DE102008023129B4

DE102008023129B4 - Method and device for preparing a component of superficially oxidizing metal, in particular of aluminum, for welding

Info

Publication number: DE102008023129B4
Application number: DE102008023129A
Authority: DE
Inventors: Josef Liebl
Original assignee: SLE Electronic GmbH
Current assignee: RL AUTOMATION GMBH, DE
Priority date: 2008-05-09
Filing date: 2008-05-09
Publication date: 2012-02-23
Anticipated expiration: 2028-05-10
Also published as: DE102008023129A1

Abstract

Bei einem Verfahren mm Vorbereiten eines Bauteils aus oberflächlich oxidierendem Metall, insbesondere aus Aluminium, zum Schweißen wird zumindest ein Teilbereich der oxidierten Oberfläche des Bauteils mit aus entionisiertem Wasser erzeugtem Wasserdampf bestrahlt, so dass der mit Wasserdampf bestrahlte Oberflächenbereich nach Beendigen der Bestrahlung mit dem Wasserdampf eine durch die Bestrahlung modifizierte, definierte Oxidschicht aufweist, die vor dem Schweißen keiner weiteren Behandlung zur Modifizierung der Oberfläche unterworfen wird.In a method mm preparing a component made of surface oxidizing metal, in particular aluminum, for welding, at least a partial area of the oxidized surface of the component is irradiated with water vapor generated from deionized water, so that the surface area irradiated with water vapor after the end of the irradiation with the water vapor has a defined oxide layer modified by the irradiation, which is not subjected to any further treatment to modify the surface before welding.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Vorbereiten eines Bauteils aus oberflächlich oxidierendem Metall, insbesondere aus Aluminium, zum Schweißen.The invention relates to a method and an apparatus for preparing a component of superficially oxidizing metal, in particular of aluminum, for welding.

Aluminium findet in neuerer Zeit wegen seines geringen Gewichts zunehmend Verwendung in Kraftfahrzeugen, insbesondere in Fahrwerksteilen, bei denen, sofern sie gefedert sind, eine Gewichtsverminderung zusätzlich Komfort erhöhend wirkt.Aluminum is increasingly being used in automobiles, especially in chassis parts, because of its low weight, in which, if they are sprung, weight reduction additionally increases comfort.

Blanke Aluminiumoberflächen bilden an der Luft rasch eine Oxidschicht, die unmittelbar auf der Aluminiumoberfläche vorzugsweise aus Korund (α-Al₂O₃) besteht. Über dieser Sperrschicht entsteht je nach Lagerdauer, Umgebungsbedingungen usw. eine nicht genau definierte Deckschicht aus Aluminiumioxid, Aluminiumoxidhydroxid und/oder Aluminiumhydroxid.Bright aluminum surfaces rapidly form an oxide layer in the air, which is preferably composed of corundum (α-Al ₂ O ₃ ) directly on the aluminum surface. Depending on the duration of storage, environmental conditions, etc., a non-precisely defined covering layer of aluminum oxide, aluminum oxide hydroxide and / or aluminum hydroxide is formed over this barrier layer.

Für das Schweißen von Aluminium ist eine wohl definierte Oberfläche wichtig, um einwandfreie Schweißqualität sicherzustellen. Die vorstehend genannten undefinierten Deckschichten wirken sich störend auf die Schweiß- bzw. Nahtqualität hinsichtlich deren Festigkeit, Einschlüssen usw. aus.For the welding of aluminum, a well-defined surface is important to ensure perfect weld quality. The above-mentioned undefined cover layers have a disturbing effect on the weld or seam quality in terms of their strength, inclusions, etc.

Um eine einwandfreie Schweißqualität zu erzielen, ist bekannt, mittels aufwändiger Verfahren, beispielsweise mittels Tauch-Druckumfluten, sowohl die Sperrschicht als auch die Deckschicht zu entfernen und die blanke Oberfläche zu passivieren. Dabei werden die zu verschweißenden Teile zunächst vorentfettet, dann nachentfettet, dann in mehreren Stufen fließgespült, anschließend passiviert, dann wieder in mehreren Stufen fließgespült und abschließend getrocknet. Um die Kosten zu reduzieren, wird beispielsweise lediglich eine Spritzreinigung durchgeführt, bei der die zu verschweißenden Bauteile vorentfettet werden, dann hauptentfettet werden, anschließend mehrfach gespült werden, in einem letzten Spülschritt mit entionisiertem Wasser gespült werden, und dann getrocknet werden.In order to achieve a perfect weld quality, it is known to remove by means of complex processes, for example by immersion pressure flooding, both the barrier layer and the cover layer and to passivate the bare surface. The parts to be welded are first degreased, then degreased, then flow-rinsed in several stages, then passivated, then flow-rinsed again in several stages and finally dried. To reduce costs, for example, only a spray cleaning is performed in which the components to be welded are pre-degreased, then degreased, then rinsed several times, are rinsed in a final rinse with deionized water, and then dried.

Aus der DE 10 2006 009 993 B3 ist ein Verfahren zum Vorbereiten eines Bauteils aus oberflächlich oxidierendem Metall, insbesondere aus Aluminium, zum Schweißen bekannt, bei dem zumindest ein Teilbereich der oxidierten Oberfläche des Bauteils mit aus entionisiertem Wasser erzeugtem überhitztem Wasserdampf bestrahlt wird, so dass der mit überhitztem Wasserdampf bestrahlte Oberflächenbereich nach der Bestrahlung eine durch die Bestrahlung modifizierte, definierte Oxidschicht aufweist, die vor dem Schweißen keiner weiteren Behandlung zur Modifizierung der Oberfläche unterworfen wird. Eine Bestrahlung der Oberfläche mit überhitztem Wasserdampf, das heißt Wasserdampf, bei dem die Wassermoleküle praktisch gasförmig vorhanden sind, erfordert einen hohen Energieaufwand und ist daher teuer.From the DE 10 2006 009 993 B3 A method for preparing a component of superficially oxidizing metal, in particular of aluminum, for welding is known in which at least a portion of the oxidized surface of the component is irradiated with superheated steam generated from deionized water so that the surface area irradiated with superheated steam after the Irradiation has a modified by the irradiation, defined oxide layer, which is subjected before welding no further treatment for modifying the surface. Irradiation of the surface with superheated steam, that is water vapor, in which the water molecules are practically present in gaseous form, requires a high expenditure of energy and is therefore expensive.

Aus der JP 05 209282 A ist bekannt, die Adhäsionseigenschaften und die Korrosionswiderstandsfähigkeit eines Bauteils aus Aluminiumlegierung, wie es für verklebte Strukturen eines Schiffes verwendet wird, zu verbessern. Dazu wird die Oberfläche des Bauteils aus Aluminiumlegierung vor dem Verkleben behandelt, indem das Bauteil entfettet, mit Alkali geätzt und in heißem Wasser, einer feuchten Atmosphäre oder unter Druckdampf auf über 50°C erwärmt wird, um auf der Oberfläche des Bauteils eine Aluminiumoxidschicht mit einer Dicke zwischen 0,02 und 1,5 μm auszubilden.From the JP 05 209282 A It is known to improve the adhesion properties and the corrosion resistance of an aluminum alloy component used for bonded structures of a ship. For this purpose, the surface of the aluminum alloy component is treated prior to bonding by degreasing the component, etched with alkali and heated in hot water, a humid atmosphere or pressurized steam to above 50 ° C to an aluminum oxide layer on the surface of the component Thickness between 0.02 and 1.5 microns form.

Aus der DE 199 42 785 A1 ist ein Verfahren zum Entfernen von festen Verarbeitungsrückständen, Oberflächenbeschichtungen oder Oxidschichten von Bauteilen aus oberflächenoxidierendem Metall bekannt Dazu werden ausgewählte Oberflächenbereiche mittels Heißdampf bestrahlt, wodurch feste, flüssige oder pastenförmige Oberflächenbeschichtungen, auch Verschmutzungen, und Oxidschichten entfernt werden. Nach der örtlichen Entfernung der Oxidschicht können dann direkte Bearbeitungen, wie Fügearbeitsgänge, z. B. Schweißen oder Kleben erfolgen. Dabei wird davon ausgegangen, dass die mit Heißdampf behandelte Oberfläche frei von Oxidschichten ist, so dass sich beispielsweise ein Schweißvorgang unmittelbar an die Bestrahlung mit überhitztem Wasserdampf anschließen muss, damit nicht die Neubildung einer Oxidschicht das Schweißen nachteilig beeinflusst.From the DE 199 42 785 A1 For example, a method for removing solid processing residues, surface coatings or oxide layers from surface oxidizing metal components is known. For this purpose, selected surface areas are irradiated by means of superheated steam, whereby solid, liquid or paste-like surface coatings, including soils, and oxide layers are removed. After the local removal of the oxide layer can then direct processing, such as joining operations, eg. B. welding or gluing done. It is assumed that the surface treated with superheated steam is free of oxide layers, so that, for example, a welding process must immediately follow the irradiation with superheated steam so that the formation of an oxide layer does not adversely affect welding.

Die DE 34 32 507 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Reinigen von Gegenständen, bei dem bzw. der eine Spritz- oder Sprühdüse mit Hilfe eines Arbeitsautomaten in vorgebbarem Abstand von der Oberfläche eines jeweiligen Gegenstandes auf auswählbare Stellen an der Oberfläche bewegt wird. Typischerweise wird mit Wasser oder Dampf, gegebenenfalls unter Zusetzung eines chemischen Reinigungspräparates, gereinigt.The DE 34 32 507 A1 describes a method and an apparatus for cleaning articles, in which a spray or spray nozzle is moved by means of a work machine at a predeterminable distance from the surface of a respective object to selectable locations on the surface. Typically, it is purified with water or steam, optionally with the addition of a chemical cleaning preparation.

Aus der DE 196 09 783 A1 ist ein Verfahren zum Reinigen von Gegenständen sowie eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens bekannt, bei dem bzw. der zweiphasig gearbeitet wird, indem zunächst eine Flüssigreinigung mit einer Reinigungsflüssigkeit aus organischem Lösungsmittel und wässrigem Reinigungsmittel gereinigt wird, auf die eine Dampfphasenreinigung erfolgt, wobei die Dampfphase durch Destillation des organischen Lösungsmittels erzeugt wird.From the DE 196 09 783 A1 For example, a method for cleaning objects and a system for carrying out the method is described in which two-phase operation is carried out by first cleaning a liquid cleaning with an organic solvent cleaning fluid and aqueous cleaning agent, which is subjected to vapor phase cleaning, wherein the vapor phase is produced by distillation of the organic solvent.

In der DE 197 00 237 B4 ist eine Behandlungskammer für eine Reinigungsanlage mit einem Transportkasten zur Aufnahme von zu reinigenden Gegenständen, der während der Behandlung der Gegenstände um die Längsachse der Behandlungskammer gedreht wird, beschrieben.In the DE 197 00 237 B4 is a treatment chamber for a cleaning system with a transport box for receiving to be cleaned Objects, which is rotated during the treatment of the objects about the longitudinal axis of the treatment chamber described.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein kostengünstiges und einfach durchführbares Verfahren zum Vorbereiten eines Bauteils aus oberflächlich oxidierendem Metall, insbesondere aus Aluminium, zum Schweißen zu schaffen, bei dem zwischen dem Vorbereitungsschritt und dem Schweißen ein längerer Zeitraum liegen kann, ohne dass die Prozessparameter und die Qualität der späteren Schweiß- oder Klebeverbindung dadurch beeinflusst werden. Weiter liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung anzugeben.The invention has for its object to provide a cost-effective and easy to carry out method for preparing a component of superficially oxidizing metal, in particular aluminum, for welding, in which between the preparation step and the welding can be a longer period of time without the process parameters and the quality of the subsequent welding or adhesive connection are thereby influenced. Furthermore, the invention has for its object to provide a device suitable for carrying out the method.

Die das Verfahren betreffende Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.The object relating to the method is achieved with the features of claim 1.

Überraschenderweise hat sich herausgestellt, dass bei der Bestrahlung des Bauteils mit Nassdampf, der aus entionisiertem Wasser erzeugt wird, eine vorhandene Oxidschicht des oberflächlich oxidierenden Metalls in einen wohl definierten, modifizierten Zustand übergeht oder sich dabei bildet. Diese Oxidschicht ermöglicht wohl definierte Schweißbedingungen, die entsprechend den jeweiligen Umständen, wie Material und Dicke der zu verschweißenden Bauteile eingestellt werden. Diese Bedingungen bleiben auch bei Lagerung des behandelten Bauteils in schmutzfreier und trockener Atmosphäre während mehrerer Tage erhalten, da die Oberfläche durch die modifizierte Oxidschicht weiterhin passiviert ist. Überraschenderweise wird durch die Bestrahlung mit Nassdampf, der aus entionisiertem Wasser besteht, die Randzone bzw. die unregelmäßige Deckschicht aus Aluminiumoxid, -oxidhydroxid und -hydroxid homogenisiert, wodurch ein Schweißfachmann die für eine exakt reproduzierbare Schweißnaht erforderlichen Schweißparameter genau einstellen kann.Surprisingly, it has been found that upon irradiation of the device with wet steam generated from deionized water, an existing oxide layer of the surface oxidizing metal transitions to or forms in a well-defined, modified state. This oxide layer allows well-defined welding conditions, which are adjusted according to the particular circumstances, such as material and thickness of the components to be welded. These conditions are retained even when the treated component is stored in a dry and dry atmosphere for several days, since the surface is still passivated by the modified oxide layer. Surprisingly, by irradiation with wet steam, which consists of deionized water, the edge zone or the irregular top layer of alumina, oxide hydroxide and hydroxide homogenized, whereby a welding expert can set the exact required for a precisely reproducible weld welding parameters.

Die Unteransprüche 2 bis 6 sind auf vorteilhafte Durchführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens gerichtet.The dependent claims 2 to 6 are directed to advantageous embodiments of the method according to the invention.

Der Anspruch 7 kennzeichnet den grundsätzlichen Aufbau einer Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens.The claim 7 indicates the basic structure of an apparatus for performing the method according to the invention.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird mit den Merkmalen der Ansprüche 8 und 9 in vorteilhafter Weise weitergebildet.The device according to the invention is further developed with the features of claims 8 and 9 in an advantageous manner.

Die Erfindung ist ganz allgemein zum Vorbereiten von Bauteilen zum Schweißen oder Kleben geeignet, die aus oberflächlich oxidierendem Metall bestehen. Besonders gut eignet sich die Erfindung für die Vorbereitung von Aluminiumbauteilen zum Schweißen.The invention is more generally suitable for preparing components for welding or gluing which consist of superficially oxidizing metal. The invention is particularly well suited for the preparation of aluminum components for welding.

Wenn die Verbindung der Bauteile miteinander durch Verschweißen erfolgt, werden im Allgemeinen aus gleichen oder zumindest ähnlichen Metallen bestehende, vorbereitete Bauteile miteinander verschweißt. Durch Verkleben können dagegen Bauteile aus unterschiedlichen Materialien miteinander verbunden werden, z. B. ein Bauteil aus Aluminium und ein Bauteil aus einem anderen Metall, Kunststoff, Verbundwerkstoff usw.If the connection of the components takes place by welding together, generally prepared, or at least similar, existing metal components are welded together. By gluing, however, components made of different materials can be connected to each other, for. As a component made of aluminum and a component made of another metal, plastic, composite material, etc.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer schematischen Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung schematisch darstellt, mit weiteren Einzelheiten erläutert.The invention is explained below with reference to a schematic drawing, which schematically illustrates an embodiment of a device according to the invention, with further details.

Gemäß der einzigen Figur ist eine Behandlungskammer 10 mit einer Fördereinrichtung 12 vorgesehen, auf der zu behandelnde Bauteile 14 durch die Kammer hindurch transportierbar sind. Im dargestellten Beispiel weist die Kammer 10 linksseitig und rechtsseitig Klappen 16 auf, die beispielsweise senkrecht verschiebbar sind, um seitliche Öffnungen der Kammer freizugeben. Linksseitig der Kammer 10 ist eine Fördereinrichtung 18 vorgesehen, mit der zu behandelnde Bauteile 14 in die Kammer eingeführt werden können. Rechtsseitig ist eine Fördereinrichtung 20 vorgesehen, mit der behandelte Bauteile 14 aus der Kammer ausgeleitet werden können.According to the single figure is a treatment chamber 10 with a conveyor 12 provided on the components to be treated 14 can be transported through the chamber. In the example shown, the chamber 10 left and right flaps 16 on, for example, are vertically displaceable to release lateral openings of the chamber. Left side of the chamber 10 is a conveyor 18 provided with the components to be treated 14 can be introduced into the chamber. Right side is a conveyor 20 provided with the treated components 14 can be discharged from the chamber.

Weiter ist ein Dampferzeuger 22 zum Erzeugen von Wasserdampf vorgesehen, der über eine Zufuhrleitung 24 einzelnen in der Behandlungskammer 10 angeordneten Düsen 26 zugeleitet werden kann. Aus dem vorzugsweise oberen Bereich der Kammer 10 geht eine Dampfrückleitung 28 ab, die in den Dampferzeuger 22 mündet. Vom Boden der Behandlungskammer 10 geht eine Wasserrückleitung 30 ab, die durch eine Reinigungseinrichtung 32 führt, in der vorzugsweise durch Filter und Abscheiden Schmutz vom Wasser getrennt wird, und anschließend in die Einrichtung 22 führt. Geeignetes, beispielsweise entionisiertes Frischwasser mit einer Leitfähigkeit < 20 μS/cm wird dem Dampferzeuger 22 über eine Zuleitung 34 zugeführt.Next is a steam generator 22 provided for generating water vapor, which via a supply line 24 individual in the treatment chamber 10 arranged nozzles 26 can be forwarded. From the preferably upper region of the chamber 10 goes a vapor return 28 starting in the steam generator 22 empties. From the bottom of the treatment chamber 10 goes a water return 30 starting by a cleaning device 32 leads, is separated in the preferably by filtering and separating dirt from the water, and then into the device 22 leads. Suitable, for example, deionized fresh water with a conductivity <20 μS / cm is the steam generator 22 via a supply line 34 fed.

Aufbau und Funktion des Dampferzeugers 22 sowie der Reinigungseinrichtung 32 sind an sich bekannt und werden daher nicht im Einzelnen erläutert.Structure and function of the steam generator 22 and the cleaning device 32 are known per se and therefore are not explained in detail.

Die Funktion der Vorrichtung ist wie folgt:
Im Dampferzeuger 22 erzeugter Wasserdampf wird durch die Düsen 26 hindurch unmittelbar auf die in der Behandlungskammer 10 befindlichen Bauteile 14 gestrahlt, wobei die Bauteile sowohl gereinigt werden als auch ihre Oberfläche in einen wohl definierten, oxidierten Zustand gebracht wird. Der in der Behandlungskammer 10 weiterhin vorhandene Wasserdampf wird über die Dampfrückleitung 28 in den Dampferzeuger 22 rückgeführt, wo er nach Erhitzen wieder zur Verfügung steht. Das kondensierte Wasser wird nach Reinigung und erforderlichenfalls zusätzlicher Entionisierung ebenfalls in die Einrichtung 22 rückgeführt, so dass über die Zuleitung 34 nur wenig frisches entionisiertes Wasser zugesetzt werden muss, weil der gesamte Wasserdampfprozess im Kreislauf geführt ist. Nach genügend langer Verweildauer wird die Bestrahlung unterbrochen, die Klappen 16 werden geöffnet und die behandelten Bauteile 14 werden über die Fördereinrichtung 20 unmittelbar einer benachbarten Schweißstation zugeführt oder bis zum Schweißen gelagert. Über die Fördereinrichtung 18 wird die Behandlungskammer 10 erneut mit Bauteilen beschickt, die nach Schließen der Klappen 16 mit Wasserdampf bestrahlt werden.The function of the device is as follows:
In the steam generator 22 generated water vapor is through the nozzles 26 through immediately on the in the treatment chamber 10 located components 14 blasted, whereby the components are both cleaned and their surface is brought into a well-defined, oxidized state. The one in the treatment chamber 10 Existing water vapor is released via the vapor return line 28 in the steam generator 22 recycled, where it is available after heating again. The condensed water, after purification and, if necessary, additional deionization, also enters the device 22 recycled, so over the supply line 34 little fresh deionized water needs to be added because the entire steam process is recirculated. After a sufficiently long residence time, the radiation is interrupted, the flaps 16 are opened and the treated components 14 be on the conveyor 20 fed directly to an adjacent welding station or stored until welding. About the conveyor 18 becomes the treatment chamber 10 again loaded with components after closing the flaps 16 be irradiated with water vapor.

Typische Prozessparameter sind wie folgt:
Im Dampferzeuger 22 besteht ein Druck zwischen 4 bar und 7 bar, vorzugsweise zwischen 5 bar und 8 bar. Die Düsen 26 haben einen Austrittsdurchmesser zwischen 0,8 mm und 1,6 mm, beispielsweise 1 mm, und sind von der Oberfläche der Bauteile zwischen 1 cm und 10 cm, vorzugsweise zwischen 2 cm und 5 cm entfernt. Der auf die Oberfläche der Bauteile 14 gelangende Dampf hat eine Temperatur zwischen 70°C und 95°C, vorzugsweise zwischen 80°C und 90°C, so dass auf die Oberfläche der Bauteile Nassdampf gelangt. In der Behandlungskammer 10 herrscht Umgebungsdruck.Typical process parameters are as follows:
In the steam generator 22 there is a pressure between 4 bar and 7 bar, preferably between 5 bar and 8 bar. The nozzles 26 have an exit diameter between 0.8 mm and 1.6 mm, for example 1 mm, and are removed from the surface of the components between 1 cm and 10 cm, preferably between 2 cm and 5 cm. The on the surface of the components 14 reaching steam has a temperature between 70 ° C and 95 ° C, preferably between 80 ° C and 90 ° C, so that passes to the surface of the components wet steam. In the treatment chamber 10 there is ambient pressure.

Die beschriebene Vorrichtung bzw. das beschriebene Verfahren kann in vielfältiger Weise abgeändert werden. Beispielsweise kann der Betrieb kontinuierlich erfolgen, indem die Klappen 16 jeweils nur dann geöffnet werden, wenn sich ein Bauteil 14 unter ihnen hindurch bewegt. Der Prozess muss nicht notwendigerweise im Kreis geführt werden. Bei einer besonders einfachen Ausführungsform wird ein Bauteil lediglich beispielsweise mittels einer von Hand gehaltenen Düse ausreichend lange mit Nassdampf beaufschlagt. Die Bauteile müssen nicht an ihrer gesamten Oberfläche mit Nassdampf bestrahlt werden; es genügt, wenn nur diejenigen Stellen bestrahlt werden, die anschließend verschweißt werden.The device described or the method described can be modified in many ways. For example, the operation can be done continuously by the flaps 16 each only be opened when a component 14 moving through them. The process does not necessarily have to be conducted in a circle. In a particularly simple embodiment, a component is acted upon for a sufficiently long time, for example by means of a hand-held nozzle with wet steam. The components need not be irradiated with wet steam on their entire surface; it is sufficient if only those areas are irradiated, which are then welded.

Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erzielte Kombination aus hoher thermischer Energie und hoher kinetischer Energie sorgt sowohl für eine gründliche Oberflächenreinigung der Bauteile von beispielsweise Schmierstoffen nach einem Umformvorgang, Staub usw., als auch für die überraschende und erwünschte Modifikation der auf der Aluminiumoberfläche der Bauteile befindlichen Oxidschicht. Als weiterer günstiger Nebeneffekt trocknen die behandelten Bauteile wegen ihrer Erwärmung durch den Nassdampf rasch nach, so dass das Schweißen sehr kurzfristig nach der Behandlung erfolgen kann. Dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich, da erfindungsgemäß vorbereitete Bauteile nach der Behandlung mit Nassdampf in schmutzfreier und trockener Atmosphäre durchaus mehrere Tage zwischengelagert werden können, bevor sie geschweißt werden. Die Behandlungsdauer mit dem Nassdampf hängt von der Bauteilgeometrie, der Verschmutzung, der Vorlagerung usw. ab und kann zwischen einigen Millisekunden und mehreren Minuten liegen, wobei die erforderliche Behandlungszeit auch durch die Geometrie der Dampfstahldüse(n) sowie den Abstand zwischen Düse und Bauteil, die Nassdampftemperatur, die Bauteilevortemperatur und den Öffnungswinkel der Düse beeinflusst wird. Bei besonders schweren Verschmutzungen kann auch eine Vorreinigung der Bauteile von Vorteil sein, auf die dann die Nassdampfbehandlung zur Erzeugung einer definierten, schweißbaren Oberfläche folgt.The combination of high thermal energy and high kinetic energy achieved by the method according to the invention provides for a thorough surface cleaning of the components of, for example, lubricants after a forming process, dust, etc., as well as for the surprising and desired modification of the oxide layer on the aluminum surface of the components , As a further beneficial side effect, the treated components dry quickly due to their heating by the wet steam, so that welding can be done very quickly after treatment. However, this is not absolutely necessary since components prepared according to the invention can be stored for several days after treatment with wet steam in a dirt-free and dry atmosphere before they are welded. The treatment time with the wet steam depends on the component geometry, the pollution, the Vorlagerung, etc. and can be between a few milliseconds and several minutes, the required treatment time also by the geometry of the steam steel nozzle (s) and the distance between the nozzle and component, the Wet steam temperature, the component pre-temperature and the opening angle of the nozzle is affected. In the case of particularly heavy soiling, pre-cleaning of the components can also be advantageous, to which wet steam treatment then follows to produce a defined, weldable surface.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: Behandlungskammertreatment chamber
1212: FördereinrichtungConveyor
1414: Bauteilcomponent
1616: Klappeflap
1818: FördereinrichtungConveyor
2020: FördereinrichtungConveyor
2222: Dampferzeugersteam generator
2424: Zufuhrleitungsupply line
2626: Düsejet
2828: DampfrückleitungVapor return line
3030: WasserrückleitungWater return line
3232: Reinigungseinrichtungcleaning device
3434: Zuleitungsupply

Claims

Method for preparing a component of surface oxidizing metal, in particular of aluminum, for welding, in which method at least a portion of the oxidized surface of the component is irradiated with steam generated from deionized water, so that the surface area irradiated with steam after completion of the irradiation with the Steam has a defined by the irradiation modified oxide layer, which is subjected before welding no further treatment for modifying the surface, characterized in that the surface region is irradiated with wet steam.

Process according to claim 1, wherein the wet steam reaching the component has a temperature between 70 ° C and 95 ° C, preferably between 80 ° C and 90 ° C.

Method according to claim 1 or 2, wherein the wet steam reaching the component comprises a nozzle with an exit diameter between the nozzle and the surface to be irradiated, located between 1 cm and 10 cm 0.8 mm and 1.6 mm, flows above a pressure between 4 and 8 bar prevails and wherein the surface to be irradiated is in an air atmosphere under ambient conditions.

Method according to one of claims 1 to 3, wherein the irradiation time is between a few seconds and several minutes.

Method according to one of claims 1 to 4, wherein the component is pre-cleaned prior to irradiation with wet steam.

Method according to one of claims 1 to 5, wherein the wetted with wet steam component before welding or bonding in a dry, dry atmosphere is stored for up to several days.

Apparatus for carrying out the method according to one of claims 1 to 6, comprising a steam generator ( 22 ) for generating water vapor by heating deionized water, a conveyor for conveying the water vapor to at least one nozzle ( 26 ), from which the water vapor emerges and then as wet steam on the surface of the component to be irradiated ( 14 ) meets.

Device according to claim 7, comprising a chamber ( 10 ) into which the wet steam from a plurality of nozzles ( 26 ) and whose walls have at least one closable opening for introducing and discharging the component to be irradiated with wet steam ( 14 ) and a further opening connected to the device for generating water vapor via a return line ( 28 ) connected is.

Apparatus according to claim 7 or 8, wherein the nozzle (s) ( 26 ) has an exit diameter between 0.8 mm and 1.6 mm, the surface to be treated has a distance of between 1 cm and 10 cm from the nozzle (s) and has a pressure in the steam generator of between 3 and 8 bar prevails.