DD214079A5 - PROCESS FOR EXPLOSION WELDING - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Explosionsschweissen, insbesondere zur Herstellung und Instandsetzung von Mantelrohr-Waermeaustauschen. Ziel und Aufgabe der Erfindung ist es, ein kostenguenstiges Verfahren zum Explosionsschweissen zu finden, bei dem eine exakte Ausrichtung zwischen dem zu verschweissenden Rohr und der Siebwand nicht erforderlich ist und fuer das Explosivstoffe mit hoher Explosionsgeschwindigkeit (>5000m/s) eingesetzt werden koennen Erfindungsgemaess wird die Aufgabe derart geloest, dass die Sprengladung auf der zu verformenden Platte angeordnet wird und auf der Stirnseite der Grundplatte explodiert, wobei der verwendete Sprengstoff, die Gestalt und Groesse des Schlitzeszwischen der zu verformenden Platte und der Grundplatte sowie die Gestalt der Inertionsschicht derart gewaehlt werden, dass auf der zum Explosionsschweissen vorgesehenen Strecke der zu verformenden Platte mit der Grundplatte die Explosionsgeschwindigkeit des Sprengstoffes und die Projektion der Geschwindigkeit des Kollisionspunktes der zu schweissenden Stoffe in die Richtung der Geschwindigkeit der Explosion entgegengesetzt zueinander angeordnet sind.The invention relates to a method for explosion welding, in particular for the production and repair of jacket tube heat exchange. The aim and object of the invention is to find a cost-effective method for explosion welding, in which an exact alignment between the pipe to be welded and the screen wall is not required and can be used for the explosives with a high explosion velocity (> 5000m / s) Invention invention is solves the problem such that the explosive charge is placed on the plate to be deformed and explodes on the face of the base plate, the explosive used, the shape and size of the slot between the plate to be formed and the base plate, and the shape of the inertial layer being so selected, that on the intended for explosion welding distance of the plate to be deformed with the base plate, the explosive velocity of the explosive and the projection of the velocity of the collision point of the substances to be welded in the direction of the speed of the explosion opposite to each other are ordered.
Description
Berlin, den 13.4.1984 AP B 23 K/258 588/4 63 358/25/38Berlin, April 13, 1984 AP B 23 K / 258 588/4 63 358/25/38
Verfahren zum Explosionsschweißen Anwendungsgebiet der Erfindung Process for explosion welding Field of application of the invention
Die .Erfindung betrifft ein Verfahren zum Explosionsschweißen auf einer vorbestimmten Strecke, welches insbesondere bei der Herstellung und bei der Instandsetzung von Mantelrohr-Wärmeaustauschern Anwendung finden kann·The invention relates to a method for explosion welding on a predetermined route, which can be used in particular in the manufacture and repair of casing heat exchangers.
Die Anwendung von Explosivstoffen zum Schweißen von Metallen ist bekannt und wird weltweit u. a· beim Explosionsschweißen von Rohren mit Siebwänden der Wärmetauscher angewandt·The use of explosives to weld metals is well known and used worldwide. a · used in the explosion welding of pipes with sieve walls of heat exchangers ·
Eine umfassende Übersicht des Standes der Technik im Bereich der Explosionsschweißung von Metallen findet man in dem Artikel von B. Grossland "Review of the present state - of the art in explosive welding", veröffentlicht in Metals Technology, January 1976· Bisher ist aus den GB-PS 1 572 113, 1 280 451, 1 521 256, aus der US-PS 4 117 966 und aus der DE-PS 1 949 573 ein Verfahren zum Sxplosionsschweißen bekannt, in welchem das Rohr oder der Verschlußstift parallel zu der Lochfläche in der Siebwand angeordnet wird·A comprehensive review of the state of the art in the field of explosion welding of metals can be found in the article by B. Grossland "Review of the present state of explosive welding", published in Metals Technology, January 1976 No. 1 572 113, 1 280 451, 1 521 256, US Pat. No. 4,117,966 and DE-PS 1 949 573 disclose a method for explosive welding in which the tube or the closure pin is parallel to the hole surface in the Sieve wall is arranged ·
Weiterhin ist aus den GB-PS 1 149 387, 1 439 141, 1 541 410, der DE-PS 1 949 573 und der US-PS 4 117 966 ein Verfahren zum Explosionsschweißen beim Einsatz eines Vorneigungswinkels der Rohrwände oder des Verschlußstiftes gegenüber der Lochfläche in der Siebwand bekannt.Furthermore, from GB-PS 1 149 387, 1 439 141, 1 541 410, DE-PS 1 949 573 and US-PS 4 117 966 a method for explosion welding when using a pretilt angle of the pipe walls or the closure pin against the hole surface known in the sieve wall.
In beiden Verfahren ist in allen bekannten Lösungen dieIn both methods, the known solutions in all known solutions
-2- 13*4.1984-2- 13 * 4.1984
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Richtung des Verlaufes des Sprengprozesses des Explosivstoffes übereinstimmend mit der Verlaufsrichtung des Rohrschweißens mit der Siebwand· Die grundsätzlichen Nachteile der bisher bekannten Lösungen des explosiven Schweißverfahrens von Rohren mit dicht perforierten Siebwänden, welche seine breitere Verwendung begrenzen, sind:Direction of the course of the blasting process of the explosive material in accordance with the course of pipe welding with the screen wall The basic disadvantages of the hitherto known solutions of the explosive welding method of tubes with densely perforated screen walls, which limit its wider use, are:
für die Methode mit paralleler Einstellung des Rohres und der Lochflache in der Siebwand:for the method with parallel adjustment of the tube and the hole area in the sieve wall:
- verhältnismäßig große Empfindlichkeit des Verfahrens auf- Relatively high sensitivity of the method
die lichtparallelität der Voreinstellung des Rohres gegenüber dem Loch in der Siebwand;the light parallelism of the pre-setting of the pipe with respect to the hole in the screen wall;
- Notwendigkeit des Einsatzes von Explosivstoffen mit kleiner Sxplosionsgeschv/indigkeit, in den Grenzen von 2000 bis 4000 m/s;- the necessity of using explosives with low explosive properties, within the limits of 2000 to 4000 m / s;
- Schwierigkeiten mit der Hersteilung des Explosivstoffes bei kleinem kritischen Durchmesser, weicher einen entsprechenden Wert des Verhältnisses der Radialgeschwindigkeit des Rohres zu der Explosionsgeschwindigkeit, d. h. des den entsprechenden Wert des dynamischen Zusammenstoß« winkeis gewährleistenden Verhältnisses, gewährleisten kann;Difficulties in producing the explosive at a small critical diameter, softening a corresponding value of the ratio of the radial velocity of the tube to the explosion velocity, d. H. of the relation guaranteeing the corresponding value of dynamic collision;
2» Für die Methode mit dem Einsatz des Vorneigungswinkels der Rohrwände gegenüber der Lochfläche in der Siebwand:2 »For the method with the use of the pretilt angle of the pipe walls opposite the hole surface in the screen wall:
- die Notwendigkeit der arbeitsaufwendigen Verbindung der Leitungen eines jeden innerhalb des Rohres angeordneten- The need for the laborious connection of the lines of each arranged inside the tube
-3- 13.4.1984-3- 13.4.1984
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Zünders mit dem Sprengnetz undIgniter with the detonator and
- hohe Herstellungskosten einer Verbindung, insbesondere durch die hohen Kosten der Zünder.- High manufacturing costs of a compound, in particular by the high cost of the detonator.
Ziel der Erfindung ist es, ein weiteres kostengünstiges Verfahren zum Explosionsschweißen zu finden·The aim of the invention is to find another inexpensive method for explosion welding.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein einfaches Verfahren zum Sxplosionsschweißen zu schaffen, bei dem eine exakte Ausrichtung zwischen dem zu verschweißenden Rohr und der Siebwand nicht erforderlich ist und die aufwendige Anordnung des Zünders mit dem Sprengneta entfallen kann und für das Explosivstoffe mit hoher Explosionsgeschwindigkeit (> 5000 m/s) eingesetzt werden können.The object of the invention is to provide a simple method for explosive welding, in which an exact alignment between the pipe to be welded and the screen wall is not required and the complex arrangement of the igniter can be dispensed with the Sprengneta and for the explosives with high explosion velocity (> 5000 m / s) can be used.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Sxplosionsschweißen besteht darin, daß die auf der zu verformenden Platte angeordnete Sprengladung von der Stirnseite dieser Platte her explodiert und daß die Form und Größe des Schlitzes zwischen der Grundplatte und der zu verformenden Platte sowie die Form der Inertionsschicht derart gewählt werden, daß auf der zum Verschweißen vorgesehenen Strecke die Sxplosionsgeschwindigkeit des Explosivstoffes und die Projektion der Geschwindigkeit des Kollisionspunktes der zu verschweißenden Stoffe zur Richtung der Explosionsgeschwindigkeit entgegengesetzt zueinander angeordnet sind·The method according to the invention for explosive welding is that the explosive charge arranged on the plate to be deformed explodes from the face of this plate and that the shape and size of the slot between the base plate and the plate to be formed and the shape of the inertial layer are chosen such that on the route intended for welding, the explosion velocity of the explosive and the projection of the velocity of the point of collision of the substances to be welded towards the direction of the explosion velocity are arranged opposite to each other
-4- 13.4.1934-4- 13.4.1934
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Erfindungsgemäß ist weiterhin, daß im Einsatz zur Befestigung von Rohren in den Siebwänden, der Schlitz zwischen dem Rohr und dem loch in der Siebwand in Form eines in Richtung des Detonationsverlaufes konvergenten Kegels mit einem Voreinstellwinkel ausgeführt wird, der größer ist als der Winkel des dynamischen Schweißens, der beim Einsatz des jeweiligen Sprengstoffes entsteht»According to the invention, furthermore, that in use for fastening pipes in the screen walls, the slot between the pipe and the hole in the screen wall is designed in the form of a converging cone in the direction of the detonation curve with a preset angle which is greater than the angle of the dynamic welding that results from the use of the respective explosive »
Ebenso ist erfindungsgemäß, daß die Sprengstoffe mit verschiedenen Parametern auf der zum Explosionsschweißen vorgesehenen Ladungslänge angewandt werden.Likewise, according to the invention, the explosives with different parameters are applied to the charge length intended for explosion welding.
Das erfindungsgemäße Verfahren gewährleistet eine einfache Durchführung des Explosionaschweißens, eine große Leistungsfähigkeit und eine hohe Qualität der Schweißnaht» Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Explosionsschweißens können Sprengstoffe mit großen Explosionsgeschwindigkeiten (über 5000 m/s) angewandt werden«, Besonders vorteilhafte Resultats werden erzielt, wenn das erfindungsgemäße Verfahren beim Verschweißen von Rohren mit kleinen Durchmessern in dicht perforierten Sisbwänden Anwendung findet·The method according to the invention ensures simple performance of explosion welding, great efficiency and high quality of the weld. Explosives with high explosive velocities (above 5000 m / s) can be used in carrying out the explosion welding according to the invention. Particularly advantageous results are achieved if the inventive method when welding tubes with small diameters in densely perforated Sisbwänden application ·
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Explosionsschweißen gewährleistet weiterhin eine verhältnismäßig große geometrische Toleranz der Ausführung des Prozesses, niedrige spezifische Materialkosten und niedrigen spezifischen Arbeitsaufwand und gibt die Möglichkeit, in einem Arbeitsgang mittels einer Sprengladung das Rohr mit der Siebwand auf einem größeren Abschnitt als die Stärke des Rohres mit gleichzeitigem Auspressen des Rohres auf der restlichen Stärke der Siebwand zu schweißen.The inventive method of explosion welding further ensures a relatively large geometric tolerance of the execution of the process, low specific material costs and low specific workload and gives the ability in one operation by means of an explosive charge the tube with the screen wall on a greater section than the thickness of the tube welding the tube to the remaining thickness of the screen wall at the same time.
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Ausführungsbeispielembodiment
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Explosionsschweißen soll nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel nhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert werden· Sa zeigen:The method according to the invention for explosion welding will be explained in more detail below in one embodiment with reference to the accompanying drawings.
]?ig· 1 das Schema des Verfahrens}1 the scheme of the method
I*ig« 2 und 3 das Verschweißen eines Rohres mit einer SiebwandβFig. 2 and 3 show the welding of a pipe with a sieve wall
Der Sprengstoff 3 ist auf die Inertionsschicht 5 gelegt und wird in Richtung der Achse X von der Stirnseite 6 der Grundplatte 2 gezündet, wodurch die zu verfonaende Platte 1 in Richtung der Grundplatte 2 ausgetrieben wird· Auf der Strecke A erfolgt das Zusammenschweißen der Stoffe· Die Form des Systems bewirkt, daß auf der Strecke A die Sxplosionsgeschwindigkeit D des Sprengstoffes 3 und die Projektion V,1 der Geschwindigkeit V^ des Kollisionspunktes k der zu schweißenden Stoffe auf die Explosionsgeschwindigkeit entgegengesetzt zueinander gewandt sind» The explosive 3 is placed on the Inertionsschicht 5 and is ignited in the direction of the axis X of the end face 6 of the base plate 2, whereby the plate to be verfonaende 1 is driven in the direction of the base plate 2 · On the route A, the welding together of the substances · The Form of the system causes that on the distance A, the explosive velocity D of the explosive 3 and the projection V, 1 of the velocity V ^ of the collision point k of the substances to be welded on the explosion speed are opposite to each other »
Beim Explosionsschweißen eines Rohres mit einer Siebwand wird die Sprengladung koaxial in dem Rohr untergebracht· Der Auslöser der Explosion wird auf der Seite der Stirnfläche der Siebwand angeordnet·In explosive welding of a pipe with a screen wall, the explosive charge is coaxially housed in the pipe · The trigger of the explosion is placed on the side of the end face of the screen wall ·
Die Explosion wird bei individueller Zündung durch den Zünder 4 ausgelöst, bei Mehrfachladungen dagegen mittels einer Zündschnur· Die Schweißverbindung wird auf derThe explosion is triggered by the detonator 4 with individual ignition, in the case of multiple charges by means of a detonating cord · The welded connection is triggered on the ignition
-6- 13.4.1984-6- 13.4.1984
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Strecke A erreicht· Die Auswahl des entsprechenden Sprengstoffes 3» die Gestalt des Ladungsgehäuses, welches zugleich die funktion de# Inertionsschicht 5 erfüllt, und des Voreinstellwinkels << des Kegels in der öffnung der Siebwand, der größer ist als der Winkel cf der dynamischen Sehweißung» gewährleisten den erfindungsgemaßen Verlauf der ibcplosionsschweißung·The distance A reaches · The choice of the corresponding explosive 3 »the shape of the charge housing, which at the same time fulfills the function of the #inertion layer 5, and the presetting angle << of the cone in the opening of the screen wall, which is greater than the angle cf of the dynamic vision» ensure the inventive course of ibcplosion welding ·
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