-
Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Verbinden von oxid-dispergiertem Edelmetallblech, welches insbesondere
Edelmetall, wie Platin, aufweist.
-
In
der Glasindustrie, insbesondere in Anlagen zum Schmelzen und Heißformen
von Spezialglas, sind Bauteile aus Edelmetall und Edelmetalllegierungen
wie vorzugsweise aus PGM-Werkstoffen im Einsatz. Diese schmelztechnischen
Anlagenkomponenten oder auch PGM-(Platinum Group Metals) Produkte
genannt, dienen zum Schmelzen, Läutern, Transportieren,
Homogenisieren, sowie zum Portionieren des flüssigen Glases.
Bei diesen Edelmetall-Legierungen handelt es sich meist um Platin-Basislegierungen
mit Legierungszusätzen von Rhodium, Iridium oder Gold.
Werden sehr hohe Bauteilfestigkeiten aufgrund mechanischer und/oder
thermischer Belastungen durch die Glasschmelze gefordert, werden
zunehmend oxid-dispersionsverstärkte Platin-Basislegierungen
eingesetzt, da diese durch eine höhere thermische, mechanische
und chemische Belastbarkeit als Standardlegierungen charakterisiert
sind. Oxid-dispergierte Legierungen, im Folgenden auch ODS-Legierungen
genannt, zeichnen sich dabei durch ein sehr homogenes Gefüge
aus.
-
Glasschmelze
führende Anlagenteile sind häufig Edelmetallblech-Konstruktionen,
die als dünnwandige Rohrsysteme ausgeführt sind.
Durch diese strömt das schmelzflüssige Glas mit
Temperaturen zwischen 1000°C und 1700°C
-
PGM-(Platinum
Group Metals) Werkstoffe zeichnen sich aufgrund ihres hohen Schmelzpunktes durch
eine hohe Temperaturbeständigkeit und weiterhin durch hohe
mechanische Festigkeit sowie Beständigkeit gegen Abrieb
aus und eignen sich daher in besonderem Maße zur Herstellung
von Konstruktionsteilen in Anlagen oder Anlagenteilen, die in Kontakt
mit der Glasschmelze kommen. Geeignete Materialien sind Platin und
Legierungen von Platin und/oder anderen PGM-Metallen, die gegebenenfalls auch untergeordnete
Mengen an Unedelmetallen als weitere Legierungskomponenten oder
oxidische Zusätze enthalten können. Typische Werkstoffe
sind Feinplatin, Platin-Rhodium-Legierungen und Platin-Iridium-Legierungen
die zur Steigerung der Festigkeit und Hochtemperaturkriechfestigkeit
eine geringe Menge an feinverteiltem Refraktärmetalloxid, wie
insbesondere Zirkondioxid oder Yttriumoxid enthalten.
-
Neben
der Wahl des geeigneten Werkstoffes spielt jedoch auch die Herstellung,
insbesondere Formgebung der Edelmetall-Bauelemente eine wesentliche
Rolle für die Festigkeit. In der Regel werden sie aus einzelnen
Blechen zur geforderten Geometrie zusammengefügt und gewöhnlich
durch Schmelzschweißen miteinander verbunden. Dabei werden die
Stoßstellen der miteinander zu verbindenden Bleche und
gegebenenfalls ein artgleicher Zusatzwerkstoff durch Wärmezufuhr
in den schmelzflüssigen Zustand überführt
und zusammengeschmolzen. Die Schmelzwärme kann dabei durch
einen elektrischen Lichtbogen oder ein entzündetes Gas-Sauerstoff-Gemisch
erzeugt werden. Werden jedoch derartig gefügte Bauelemente
sehr hohen Temperaturen, beispielsweise oberhalb von 1200°C
ausgesetzt, bildet die Schweißnaht häufig die
Schwachstelle des gesamten Materialverbundes. Als Ursache konnten
Inhomogenitäten in der Schweißnaht und Gefügeveränderungen
in der Wärmeeinflusszone ermittelt werden. Besonders Längsschweißnähte
in zylindrischen Bauteilen, wie beispielsweise Rohren, sind bedingt durch
die annähernd doppelt so hohen wirkenden Spannungen verglichen
mit umlaufenden Schweißnähten besonders gefährdet,
so dass diese Nähte häufig versagen und aufreißen.
Beim Einsatz bekannter Schweißverfahren, wie beispielsweise
dem Wolfram-Inert-Gasschweißen (WIG-Schweißen), Plasmaschweißen,
Laser- oder autogenen Schweißen wird ein Aufschmelzen der
Legierung herbeigeführt. Während beim Aufschmelzen
klassischer Substitutions-Mischkristalllegierungen durch Rekristallisation
beim Einsatz von oberhalb 1200°C nur sehr geringe Festigkeitsverluste
in der Schweißnaht zu beobachten sind, führt das
Aufschmelzen beim Schweißen von oxid-dispersions-verstärkten
Legierungen jedoch zum Koagulieren und Aufschwimmen eines Großteils
der Dispersoide, typischerweise von ZrO2 und/oder
Y2O3 in der Schmelze.
Es entsteht ein grobkörniges Erstarrungsgefüge
in der Schweißnaht. Die verfestigende Wirkung der Dispersoide
in der Schweißnaht ist somit aufgehoben. Die Belastbarkeit und
Lebensdauer eines derart zusammengefügten Bauelementes
sinkt dann auf das Niveau von aus Standardlegierungen gefügten
Bauelementen.
-
Maßnahmen
zur Vermeidung dieses Nachteils sind aus den Druckschriften
JP 5212577 A und
EP 0320877 B1 bekannt.
Bei den darin offenbarten Verfahren wird eine Schmelzschweißnaht
an ODS-Blechen nachträglich mit einer Pt-ODS-Folie belegt
und durch Verhämmern bei hohen Temperaturen in die Naht
gedrückt. Diese Maßnahme bewirkt eine Verfeinerung
der Korngrößenverteilung der Schweißnaht
durch die Folie und damit eine Reduzierung der Wahrscheinlichkeit
der Rissbildung an der Oberfläche. Neben weiteren veralteten
Alternativen wurde auf stoffschlüssige Verbindungen mittels
Hammerschweißnähten zurückgegriffen.
Derartige Verbindungen unterliegen jedoch sehr hohen Qualitätsschwankungen.
Um diese auszuschließen, sind ein extrem hoher Aufwand
für die Schweißnahtvorbereitung und eine sehr
genaue Regelung der Prozessparameter während des Schweißens
erforderlich. Schwierig bei diesem Verfahren erweist sich beim Verhämmern
die gleichmäßige Erwärmung der beiden
zu fügenden Werkstoffe, insbesondere Bleche. Dabei ist
es häufig kaum möglich, das in der Schweißposition
untere Blech mit dem Brenner ausreichend zu erwärmen, um
eine gute Klebwirkung beim Verhämmern zu erreichen. Das
Verfahren ist somit sehr aufwendig, führt nicht zwangsläufig
zu einem optimalen Ergebnis und ist sehr kostenintensiv. Ferner
besteht ein prinzipielles Problem beim Anfertigen von Hammerschweißnähten
darin, dass bei Legierungen mit einem Rhodium-Gehalt > 4 Gew.-% und generell
bei ODS-Legierungen eine geringe Klebeneigung des Materials während
des Verhämmerns vorliegt. Die im ODS-Material bereits enthaltenen Oxide
bzw. die sich beim Verhämmern bildenden Oxide, in der Hauptsache
Rhodiumoxid, verringern deutlich das Verkleben der beiden Bauteile,
insbesondere Bleche. Durch das schlechte Verkleben erhöht
sich der Fertigungsaufwand erheblich, gleichzeitig steigt aber auch
das Risiko, das in bestimmten Bereichen des Fügbereiches
in der Naht kein ausreichender Verbund mehr erzielt wird.
-
Bei
der
DE 10237763 B4 erfolgt
bei der Herstellung unlösbarer stoffschlüssiger
Verbindungen von Bauteilen aus oxid-dispergierten-(ODS)-metallischen
Werkstoffen das Verschweißen der einzelnen Werkstoffe jeweils
unterhalb ihrer Schmelztemperatur unter wenigstens teilweiser Bildung
eines Diffusionsverbundes im Fügebereich. In einem zweiten
Verfahrensschritt wird der Diffusionsverbund, vorzugsweise der gesamte
Fügebereich, auf eine Temperatur, welche ebenfalls unterhalb
der Schmelztemperatur der miteinander zu verbindenden Werkstoffe
bzw. Bauteile liegt, erwärmt und bei dieser Temperatur mechanisch
nachverdichtet, vorzugsweise verhämmert. Die beiden miteinander
zu verbindenden Werkstoffe definieren dabei je nach Anordnung zueinander
vor dem Schweißvorgang die Stoßstellen, wobei diese
in der Regel auch den Fügebereich, d. h. den Bereich, in
welchem die gewünschte Verbindung zwischen beiden erzeugt
werden soll, bilden. Dabei wird somit eine unlösbare stoffschlüssige
Verbindung von Bauteilen aus oxid-dispergierten-(ODS)-metallischen Werkstoffen
durch die Vorschaltung der Herstellung eines Diffusionsschweißverbundes
vor die mechanische Nachverdichtung unter Wärme geschaffen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
ist es vorgesehen, einen Schweißzusatz zu verwenden. Dieser
wird im Fügebereich zwischen den beiden miteinander zu
verbindenden Werkstoffen bzw. Bauteilen aus oxid-dispergierten-metallischen
Werkstoffen angeordnet. Der Schweißzusatz kann dabei in
Form eines separaten Elementes oder aber einer Beschichtung auf
wenigstens einer der zueinander weisenden Fügeflächen
im Fügebereich ausgebildet sein. Als Schweißzusätze
eignen sich dabei besonders duktile schmelzlegierte Legierungen,
beispielsweise PtAu5, PtIr1, Rein-Pt, aber auch festere Legierungen,
beispielsweise PtRh5, PtRh10, PtIr3. In dieser Druckschrift wird
hervorgehoben, dass durch den Schweißzusatz ein wesentlich
besserer Verbund zwischen den beiden miteinander zu verbindenden
Werkstoffen erzielt werden kann, da die Klebeneigung zwischen den
beiden Werkstoffen deutlich erhöht wird, was den Fertigungsaufwand
erheblich reduziert. Des Weiteren soll die thermische und mechanische
Belastbarkeit der Fügezonen erheblich gesteigert werden.
Weiterhin wird hervorgehoben, dass vor allem das Einlegen einer
Edelmetallfolie bevorzugt wird. Bei dieser Schrift werden in einer
bevorzugten Ausgestaltung die Kanten der zu verbindenden Bleche angefast
und die Fasen genau übereinander angeordnet, zunächst
mit einem Schweißschritt geheftet und anschließend
verhämmert.
-
Nachteilig
ist hierbei, dass dabei die Fasen einander zugewandt sind und genau überlappen, was
mit einer erhöhten Wahrscheinlichkeit entweder zu einer
Verdünnung und damit Schwächung der Naht oder
aber einem weniger ausgeprägten Diffusionsverbund führt,
was beides eine schlechtere mechanische Beanspruchbarkeit bewirkt.
-
Die
Verwendung eines Schweißzusatzes ist nachteilig, weil beim
Zusatz eines Materials, welches sich in seiner Zusammensetzung von
den zu verbindenden Teilen unterscheidet, der Kirkendall-Effekt auftritt,
welcher zum Auftreten von Poren führt.
-
Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes bzw. alternatives
Verfahren zum Verbinden von oxid-dispergierten Edelmetallblechen und
eine Vorrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens bereitzustellen.
-
Diese
Aufgabe wird gelöst mit einem Verfahren zum Verbinden von
oxid-dispergiertem Edelmetallblech mit den folgenden Schritten:
- – Anfasen von Kanten mindestens zweier
zu verbindender Blechabschnitte;
- – Überlappendes Anordnen der mindestens zwei Blechabschnitte,
wobei die angefasten Kanten so aufeinander zu liegen kommen, dass
die Fasen teilweise aufeinander liegen;
- – Diffusionshammerschweißen der Blechabschnitte.
-
Die
Kanten werden gemäß der Erfindung angefast, weiter
bevorzugt gerade angefast. Dabei geschieht das Anfasen der zu verbindenden
Blechabschnitte derart, dass sich später bei einem überlappenden
Anordnen der Blechabschnitte die angefasten Kanten nach innen erstrecken,
also die Fasen einander zugewandt sind. Die Fasen, also die abgeschrägten
Teile der Blechabschnitte, kommen dabei überlappend so
aufeinander zu liegen, dass die Spitze und die Basis der Fase gegeneinander
verschoben sind, und zwar aufeinander zu, so dass beim anschließenden
Diffusionsschweißen an der Fügestelle zunächst
eine Verdickung entsteht, welche dann bis etwa zur Dicke des Ausgangsmaterials
bzw. der benachbarten Blechbereiche weiter verarbeitet wird. Es hat
sich gezeigt, dass ein Anfasen und Ausrichten der Blechabschnitte
in dieser Weise eine erhöhte Zeitstandfestigkeit des fertigen
gefügten Produktes zur Folge hat. Auch hier erfolgt ein
Diffusionshammerschweißen der Blechabschnitte.
-
Vorzugsweise
beträgt eine Fasenbreite (F) der angefasten Kanten das
1 bis 3-fache, vorzugsweise das doppelte, der ursprünglichen
Blechdicke (t0). Weiter bevorzugt beträgt
der Fasenwinkel α etwa 15 bis etwa 27°, vorzugsweise
etwa 17,6 bis etwa 25,6°, weiter bevorzugt etwa 19,6 bis
etwa 23,6° und am meisten bevorzugt etwa 21,6°.
-
Die
angefasten Kanten sind so bearbeitet, daß die aufeinander
liegenden Fasen parallel oder zumindest im Wesentlichen parallel
zueinander sind, d. H. die Blechabschnitte ergänzen einander,
wenn die Fasen exakt aufeinander gelegt werden, wie in 1 gezeigt.
Dies tritt immer dann auf, wenn ein einheitlicher Fasenwinkel α bei
beiden Blechabschnitten verwendet wird, was gemäß der
Erfindung der Fall ist.
-
Geeignete
Edelmetallbleche sind Bleche aus einem Edelmetall ausgewählt
aus der Gruppe bestehend aus Ruthenium, Rhodium, Palladium, Silber, Osmium,
Iridium, Platin, Gold und deren Legierungen miteinander sowie anderen
Metallen, bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend
aus Gold, Platin, Rhodium, Iridium und deren Legierungen miteinander
sowie anderen Metallen, insbesondere Rein-Platin, Legierungen aus
Platin mit Gold, Iridium oder Rhodium, insbesondere Legierungen
ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus PtAu5, PtIr1, PtRh5, PtRh10,
PtIr3. Gemäß der Erfindung sind die Edelmetallbleche
oxid-dispergiert, d. H. durch Dispersion von geeigneten Oxiden feinkornstabilisiert.
Dabei handelt es sich im Allgemeinen um Seltenerdoxide wie beispielsweise
Yttriumoxid, Zircondioxid. Besonders bevorzugt sind Bleche aus Platin,
PtAu5, PtIr1, PtRh5, PtRh10 oder PtIr3, welche entweder mit Yttriumoxid
oder Zircondioxid oxid-dispergiert sind. Das Edelmetallblech ist
vorteilhaft ein Blech aus Platin oder einer Platin Rhodium-Legierung
ist, welches gemäß der Erfindung oxiddispersionsstabilisiert
ist.
-
Vorteilhaft
betrifft das Verfahren zum Verbinden von oxid-dispergiertem Edelmetallblech
der Erfindung ein Verfahren wie oben beschrieben mit den folgenden
zusätzlichen Schritten:
- – Vorwärmen
einer Unterlage;
- – Überlappendes Anordnen der zu verbindenden Blechabschnitte,
wobei mindestens einer der Blechabschnitte auf der Unterlage ruht;
und
- – Diffusionshammerschweißen der Blechabschnitte.
-
Die
Erfindung betrifft vorteilhaft das zuvor genannte Verfahren mit
drei zusätzlichen Schritten. Die Unterlage kann dabei eine
gerade, gebogene oder jegliche andere einheitliche oder zusammengesetzte Formen
aufweisen wie beispielsweise ein Amboß. Vorzugsweise weist
die Unterlage eine Form auf, die insbesondere der später
im Bereich des Diffusionsschweißens gewünschten
Form entspricht. Soll also ein rohrförmiger Gegenstand
gebildet werden, ist die Unterlage vorzugsweise mit einem gleichen
oder ähnlichen Krümmungsradius wie der rohrförmige
Gegenstand ausgebildet. Das überlappende Anordnen kann
von Hand oder mittels Maschinenhilfe erfolgen. Bevorzugt werden
Blechbereiche eingespannt, die den zu überlappenden Blechabschnitten
benachbart sind, um ein Verrutschen bei der Vorbereitung und dem
Diffusionshammerschweißen zu verhindern. Auf diese Weise
ist es nicht notwendig, die überlappenden Blechbereiche
vor dem Diffusionsschweißen in einem weiteren Verfahrensschritt
mit einem weiteren Schweißverfahren wie z. B. dem Rollnahtschweißen, zu
heften.
-
Die
Unterlage wird vorgewärmt auf 300 bis 600°C, vorzugsweise
350 bis 550°C, weiter bevorzugt auf 400 bis 500°C.
Dies kann auf beliebige Weise bewirkt werden, beispielsweise Erwärmung
der Unterlage mit einer Flamme, in einem geeigneten Ofen oder vorzugsweise
durch in bzw. an der Unterlage vorgesehene Induktions- oder Widerstandsheizungen.
-
Die
Blechabschnitte werden beim überlappenden Anordnen unmittelbar über-/untereinander angeordnet.
Es werden also keine Schweißzusätze bzw. Folien
zwischen oder auf den Blechabschnitten vorgesehen. Bei dem Verfahren
der Erfindung wird auch keine Bandage vorgenommen, d. H. es wird kein
zusätzliches Rohr- oder Blechstück auf dem Bereich
angeordnet, der durch Hämmern einen Diffusionsverbund eingeht
und mit den zu verbindenden Blechabschnitten einen Diffusionsverbund
eingeht, so wie diese z. B. in der
DE
1527299 dargestellt ist. Es hat sich gezeigt, dass die
vorliegende Erfindung dennoch bessere Standfestigkeiten als der
Stand der Technik liefert.
-
Vorzugsweise
geschieht das überlappende Anordnen der Blechabschnitte
mit einer Überlappungslänge, die das 1,1 bis 3,9-fache
einer ursprünglichen Blechdicke (t0),
vorzugsweise das 1,3 bis 2,7-fache der ursprünglichen Blechdicke
(t0), insbesondere das 1,4 bis 1,5-fache
der ursprünglichen Blechdicke (t0)
beträgt.
-
Nach
dem Diffusionsschweißen beträgt die Überlappung
der Blechabschnitte das 1,3 bis 4,8-fache einer ursprünglichen
Blechdicke (t0), vorzugsweise das 2,3 bis
3,8-fache der ursprünglichen Blechdicke (t0).
-
Bevorzugt
geschieht das Diffusionshammerschweißen unter Verwendung
eines Gas-Sauerstoff-Brenners. Damit werden die Blechabschnitte
lokal erhitzt, vorzugsweise auf eine Temperatur von etwa 1000°C
bis etwa 1700°C, weiter bevorzugt auf eine Temperatur von
etwa 1200°C bis etwa 1550°C, vorteilhaft von etwa
1200°C bis etwa 1300°C oder von etwa 1400°C
bis etwa 1600°C.
-
Die
Blechabschnitte können vor dem überlappenden Anordnen
aufgeraut werden, vorzugsweise mit einer Oberflächenrauigkeit
Ra von 0,05 bis 25 μm und weiter
bevorzugt von 0,5 bis 10 μm, und zwar an den einander zugewandten
Seiten, welche gemäß der Erfindung aufeinander
zu liegen kommen und miteinander diffusionsgeschweißt werden.
Diese Rauigkeit kann dabei bereits beim Anfasen durch Trennen mit
definierten Schneiden oder aber durch spätere Oberflächenbearbeitung
durch Trennen mit undefinierten Schneiden, beispielsweise Schleifen erfolgen.
Eine Aufrauung ermöglicht eine vergrößerte Oberfläche
im Bereich des Diffusionsschweißens und eine bessere Kontrollierbarkeit
der Schweißparameter.
-
Die
Erfindung sieht nach dem Diffusionshammerschweißen ein
Kalt- oder Warmumformen der durch das Diffusionshammerschweißen
entstandenen Naht vor, um die Naht zu Glätten und/oder
ihre Dicke auf vorzugsweise das 0,9 bis 1,2-fache der ursprünglichen
Blechdicke (t0) und weiter bevorzugt auf etwa
die ursprüngliche Blechdicke (t0)
zu reduzieren. Anschließend kann die Naht noch mit einem
Oberflächenfinish versehen werden, indem die Naht -gegebenenfalls
gemeinsam mit der gesamten Oberfläche- verschliffen und
poliert wird um eine einheitliche Oberflächenqualität
zu erhalten. Nach dem Kaltverfestigen weist die Naht eine Breite
von dem 2 bis 5-fachen einer ursprünglichen Blechdicke
(t0), bevorzugt dem 2,2 bis 4-fachen der
ursprünglichen Blechdicke (t0)
auf.
-
Weiter
bevorzugt erfolgt nach dem Diffusionsschweißen eine Wärmebehandlung
bei einer Temperatur von 900 bis 1400°C und vorzugsweise von
1000 bis 1200°C („Spannungsarmglühen”).
-
Gemäß der
Erfindung sind an den nach dem Verfahren gemäß der
Erfindung erhaltenen Nahtstelle in einem metallurgischen Schliff
keine Unterschiede zu den benachbarten Blechabschnitten erkennbar,
welche keine Nahtstelle aufweisen, abgesehen von einer möglichen
Verdickung.
-
Die
Erfindung betrifft außerdem einen gefügten Gegenstand
aus Edelmetallblech, erhältlich nach dem Verfahren gemäß der
Erfindung.
-
Die
Erfindung betrifft gemäß einem weiteren Aspekt
außerdem eine Vorrichtung zum Verbinden von oxid-dispergierten
Edelmetallblechen, insbesondere zum Ausführen des Verfahrens
gemäß der Erfindung. Die Vorrichtung weist insbesondere
eine beheizbare Unterlage auf, die ausgebildet und ausgestattet
sein kann wie zuvor beschrieben. Ferner ist ein Ausrichter zum überlappenden
Anordnen mindestens zweier zu verbindender Blechabschnitte vorgesehen.
Dieser Ausrichter kann hydraulisch, pneumatisch und/oder elektrisch
betätigbare Klemmbacken aufweisen. Nach dem Klemmen ruht
mindestens einer der mindestens zwei Blechabschnitte auf der Unterlage.
Weiter ist ein Hammer zum Diffusionshammerschweißen der
Blechabschnitte vorgesehen. Es können halb- oder vollautomatische
Hämmer eingesetzt werden.
-
Eine
erfindungsgemäße Vorrichtung weist vorzugsweise
ein beheizbare Unterlage auf, die geeignet ist, auf etwa 300°C
bis etwa 600°C, vorzugsweise auf etwa 350°C bis
etwa 550°C, weiter bevorzugt auf etwa 400°C bis
etwa 500°C, zumindest an ihrer von dem/den Blechabschitt(en)
kontaktierten Oberfläche beheizt zu werden.
-
Die
folgende Beschreibung diskutiert anhand von beispielhaften bevorzugten
Ausführungsformen die Erfindung. Es zeigen:
-
1 eine
Prinzipienskizze, die zwei angefaste Blechabschnitte vor dem Fügen
zeigt, wobei gemäß der Erfindung die Fasen einander
zugewandt sind;
-
2 eine
weitere Prinzipienskizze ähnlich zu 1, in der
ein Blechabschnitt jedoch auf einer erwärmten Unterlage 10 bzw.
einem Amboß positioniert ist;
-
3 eine
weitere Prinzipienskizze mit zwei durch Diffusionshammerschweißen
verbundenen Blechabschnitten;
-
In 1 sind
die beiden Blechabschnitte, ein erster Blechabschnitt 1 und
ein zweiter Blechabschnitt 4, erkennbar, die in dieser
Ausführungsform eine gleich oder zumindest sehr ähnliche
Blechdicke t0 aufweisen. Diese Dicke kann
auch voneinander abweichen. Beide Enden der Blechabschnitte sind
nach innen, also auf der dem jeweils benachbarten Blechabschnitt
zugewandten Seite, gerade angefast, sodass sich Fasen 3 und 6 mit
einem Fasenwinkel α ausbilden, wobei die Fasenbreite mit
F gekennzeichnet ist (hier ist nur die Fasenbreite von Blechabschnitt 4 angezeichnet).
Gemäß einem Aspekt der Erfindung sind diese Fasen
also so ausgerichtet, dass sich im ungefügten Zustand beide
Blechabschnitte im Wesentlichen, jedoch nicht exakt in einer Ebene
befinden. In einem Überlappungsbereich mit einer Überlappungsbreite Ü liegen
sich beide Blechabschnitte mit ihren jeweils nachfolgend zu kontaktierenden Kontaktabschnitten 2 und 5 gegenüber,
welche aufgeraut sein können. Die Überlappungsbreite Ü ist stets
größer als die Fasenbreite F, muß jedoch
stets kleiner sein als das Doppelte der Fasenbreite F.
-
2 zeigt
eine Ausführungsform, bei der der erste Blechabschnitt 1 auf
einer bereits erwärmten oder noch zu erwärmenden
Unterlage 10, wie einem Amboß, aufliegend angeordnet
ist. Dabei soll die Wärme von der Unterlage zunächst
auf den ersten Blechabschnitt 1 und ggf. auch auf den zweiten Blechabschnitt 4 übertragen
werden. Falls auch ein Teil des zweiten Blechabschnittes 4 auf
der Unterlage 10 aufliegt, so erfolgt auch hierüber
die Wärmeübertragung, wobei jedoch die Vorwärmung
der zu verschweißenden Stellen der Blechabschnitte von
Bedeutung ist.
-
Beide
Blechabschnitte 1 und 4 sind durch einen (nicht
dargestellten) Ausrichter mit einer Einspannkraft FE eingespannt.
Die Ausrichter sind in der Regel nur indirekt über die
gespannten Blechabschnitte mit der Unterlage 10 verbunden.
-
3 zeigt
beide Blechabschnitte 1 und 4 in durch Diffusionshammerschweißen
zusammengefügter Form. Es ergibt sich dabei eine Struktur,
wie in der 3 schematisch dargestellt. Im
Bereich der Schweißnaht beträgt die Dicke das
1,0 bis 1,6fache der ursprünglichen Blechdicke t0. Die Breite der Schweißnaht beträgt
B und ist in der Regel breiter als die ursprüngliche Überlappungsbreite Ü (vgl. 1).
-
Die
Erfindung umfasst ebenfalls einzelne Merkmale in den Figuren, auch
wenn sie dort im Zusammenhang mit anderen Merkmalen gezeigt sind und/oder
vorstehend oder nachfolgend nicht genannt sind.
-
Die
Erfindung umfasst ebenfalls Ausführungsformen mit jeglicher
Kombination von Merkmalen, die vorstehend oder nachfolgend zu verschiedenen
Ausführungsformen genannt oder gezeigt sind.
-
Die
Erfindung umfasst ebenfalls die genauen oder exakten Ausdrücke,
Merkmale, numerischen Werte oder Bereiche usw., wenn vorstehend
oder nachfolgend diese Ausdrücke, Merkmale, numerischen
Werte oder Bereiche im Zusammenhang mit Ausdrücken wie
z. B. „etwa, ca., um, im Wesentlichen, im Allgemeinen,
zumindest, mindestens” usw. genannt wurden (also „etwa
3” soll ebenfalls „3” oder „im
Wesentlichen radial” soll auch „radial” umfassen). Der
Ausdruck „bzw.” bedeutet überdies „und/oder”.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - JP 5212577
A [0006]
- - EP 0320877 B1 [0006]
- - DE 10237763 B4 [0007]
- - DE 1527299 [0019]
