DD143406A1 - METHOD FOR REMAINING METALLIC WORKSTOPS FOR DIFFUSION WELDING - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf das Erwärmen metallischer Werkstücke beim Diffusionsschweißen. Ziel ist, unter Senkung des · Energieaufwandes in wirtschaftlicher Vieise das Erwärmen metallischer Werkstücke zu ermöglichen. Die Aufgabe, die Energiezufuhr so zu steuern, daß im unmittelbaren Bereich der zu verbindenden Schweißflächen die größte Wärmekonzentration erfolgt, wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in den zu verbindenden Werkstücken Schallschwingungen in Form von Longitudinalwellen erzeugt werden, wobei das Schwingungssystem so abgestimmt wird, daß der Schwingungsbauch der Longitudinalwellen unmittelbar an der Schweißstelle zu liegen kommt und der Druck und die Temperatur an der Schweißstelle derart gehalten wird, bis eine Verbindung der Werkstücke durch Diffusion erfolgt« - Fig.2 -The invention relates to the heating of metallic Workpieces in diffusion welding. The aim is, while reducing the energy consumption in economic Vieise the heating of metallic To allow workpieces. The task, the energy supply so too control that in the immediate area of connecting Welding surfaces, the largest heat concentration takes place According to the invention solved in that to be connected in the Workpieces Sound vibrations in the form of longitudinal waves be generated, wherein the vibration system is tuned so that the oscillation belly of the longitudinal waves directly at the Welding point comes to rest and the pressure and temperature at the Welding is held in such a way until a compound of Workpieces made by diffusion «- Fig.2 -
Description
2 4 9 K ι &>*>* 2 4 9 K ι &>*> *
Peter WiesnerPeter Wiesner
409 Halle-Neustadt, Block 66.0/2409 Halle-Neustadt, Block 66.0 / 2
Zustellungsbeyollmächtigter^Zustellungsbeyollmächtigter ^
Leit-BfN "Schweißtechnik" im Zentralinstitut für Schweißtechnik der DDR 403 Halle, PSF 16Leit-BfN "Welding Technology" in the central institute for welding technology of the GDR 403 Halle, PSF 16
Verfahren zum Erwärmen metallischer V/erkstücke beim DiffusionsschweißenMethod for heating metallic parts in diffusion welding
Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erwärmen metallischer V/erkstücke beim Diffusionsschweißen unter Zufuhr von Wärme und Druck, insbesondere zum Verbinden von stabförmigen Werkstücken sowie von Bolzen auf Platten,The invention relates to a method for heating metallic parts in diffusion welding while supplying heat and pressure, in particular for connecting rod-shaped workpieces and bolts on plates,
Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions
Es ist bekannt, daß mechanische'Schwingungen eineWärmequelle darstellen0 Die Energieabsorption von Schwingungen in einem Material bezeichnet man als Dämpfung. Dabei wird die Schwingenergie in Wärme umgewandelt. So wurde bei Dauerschwingversuchen festgestellt, daß Proben innerhalb einer Hinute rotglühend werden* Pur den Effekt der Umwandlung von Schallenergie oder Schwingungsenergie inIt is known that a heat source mechanische'Schwingungen represent 0 The energy absorption of vibrations in a material is called damping. The oscillating energy is converted into heat. Thus, it has been found in continuous vibration tests that samples within a down become red hot * Pure the effect of conversion of sound energy or vibration energy in
Wärme infolge der Dämpfung ist der Begriff thermoakustisch geprägt worden.Heat due to damping has been termed thermoacoustic.
So wurde bereits vorgeschlagen, die thermoakustische Erwärmung zum Preßschweißen, Widerstandspunkt- und zum Bolzenschweißen auszunutzen«, Dabei erfolgt das Erwärmen von Stäben durch longitudinalwellen, die mittels piezo~ elektrischer Wandler erzeugt werden» $s ist weiterhin "bekannt, daß leistungsstarke und schnelle Elektronen, Laserstrahlen, schnelle Neutronen, Plasmastrahlen, Gammaquanten, Protonen und elektromagnetische Felder in festen Körpern elastische Wellen erzeugen. Dieser Effekt wird bereits zur Ultraschallprüfung genutzt« ' -It has already been suggested that the thermoacoustic heat for pressure welding, resistance spot and stud welding exploit, "Here, the heating rods is effected by longitudinal waves, which are generated by piezo ~ electrical converters» $ s is still "known to be powerful and fast electrons, Laser beams, fast neutrons, plasma jets, gamma quanta, protons and electromagnetic fields in solid bodies generate elastic waves, which is already being used for ultrasonic testing.
Als Wärmequelle für das Diffusionsschweißen sind die induktive Erwärmung, die Widerstandserwärmung und die Erwärmung durch Strahlung bekannt. Die induktive Erwärmung ist einmal sehr aufwendig, zum anderen sind die dafür er-» forderlichen Geräte sehr teuer. Für jedes der zu verbindenden Werkstücke muß eine Spule angepaßt v/erden. Die Widerstandserwärmung wiederum ist sehr energieaufwendig, da die zu verbindenden Werkstücke auf ihrer gesamten Oberfläche erwärmt werden, obwohl die Wärme nur an der Verbindungsstelle benötigt bzw, gewünscht wird· Die Erwärmung durch Strahlungen hat den Macht eil, daß die Y/ärnie auf die Oberfläche der Schweiß teile aufgebracht wird und von dort durch Wärmeleitung bis .zur Schweißstelle gelangen muß, wodurch das Erwärmen sehr lange dauert«, Da das Diffusionsschweißen ein Verfahren zum Verbinden großflächiger Teile ist, ist eine Erwärmung durch Strahlung nicht nur ungünstig, sondern auch unwirtschaftlich,As a heat source for the diffusion welding, the inductive heating, the resistance heating and the heating by radiation are known. The inductive heating is very time consuming, on the other hand, the equipment required for it are very expensive. For each of the workpieces to be joined, a coil must be adapted. Resistance heating, on the other hand, is very energy intensive, since the workpieces to be joined are heated over their entire surface, although the heat is needed or desired only at the junction. Heating by radiation has the power to cause the iron to strike the surface of the surface Welding parts is applied and must pass from there by heat conduction to .Welding, whereby the heating takes a very long time, Since the diffusion welding is a method for joining large-scale parts, heating by radiation is not only unfavorable, but also uneconomic,
-3- 2 12593-3- 2 12593
Ziel der ErfindungObject of the invention
Durch die Erfindung ist unter Senkung des Energieaufwandes in wirtschaftIieher Y/eise das Erwärmen metallischer Werkstücke beim Diffusionsschweißen zu ermöglichen.By lowering the energy consumption in economic terms, the invention makes it possible to heat metallic workpieces during diffusion bonding.
Das Wesen der ErfindungThe essence of the invention
Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Erwärmen metallischer Werkstücke beim Diffusionsschweißen zu entwickeln, das in der Lage ist, unter Verzicht teurer Geräte die Energiezufuhr so zu steuern, daß im unmittelbaren Bereich der zu verbindenden Schweißflächen die größte Y/ärmekonzentration erfolgt. Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Verfahren gelöst und die im Stand der Technik beschriebenen Nachteile dadurch beseitigt, daß erfindungsgemäß in den zu verbindenden Werkstücken Schallschwingungen in Form von Longitudinal— wellen erzeugt v/erden, wobei das Schwingungssystem so abgestimmt wird, daß der Schwingungsbauch der Longitudinal-Y/ellen unmittelbar an der Schweißstelle zu liegen kommt« Dies kann durch die Wahl der Frequenz, durch die Länge der zu verbindenden Werkstücke und durch die Gestaltung des SchallzufünrungssysteniesjTjuie Scnallenergie wird in den Werkstücken infolge der Dämpfung in 'Wärme umgewandelt· Da der Schwingungsbauch mit der grüßten Amplitude an der Schweißstelle liegt, wird hier die größte Wärme erzeugt« Der zum Diffusionsschweißen notwendige Druck ·' ist sehr gering. Als Schweißdruck reicht deshalb der sum Übertragen der Schallenergie erforderliche Kontaktdruck ausThe invention is thus based on the object to develop a method for heating metallic workpieces in diffusion welding, which is able to waive expensive equipment to control the power supply so that in the immediate area of the welding surfaces to be joined, the largest Y / särmekonzentration. The object of the invention is achieved by a method and the disadvantages described in the prior art eliminated by the fact that generated according to the invention in the workpieces sound vibrations in the form of longitudinal waves v / earth, the vibration system is tuned so that the antinode of the This can be achieved by the choice of frequency, by the length of the workpieces to be joined and by the design of the sonic injection system. Scanning energy is converted into heat in the workpieces as a result of the damping With the highest amplitude at the weld, the greatest heat is generated here. "The pressure required for diffusion welding is very low. As welding pressure, the contact pressure required for transmitting the sound energy is sufficient
Der Schall kann durch piezoelektrische Wandler erzeugt The sound can be generated by piezoelectric transducers
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und durch Sonotroden den Werkstücken zugeführt werden. Er kann jedoch auch durch die Einwirkung energiereicher Strahlen, Teilchen oder Wellen in den Werkstücken selbst erzeugt werdenβ and be supplied by sonotrodes the workpieces. However, it can also be generated by the action of high-energy rays, particles or waves in the workpieces themselves β
Beim gleichzeitigen Verbinden mehrerer Werkstücke wird die Schallenergie mit Hilfe eines Wandlers oder einer geeigneten Schallquelle über Schall-Leiter zu den einzelnen Werkstücken geleitet, wobei entweder ein zentrales Drucksystem "verwendet oder der Druck bei. jedem Werkstückpaar gesondert aufgebracht wird·When connecting several workpieces at the same time, the sound energy is conducted via sound conductors to the individual workpieces with the aid of a transducer or a suitable sound source, either using a central printing system or applying the pressure separately to each pair of workpieces.
AusführungsbeisplelAusführungsbeisplel
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbei— spiel näher erläutert werden* In der zugehörigen Zeichnung zeigt:The invention will be explained in more detail below with reference to an exemplary embodiment. In the accompanying drawing:
Figo 1: die in der Vakuumkammer angeordneten WerkstückeFigo 1: arranged in the vacuum chamber workpieces
Pig« 2: den Verlauf der Schwingungen.Pig «2: the course of the vibrations.
Die Vakuumkammer 1 nimmt die beiden piezoelektrischen Wandler 2; 3 auf. Der obere Wandler 2 enthält das Schwingungssystem zur Erzeugung des Kontakt- und Schweiß, druckest, Er ist so konstruiert^ daß die Resonanzeigenschaften des ganzen Schwingungssystemes durch die Einrichtung zur Druckerzeugung nicht geändert werden« Der Kontakt« und Schweißdruck wird pneumatisch oder hydraulisch erzeugt* Die Luft oder das öl werden durch die Durchführungen 4 zu- und abgeführteThe vacuum chamber 1 takes the two piezoelectric transducers 2; 3 on. The upper transducer 2 contains the vibration system for generating contact and sweat pressure. It is designed so that the resonance characteristics of the whole vibration system are not changed by the pressure generating means. The contact and welding pressure are generated pneumatically or hydraulically or the oil is supplied and discharged through the bushings 4
-5- 2 1259-8-5- 2 1259-8
In den Wandlern 2 j 3 wird die elektrische Energie, die über die Kabel 5> 6 zugeführt wird, in Schallenergie umgewandelt. Es wird nur der untere Wandler 3 aktiv angetrieben· Der obere Y/andler 2 liefert ein Rückkopplungs~ und Steuersignal. Sr verhindert ein Durchgehen des Schwingungssystemes. Ber Schall wird den Werkstücken 7; 8 über die Sonotroden 9; 10 zugeführt.In the converters 2 j 3, the electrical energy that is supplied via the cables 5> 6, converted into sound energy. Only the lower transducer 3 is actively driven. The upper transducer 2 provides a feedback and control signal. Sr prevents passage of the vibration system. Ber Schall is the workpieces 7; 8 via the sonotrodes 9; 10 supplied.
Das Schwingungssystera ist so abgestimmt, daß der Schwingungsbauch der longitudinalwellen unmittelbar an der Schweißstelle 11 liegt. j The Schwingungssystera is tuned so that the antinode of the longitudinal waves is located directly at the weld 11. j
Fig. 2 zeigt den Verlauf der Schwingungen. Bereits wenige Sekunden nach dem Einschalten der Schallenergie wird an der Schweißstelle 11 eine Temperatur von etwa 1000 0C erreicht. Der Druck, welcher im Bereich von 100 bis 1500 N/ cm liegen kann, wird vorher aufgebracht. Die Temperatur und der Druck werden solange gehalten, bis die Verbindung durch Diffusion entstanden ist. Je nach der Art des Materials, welches geschweißt wird, erfolgt anschließend die Abkühlung entweder in der Vakuumkammer 1 unter Vakuum oder außerhalb derselben an Luft.Fig. 2 shows the course of the vibrations. Just a few seconds after switching on the sound energy at the weld 11, a temperature of about 1000 0 C is reached. The pressure, which may be in the range of 100 to 1500 N / cm, is applied in advance. The temperature and pressure are maintained until the compound has been formed by diffusion. Depending on the type of material which is welded, then the cooling takes place either in the vacuum chamber 1 under vacuum or outside of it in air.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DD21259879A DD143406A1 (en) | 1979-05-02 | 1979-05-02 | METHOD FOR REMAINING METALLIC WORKSTOPS FOR DIFFUSION WELDING |
Applications Claiming Priority (1)
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DD21259879A DD143406A1 (en) | 1979-05-02 | 1979-05-02 | METHOD FOR REMAINING METALLIC WORKSTOPS FOR DIFFUSION WELDING |
Publications (1)
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DD143406A1 true DD143406A1 (en) | 1980-08-20 |
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ID=5517929
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DD21259879A DD143406A1 (en) | 1979-05-02 | 1979-05-02 | METHOD FOR REMAINING METALLIC WORKSTOPS FOR DIFFUSION WELDING |
Country Status (1)
Country | Link |
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DD (1) | DD143406A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102019101860A1 (en) * | 2019-01-25 | 2020-07-30 | Nils Haneklaus | Diffusion joining method and device therefor |
-
1979
- 1979-05-02 DD DD21259879A patent/DD143406A1/en not_active IP Right Cessation
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE102019101860A1 (en) * | 2019-01-25 | 2020-07-30 | Nils Haneklaus | Diffusion joining method and device therefor |
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