck zu erzeugen, der die Elastizitätsgrenze mindestens einer der Metallschichten übersteigt.
Selbstverständlich kann ein Überschuss an Explosivstoff zu einer unerwünschten Deformierung führen und ist daher zu vermeiden.
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ein detonierender Typ sein. ImGeschwindigkeit die Detonation oft ungleichmässig verläuft und die Einwirkung des Gemisches auf das metallische Werkstück häufig nicht vorauszusehen ist. Die maximale Detonationsgeschwindigkeit liegt im allgemeinen nicht über 9000 m/sec. Da die bei Explosivstoffmischungen mit extrem hohen Detonationsgeschwindigkeiten auftretenden Stosswellen oft zum Zusplittern einer oder mehrerer der Metallschichten führen. Die praktisch anwendbare maximale Detonationsgeschwindigkeit für ein gegebenes System ergibt sich für den Fachmann ohne weiteres unter Berücksichtigung der Festigkeit der Metallschichten und anderer Faktoren.
Wenn jedoch mehr als eine Explosivstoffschicht in einer einzigen Operation verwendet wird, sollen die beiden Schichten zumindest annähernd die gleiche Detonationsgeschwindigkeit besitzen. Sonst kann die Detonationsfront der Schicht mit der höheren Detonationsgeschwindigkeit einen Punkt erreichen, der an einen noch nicht detonierten Teil der andern Schicht angrenzt, und den noch nicht detonierten Teil aus seiner Lage bringen. Dieser Effekt, ebenso wie anomale, auf Interferenz von Stosswellen zurückführbare Wirkungen, beeinträchtigen weitgehend die Bildung eines kontinuierlich verbundenen, im wesentlichen nicht deformierten Verbundkörpers.
Wenn auch in manchen Fällen der schädliche Einfluss von Explosivstoffschichten mit verschiedenenDetonationsge- schwindigkeiten etwa durch gleichzeitige Planwellenzündung oder eine andere speziell hiefür ausgearbeitete Zündungsart überwunden werden kann, bringen solche Umstände unnötige Komplikationen mit sich und müssen im allgemeinen vermieden werden.
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elektrischen Zündkapsel Nr.
6 an dem Punkt, wo sich die Metallschichten berührten, wurde eine im wesentlichen kontinuierliche metallurgische Verbindung über der ganzen Berührungsfläche der beiden Scheiben erreicht,
Die so erzeugte Metallverbundplatte liess sich gut zu einem becherartigen Körper verformen, ohne dass Risse entstanden oder die Verbindung gelöst wurde, indem man auf der Verbundplatte eine Schicht eines Explosivstoffes aufbrachte und diese zündete, wobei die Platte gegen einen entsprechend geforten Stahldorn gepresst wurde.
Das folgende Beispiel veranschaulicht die Herstellung einer Rohrnaht aus Metallblech.
Beispiel 2 : Ein Aluminiumblechstreifen von 17, 5 x 0. 08 cm wurde um einen Stahldorn von 5 cm Durchmesser gewunden, so dass sich das Aluminiumblech in einer Breite von 3, 8 cm überdeckte.
An der Kante des überlappenden Teiles blieb ein Zwischenraum von 0,3 cm frei, doch stand die Kante des an dem Dorn anliegenden Blechendes mit dem überlappenden Teil in Berührung. Der so gebildete Winkel war nicht überall ganz gleich und lag im allgemeinen zwischen 10 und 300. Der Stahldorn besass einen leichten Überzug aus Petrolatum, um eine Verbindung zwischen Aluminium und Dorn zu vermeiden. Ein 17, 5 x 6,25 cm grosser Explosivstoffstreifen wurde entlang der Kante des überlappenden Teiles ihrer ganzen Länge nach angebracht.
Der Explosivstoff bestand aus einem gleichförmigen Blatt mit der Zusammensetzung (in Gew.-%) : 75% Pentaerythrit-tetranitrat, 7, 5% Papierpulpe und 17, 50/0 eines bei niedrigen Temperaturen polymerisierten Acrylonitril-Butadien-Elastomeren mit einem hohen Prozentsazt (annähernd 400/0) an Acrylonitril und einem spez. Gewicht von 1,00 und einer MooneyViskosität von 70 bis 95 (Handelsprodukt"Hycar"1041 der B. F. Goodrich Co.). Gewichtsverteilung 2 g/6,25 cm2. Diese Explosivstoffzusammensetzung ist in der USA-Patentschrift Nr. 3, 102, 833 beschieben.
Nach Zündung der Explosivstoffschicht mit einer elektrischen Zündkapsel, die in der Mitte der einen 6, 25 cm messenden Kanten der Schicht angebracht war, resultierte ein mit einer festen Naht versehenes Rohr, wobei die Nahtstelle aus einer im wesentlichen kontinuierlichen metallurgischen Verbindung über die ganze Berührungsfläche zwischen den überlappenden Enden des Aluminiumbleches bestand.
Die folgenden Beispiele dienen zur Veranschaulichung der Herstellung von Schweissnähten bei Metallblechen zur Bildung von flachen, kontinuierlichen Flächengebilden.
Beispiel 3 : Ein Aluminiumblech in der Grösse von 15 X 5, 63 x 0, 15 cm wurde auf eine Stahlunterlage aufgebracht. Ein zweites gleich grosses Aluminiumblech, das der ganzen Länge nach einen 2, 5 cm breiten, leicht abgebogenen Teil (Winkel von 70) aufwies, wurde so angeordnet, dass die Faltstelle des abgebogenen Teiles ihrer ganzen Länge nach die Längskante des ersten Bleches berührte, so dass der abgebogene Teil die erste Platte 2, 5 cm breit überdeckte und dabei einen Winkel von ungefähr 70 mit dem ersten Blech bildete. Ein Explosivstoffstreifen in der Grösse von 2, 5 x 15 cm wurde an der Aussenseite des abgebogenen Teiles angebracht, so dass der abgebogene Teil bei Zündung entlang der der Faltstelle zunächstliegenden Kante in Richtung auf das erste Blech zu gepresst werden musste.
Der verwendete Explosivstoff bestand aus einer gegenüber der in Beispiel 1 verwendeten etwas abgewandelten Mischung. Er erhielt 20% sehr feines Pentaerythrit-tetranitrat, 701o Mennige und als Bindemittel eine Mischung von 8% des in Beispiel 1 beschriebenen Bindemittels und 20/0 Polybutylen mit einem durch-
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Nach Zündung der Explosivstoffschicht mittels einer elektrischen Zündkapsel, die in der Mitte der 15 cm-Kante der Explosivstoffschicht, die an der Faltstelle des zweiten Aluminiumbleches lag, angebracht war, waren die beiden Bleche durch eine feste 2, 5 cm breite Schweissnaht miteinander verbunden.
Diese bestand aus einer im wesentlichen kontinuierlichen metallurgischen Verbindung über den gesamten Bereich der Berührungsfläche zwischen den überlappenden Enden der beiden Bleche.
Beispiel 4 : Nach der Arbeitsweise des Beispieles 3 wurden zwei Kupferbleche in der Grösse von 15 x 5 x 0, 15 cm miteinander verbunden, wobei aber der 2,5 x 15 cm grosse Explosivstoffstreifen aus einer Schicht eines biegsamen Produktes bestand, welches die Zusammensetzung : 72% Pentaerythrittetranitrat, 6, 50/0 Nitrocellulose und 21, 50/0 Tri- (2-äthylhexyd) -2-acetoxy-1, 2, 3- propantricarboxylat aufwies.
Diese Zusammensetzung hatte eine Detonationsgeschwindigkeit von ungefähr 6,900 m/sec.
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die beiden Bleche durch eine feste 2,5 cm breite Schweissnaht miteinander verbunden, die aus einer im wesentlichen kontinuierlichen metallurgischen Verbindung über den gesamten Bereich der Berüh-
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rungsfläche zwischen den überlappenden Enden der beiden Bleche bestand.
In der Tabelle I sind verschiedene Abwandlungen des "Winkelverbindungsverfahrens" gemäss der Erfindung, z. B. hinsichtlich Winkelgrösse, Metallsorten, Gewichtsverteilung in den Explosivstoffen usw. angegeben.
Als Explosivstoff wurde in allen der Tabelle I zugrundeliegenden Beispielen, mit Ausnahme der Beispiele 10,11, 21 und 22 das in Beispiel 1 beschriebene Produkt verwendet. In den Beispielen 10 und 11 bestand der Explosivstoff aus einer geringfügigen Modifikation des in Beispiel 1 verwendeten mit der Zusammensetzung : 20% sehr feines Pentaerythrit-tetranitrat, 701o Mennige und 10% des in Beispiel l beschriebenen Bindemittels. In den Beispielen 21 und 22 wurde der in Beispiel 3 beschriebene Explosivstoff verwendet.
Die Verbindungsanordnungen sind ähnlich der in Fig. 2 dargestellten ; in allen Beispielen, mit Ausnahme der Beispiele 5,15, 20,21 und 22, werden die Explosivstoffschichten durch eine Kombination einer elektrischen Zündkapsel Nr. 6 mit Zündschnüren, wie in Fig. 2 dargestellt, gezündet. In Beispiel 5 erfolgt die Zündung der Explosivstoffschichten durch zwei "line wave generators" (s. USA-Patentschrift Nr. 2, 943, 571), wobei je einer an der der Verbindungsstelle zwischen den Metallschichten zunächstliegenden Kante angebracht ist und welche gleichzeitig durch eine elektrische Zündkapsel gezündet werden.
In den Beispielen 15 und 20 wurde die Kombination von elektrischen Zündkapseln und Zünd-
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eines Streifens aus der in Beispiel 4 beschriebenen Explosivstoffzusammensetzung gezündet, welcher so angeordnet ist, dass er mit der der Verbindungsstelle zwischen den Metallschichten zunächstliegenden Kante jeder Explosivstoffschicht über deren ganze Länge in Verbindung steht. Der Streifen wieder wird mit Hilfe eines "line wave generators" und einer elektrischen Zündkapsel, wie im Zusammenhang mit Beispiel 5 beschrieben, gezündet.
Bei allen Beispielen zeigt es sich, dass nach Zündung der Explosivstoffschichten die Metallschichten über ihre ganze Berührungsfläche durch eine im wesentlichen kontinuierliche metallurgische Verbindung miteinander verbunden waren. Die Scherfestigkeiten der Verbundstücke, gemessen gemäss ASTM.-Me- thode Nr. 263-44T, liegen weit über dem von den ASTM.-Bestimmungen für den betreffenden Typ vorgeschriebenen Mindestwert (1400 kg/cm2). So betragen die Scherfestigkeiten der Verbundkörper gemäss den Beispielen 11 und 12 3783 bzw. 42228 kg/cm 2. Nach den gebräuchlichen Verfahren hergestellte Verbundkörper weisen gewöhnlich eine Festigkeit von nur 2100 bis 2450 kg/cm auf.
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Tabelle 1
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<tb>
<tb> Metallschicht <SEP> 1 <SEP> Metallschicht <SEP> 2 <SEP> Explosivstoff
<tb> Oberflächen- <SEP> Oberflächen- <SEP> Winkel <SEP> zwischen <SEP> GewichtsverteiBeispiel <SEP> Type <SEP> Grösse <SEP> (cm) <SEP> behandlung <SEP> Type <SEP> Grösse <SEP> (cm) <SEP> behandlung <SEP> Metallschichten <SEP> Grösse <SEP> (cm) <SEP> lung <SEP> (g/6, <SEP> 25cm2) <SEP>
<tb> 5 <SEP> 304-rostfreier <SEP> Stahl <SEP> 6, <SEP> 8 <SEP> x <SEP> 6, <SEP> 8 <SEP> x <SEP> 0,07 <SEP> keine <SEP> 304-rostfreier <SEP> Stahl <SEP> 6,8 <SEP> x <SEP> 6, <SEP> 8 <SEP> x <SEP> 0,07 <SEP> keine <SEP> 50 <SEP> 6,8 <SEP> x <SEP> 6, <SEP> 8 <SEP> 3
<tb> 6 <SEP> 304-rostfreier <SEP> Stahl <SEP> 6,8 <SEP> x <SEP> 6,8 <SEP> x <SEP> 0,07 <SEP> keine <SEP> 304-rostfreier <SEP> Stahl <SEP> 6,8 <SEP> x <SEP> 6,8 <SEP> x <SEP> 0, <SEP> 07 <SEP> keine <SEP> 100 <SEP> 6,8 <SEP> x <SEP> 6,
<SEP> 8 <SEP> 3
<tb> 7 <SEP> 304-rostfreier <SEP> Stahl <SEP> 6, <SEP> 8 <SEP> x <SEP> 6, <SEP> 8 <SEP> x <SEP> 0, <SEP> 07 <SEP> keine <SEP> 304-rostfreier <SEP> Stahl <SEP> 6,8 <SEP> x <SEP> 6, <SEP> 8 <SEP> x <SEP> 0, <SEP> 07 <SEP> keine <SEP> 160 <SEP> 6,8 <SEP> x <SEP> 6, <SEP> 8 <SEP> 3
<tb> 8 <SEP> 304-rostfreier <SEP> Stahl <SEP> 6, <SEP> 8 <SEP> x <SEP> 6, <SEP> 8 <SEP> x <SEP> 0,07 <SEP> keine <SEP> 304-rostfreier <SEP> Stahl <SEP> 6, <SEP> 8 <SEP> x <SEP> 6,8 <SEP> x <SEP> 0, <SEP> 07 <SEP> keine <SEP> 320 <SEP> 6,8 <SEP> x <SEP> 6, <SEP> 8 <SEP> 3
<tb> 9 <SEP> 304-rostfreier <SEP> Stahl <SEP> 15 <SEP> x <SEP> 30 <SEP> x <SEP> 0, <SEP> 15 <SEP> keine <SEP> Weichstahl <SEP> 15 <SEP> x <SEP> 30 <SEP> x <SEP> 0, <SEP> 15 <SEP> keine <SEP> 90 <SEP> 15 <SEP> x <SEP> 30 <SEP> 3
<tb> 10 <SEP> 304-rostfreier <SEP> Stahl <SEP> 15 <SEP> x <SEP> 30 <SEP> x <SEP> 0,
<SEP> 15 <SEP> keine <SEP> Weichstahl <SEP> 15 <SEP> x <SEP> 30 <SEP> x <SEP> 0, <SEP> 15 <SEP> keine <SEP> 90 <SEP> 15 <SEP> x <SEP> 30 <SEP> 6
<tb> 11 <SEP> 304-rostfreier <SEP> Stahl <SEP> 7,5 <SEP> x <SEP> 7, <SEP> 5 <SEP> x <SEP> 0, <SEP> 3 <SEP> keine <SEP> Weichstahl <SEP> 7, <SEP> 5 <SEP> x <SEP> 7, <SEP> 5 <SEP> x <SEP> 1, <SEP> 3 <SEP> gereinigt <SEP> mit <SEP> 12 <SEP> 7, <SEP> 5 <SEP> x <SEP> 7, <SEP> 5 <SEP> 6
<tb> Schmirgelleinwand
<tb> 12 <SEP> 304-rostfreier <SEP> Stahl <SEP> 7, <SEP> 5 <SEP> x <SEP> 7,5 <SEP> x <SEP> 0,3 <SEP> keine <SEP> Weichstahl <SEP> 7,5 <SEP> x <SEP> 7,5 <SEP> x <SEP> 1,3 <SEP> gereinigt <SEP> mit <SEP> 20 <SEP> 7,5 <SEP> x <SEP> 7, <SEP> 5 <SEP> 6
<tb> Schmirgelleinwand
<tb> 13 <SEP> Weichstahl <SEP> 15 <SEP> x <SEP> 15 <SEP> x <SEP> 0, <SEP> 6 <SEP> geschliffen <SEP> Weichstahl <SEP> 15 <SEP> x <SEP> 15 <SEP> x <SEP> 0,
<SEP> 6 <SEP> geschliffen <SEP> 90 <SEP> 15 <SEP> x <SEP> 15 <SEP> 12
<tb> 14 <SEP> Weichstahl <SEP> 15 <SEP> x <SEP> 15 <SEP> x <SEP> 0, <SEP> 6 <SEP> geschliffen <SEP> Weichstahl <SEP> 15 <SEP> x <SEP> 15 <SEP> x <SEP> 1,3 <SEP> geschliffen <SEP> 150 <SEP> 15 <SEP> x <SEP> 15 <SEP> 12
<tb> 15 <SEP> Weichstahl <SEP> 3, <SEP> 8 <SEP> (#) <SEP> x <SEP> 0,15 <SEP> keine <SEP> Weichstahl <SEP> 3,5(#)x <SEP> 0,15 <SEP> keine <SEP> 270 <SEP> 3, <SEP> 8# <SEP> 3
<tb> 16 <SEP> 321-rostfreier <SEP> Stahl <SEP> 14 <SEP> (0) <SEP> x <SEP> 0, <SEP> 125 <SEP> keine <SEP> 321-rostfreier <SEP> Stahl <SEP> 14 <SEP> ( <SEP> (/1) <SEP> x <SEP> 0,125 <SEP> keine <SEP> 14 <SEP> 14 <SEP> 3
<tb> 17 <SEP> Titan <SEP> 6, <SEP> 8 <SEP> x <SEP> 6,8 <SEP> x <SEP> 0,06 <SEP> keine <SEP> 304-rostfreier <SEP> Stahl <SEP> 6, <SEP> 8 <SEP> x <SEP> 6, <SEP> 8 <SEP> x <SEP> 0,
<SEP> 07 <SEP> keine <SEP> 200 <SEP> 6,8 <SEP> x <SEP> 6, <SEP> 8 <SEP> 3
<tb> 18 <SEP> Kupfer <SEP> 14 <SEP> (#) <SEP> x <SEP> 0,125 <SEP> keine <SEP> 321-rostfreier <SEP> Stahl <SEP> 14(#) <SEP> x <SEP> 0, <SEP> 125 <SEP> keine <SEP> 140 <SEP> 14# <SEP> 2
<tb> 19 <SEP> Titan <SEP> 14 <SEP> (#) <SEP> x <SEP> 0,125 <SEP> vergütet <SEP> Aluminium <SEP> 14 <SEP> (0) <SEP> x <SEP> 0,25 <SEP> keine <SEP> 14 <SEP> 14# <SEP> 2
<tb> 20 <SEP> Weichstahl <SEP> 3, <SEP> 8 <SEP> ( < 1 > ) <SEP> x <SEP> 0, <SEP> 15 <SEP> keine <SEP> Weichstahl <SEP> 3, <SEP> 8 <SEP> (0) <SEP> x <SEP> Q, <SEP> 15 <SEP> keine <SEP> 40 <SEP> 3,8 <SEP> (0) <SEP> 3
<tb> 21 <SEP> Nickel <SEP> 10 <SEP> x <SEP> 12,5 <SEP> x <SEP> 0, <SEP> 15 <SEP> keine <SEP> Kupfer <SEP> 10x12, <SEP> 5x0, <SEP> 15 <SEP> keine <SEP> 400 <SEP> 10 <SEP> x <SEP> 12, <SEP> 5 <SEP> 5
<tb> 22 <SEP> Nickel <SEP> 10 <SEP> x <SEP> 12.
<SEP> 5 <SEP> x <SEP> 0,15 <SEP> keine <SEP> Kupfer <SEP> 10 <SEP> x <SEP> 12, <SEP> 5 <SEP> x <SEP> 0,15 <SEP> keine <SEP> 60 <SEP> 10 <SEP> x <SEP> 12,5 <SEP> 5
<tb>
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In Tabelle II sind Daten hinsichtlich der Verbindung von mehr als 2 Metallschichten in einem einzigen Arbeitsgang angeführt.
Bei allen in Tabelle II angegebenen Beispielen sind Anordnungen angewendet, die im wesentlichen der Fig. 2 entsprechen. Es ist jedoch eine dritte Metallschicht oder Zwischenschicht zwischen die Metallschichten 1 und 2 eingesetzt. Als Explosivstoff wird in allen diesen Beispielen der in Beispiel 1 beschriebene verwendet und die Explosivstoffschichten werden so gezündet, wie es in Fig. 2 dargestellt und oben im Zusammenhang mit den Beispielen 6 - 14 und 16 - 19 beschrieben ist. Nach Zündung der Explosivstoffschichten ist jede der äusseren Metallschichten im wesentlichen kontinuierlich metallurgisch mit der Zwischenschicht auf der ganzen Berührungsfläche zwischen Schicht und Zwischenschicht verbunden.
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TabelleII
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<tb>
<tb> Metallschicht <SEP> 1 <SEP> Zwischenschicht <SEP> Metallschicht <SEP> 2 <SEP> Winltel <SEP> zwischen <SEP> Winkel <SEP> zwischen <SEP> Explosivstoff
<tb> Metallschicht <SEP> 1 <SEP> Metallschicht <SEP> 2
<tb> und <SEP> Zwischen- <SEP> und <SEP> Zwischen- <SEP> Grösse <SEP> jeder <SEP> GewichtsverteiBeispiel <SEP> Type <SEP> Grösse(cm) <SEP> Type <SEP> Grösse <SEP> (cm) <SEP> Type <SEP> Grösse <SEP> (cm) <SEP> schicht <SEP> schicht <SEP> Schicht <SEP> (cm) <SEP> lung <SEP> (g/6, <SEP> 25 <SEP> cm) <SEP>
<tb> 23 <SEP> Titan <SEP> 5 <SEP> x <SEP> 10,5 <SEP> x <SEP> 0, <SEP> 06 <SEP> 304-rost- <SEP> 5 <SEP> x <SEP> 10,5 <SEP> x <SEP> 0, <SEP> 07 <SEP> Titan <SEP> 5 <SEP> x <SEP> 10, <SEP> 5 <SEP> x <SEP> 6, <SEP> 06 <SEP> 10 <SEP> 30 <SEP> 5 <SEP> x <SEP> 10, <SEP> 5 <SEP> 2
<tb> freier
<tb> Stahl
<tb> 24 <SEP> Titan <SEP> 5 <SEP> x <SEP> 10,
5 <SEP> x <SEP> 0, <SEP> 06 <SEP> 304-rost-5 <SEP> x <SEP> 10,5 <SEP> x <SEP> 0,07 <SEP> Titan <SEP> 5 <SEP> x <SEP> 10,5 <SEP> x <SEP> 6,06 <SEP> 50 <SEP> 50 <SEP> 5 <SEP> x <SEP> 10, <SEP> 5 <SEP> 3
<tb> freier
<tb> Stahl
<tb> 25 <SEP> Titan <SEP> 5 <SEP> x <SEP> 10,5 <SEP> x <SEP> 0,06 <SEP> 304-rost-5 <SEP> x <SEP> 10,5 <SEP> x <SEP> 0,07 <SEP> Titan <SEP> 5 <SEP> x <SEP> 10,5 <SEP> x <SEP> 6,06 <SEP> 70 <SEP> 70 <SEP> 5 <SEP> x <SEP> 10,5 <SEP> 2
<tb> freier
<tb> Stahl
<tb> 26 <SEP> Titan <SEP> 6, <SEP> 8 <SEP> x <SEP> 6,8 <SEP> x <SEP> 0,06 <SEP> 304-rost- <SEP> 6,8 <SEP> x <SEP> 6,8 <SEP> x0.
<SEP> 07 <SEP> Titan <SEP> 6, <SEP> 8 <SEP> x <SEP> 6, <SEP> 8 <SEP> x <SEP> 0, <SEP> 06 <SEP> 80 <SEP> 100 <SEP> 6, <SEP> 8 <SEP> x <SEP> 6, <SEP> 8 <SEP> 3
<tb> freier
<tb> Stahl
<tb> 27 <SEP> Weich- <SEP> 14(#) <SEP> x <SEP> 0,125 <SEP> 3 <SEP> Schicht- <SEP> 14(#) <SEP> x <SEP> 0,125 <SEP> 321-rost- <SEP> 14(#) <SEP> x <SEP> 0,125 <SEP> 7 30' <SEP> 7 30' <SEP> 14(#) <SEP> 2
<tb> stahl <SEP> körper <SEP> cu/freier
<tb> Weichstahl <SEP> Stahl
<tb> c/u
<tb> 28 <SEP> Kupfer <SEP> 14 <SEP> (0) <SEP> x <SEP> 0,125 <SEP> Weichstahl <SEP> 14 <SEP> (0) <SEP> x <SEP> 0,155 <SEP> Kupfer <SEP> 14 <SEP> (0) <SEP> x <SEP> 0, <SEP> 125 <SEP> 7030'7 30'14 <SEP> (0) <SEP> 2
<tb> 29 <SEP> 304-rost- <SEP> 7, <SEP> 5 <SEP> x <SEP> 7, <SEP> 5 <SEP> x <SEP> 0, <SEP> 15 <SEP> 3-Schicht <SEP> 7, <SEP> 5 <SEP> x <SEP> 7, <SEP> 5 <SEP> x <SEP> 0,01 <SEP> 304-rost- <SEP> 7, <SEP> 5x <SEP> 7,
<SEP> 5x <SEP> 0,15 <SEP> 50 <SEP> 50 <SEP> 7, <SEP> 5 <SEP> x <SEP> 7. <SEP> 5 <SEP> 3
<tb> freier <SEP> körper <SEP> cu/freier
<tb> Stahl <SEP> Weichstahl <SEP> Stahl
<tb> c/u
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Beispiel 30 : Eine Weichstahlplatte von 15 cm Breite, 22,5 cm Länge und 1, 88 cm Dicke wird auf eine Sperrholzplatte gelegt ; eine Platte aus rostfreiem Stahl 304 von gleicher Länge und Breite und einer Dicke von 0,3 cm wird mit Hilfe von Spreizstäben aus Stahl, die mit entsprechenden Punkten an benachbarten Kanten der beiden Platten punktverschweisst sind, über der Weichstahlplatte fixiert. Die Stellung der Platten ist so, dass der Mindestabstand zwischen den benachbarten 15 cm messenden Kanten der Platten 0, 125 cm beträgt, d. h., dass sie fast auf einer Linie zusammenstossen und der Winkel zwischen ihnen 100 beträgt.
Die Aussenfläche der Platte aus rostfreiem Stahl ist mit einer 2,5 cm dicken Schicht aus Polystyrolschaum bedeckt und diese wieder mit einer Schicht des in Beispiel 4 verwendeten Explosivstoffgemisches, das eine Gewichtsverteilung von 5 g/6, 25 cm 2 aufweist, Der Explosivstoff wird durch eine elektrische Zündkapsel gezündet, die in der Mitte der Explosivstoffschicht angebracht ist.
Nach der Detonation sind die Platten über ihre ganze Berührungsfläche im wesentlichen kontinuierlich metallurgisch miteinander verbunden.
Beispiel 31 : Ein im wesentlichen kontinuierlich metallurgisch verbundenes System wird mit Hilfe der Materialien und der Arbeitsweise des Beispieles 30 erhalten, wobei jedoch die Explosivstoffschicht durch einen "plane wave generator" (s. USA-Patentschrift Nr. 2,877, 052) gezündet wird.
Beispiel 32 : Ein im wesentlichen kontinuierlich metallurgisch verbundenes System wird mit Hilfe der Materialien und der-modifizierten-Arbeitsweise des Beispiels 30 erhalten. Auch hier befinden sich die Platten in einer solchen Stellung, dass ihr Mindestabstand voneinander 0, 125 cm beträgt.
Dieser Mindestabstand besteht aber nur zwischen einer Ecke der Platte aus rostfreiem Stahl und der entsprechenden benachbarten Ecke der Weichstahlplatte, d. h. sie treffen sich nahezu, aber nur an einem einzigen Punkt statt an benachbarten Kanten über die ganze Kantenlänge wie in Beispiel 30. Der Winkel zwischen den Platten in einer beliebigen, senkrecht zur Schnittlinie der Plattenebenen liegenden Ebene beträgt 50 und die elektrische Zündkapsel befindet sich an derjenigen Ecke der Explosivstoffschicht, die der Verbindungsstelle zwischen den Platten zunächstliegt.
PATENTANSPRÜCHE : l. Verfahren zum gegenseitigen Verbinden von Metallschichten nach Patent Nr. 241244, dadurch gekennzeichnet, dass man mindestens zwei Metallschichten von einer gemeinsamen Verbindungs- stelle aus unter einem Winkel von mindestens 10 anordnet, auf die Aussenseite mindestens einer der Metallschichten einen detonierenden Explosivstoff anbringt und den Explosivstoff in einer Weise zur Zündung bringt, dass das Verhältnis der Kollisionsgeschwindigkeit zur Schallgeschwindigkeit in der betreffenden Metallschicht zumindest für eine der Metallschichten kleiner als 1, 2 ist, wobei, wenn jedes dieser Verhältnisse grösser als 1, 0 ist,
der Winkel zwischen je zwei benachbarten Metallschichten im Kollisionsbereich grösser ist als der Maximalwert der Summe der in den Metallschichten durch schräge Stosswellen hervorgerufenen Ablenkungen, und wobei die Sprengladung des Explosivstoffes mindestens so gross ist, dass ein Kollisionsdruck erzeugt wird, welcher grösser ist als 1000/0 der Elastizitätsgrenze des Metalls mit der niedrigsten Elastizitätsgrenze im System.