DE102014202676A1

DE102014202676A1 - Method and release agent for preventing the adhesion of welding spatter during the assembly of parts

Info

Publication number: DE102014202676A1
Application number: DE102014202676.8A
Authority: DE
Inventors: Frank Süßmilch; Peter Walther; Thomas Wocher
Original assignee: OEMETA CHEMISCHE WERKE GmbH; ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: OEMETA CHEMISCHE WERKE GmbH; ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2014-02-13
Filing date: 2014-02-13
Publication date: 2015-08-13

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Trennmittel zum Verhindern des Anhaftens von Schweißperlen beim Schweißen, das 0,25 bis 3 Gew.-% mindestens eines Polysiloxans und 90 bis 99,75 Gew.-% Wasser enthält. Das Trennmittel eignest sich besonders für das Laser- und Elektronenstrahlschweißen. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Zusammenfügen, insbesondere zum stoffschlüssigen Verbinden, von Teilen, umfassend das Aufbringen des Trennmittels zumindest auf die jeweiligen Bereiche der Teile, mit denen die Teile zusammengefügt, insbesondere stoffschlüssig verbunden, werden sollen, sowie das Zusammenfügen, vorzugsweise stoffschlüssiges Verbinden, der Teile. Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a release agent for preventing the adhesion of welding beads during welding, which contains 0.25 to 3 wt .-% of at least one polysiloxane and 90 to 99.75 wt .-% water. The release agent is particularly suitable for laser and electron beam welding. The invention also relates to a method for joining, in particular for cohesive bonding, of parts, comprising applying the release agent at least to the respective regions of the parts with which the parts are joined, in particular materially connected, and the joining, preferably cohesive bonding , Of the parts. The invention also relates to a device for carrying out the method.

Description

Die Erfindung betrifft ein Trennmittel und ein Verfahren zur Verhinderung des Anhaftens von Schweißspritzern beim Zusammenfügen, insbesondere beim stoffschlüssigen Verbinden, von Teilen. The invention relates to a release agent and a method for preventing the adhesion of welding spatter during assembly, in particular in the integral connection of parts.

Beim Schweißen von Metallen können flüssige Metalltröpfchen, sogenannte Schweißperlen oder Schweißspritzer, von der Bearbeitungsstelle durch den Schweißstrahl wegspritzen und unter Ausbildung einer festen Verbindung auf der Werkstückoberfläche erstarren, von wo sie mit großem Aufwand entfernt werden müssen. Dies ist insbesondere bei Herstellung von Getriebeteilen ein Problem, weil hier bereits geringe Ungleichmäßigkeiten der Oberflächen zur Problemen führen können. When welding metals, liquid metal droplets, so-called weld beads or spatter, spray away from the processing point through the welding beam and solidify to form a solid compound on the workpiece surface, from where they must be removed with great effort. This is a problem, in particular in the production of transmission parts, because even slight surface irregularities can lead to problems here.

Aus dem Stand der Technik sind sogenannte Trennmittel bekannt, welche ein Anhaften von Schweißspritzern an Metalloberflächen verhindern sollen. So-called release agents are known from the prior art, which are intended to prevent adhesion of weld spatter on metal surfaces.

Die DE 1 508 337 offenbart die Verwendung von Klauenöl als Überzugsmittel zum Schutz von Metalloberflächen gegen Schweißspritzer beim Schutzgasschweißen. Dieses soll anders als Silikon keine nachteiligen Veränderungen der Oberflächeneigenschaften der Werkstücke zur Folge haben. The DE 1 508 337 discloses the use of claw oil as a coating agent to protect metal surfaces against spatter during arc welding. This, unlike silicone, should not result in adverse changes in the surface properties of the workpieces.

Die DE 24 10 197 B2 schlägt ein Trennmittel zum Verhindern des Festklebens von Schweißperlen vor, das ein in Wasser gelöstes Polymer wie z.B. Polyvinylalkohol oder Polyvinylether als Bindemittel, ein in dieser Lösung fein verteiltes Verdickungsmittel wie Siliciumdioxid oder Bentonit und einen fein verteilten, chemisch inaktiven, elektrisch leitfähigen Zusatz wie Graphit enthält. The DE 24 10 197 B2 proposes a release agent for preventing sticking of weld beads containing a polymer dissolved in water such as polyvinyl alcohol or polyvinyl ether as a binder, a thickener finely divided in this solution such as silica or bentonite and a finely divided, chemically inactive, electrically conductive additive such as graphite ,

Die DE 25 42 287 A1 offenbart die Verwendung von Partialestern des Glycerins mit gesättigten oder ungesättigten Fettsäuren mit einer Kettenlänge von 6 bis 24 Kohlenstoffatomen als Überzugsmittel zum Schutz von Metalloberflächen gegen Schweißspritzer oder Schweißperlen. Diese Ester sollen sich gegenüber von Klauenölen durch eine gleichbleibende Qualität und gegenüber Silikonölen dadurch auszeichnen, dass eine Nachbehandlung der Werkstücke entfällt. The DE 25 42 287 A1 discloses the use of partial esters of glycerine with saturated or unsaturated fatty acids having a chain length of 6 to 24 carbon atoms as a coating agent for protecting metal surfaces against spatter or weld beads. These esters are distinguished from claw oils by a constant quality and compared to silicone oils in that a post-treatment of the workpieces is eliminated.

Gemäß DD 1588 71 soll das Haften von Schweißspritzern an Metalloberflächen durch das Aufbringen eines festen Schweißhilfsmittels verhindert werden, das unter Einwirkung von Wärme in den gasförmigen Zustand übergeht, wie beispielsweise Ammoniumchlorid. According to DD 1588 71 it is intended to prevent the adhesion of weld spatter to metal surfaces by the application of a solid welding aid, which under the action of heat is transformed into the gaseous state, such as ammonium chloride.

Die DE 44 26 303 C1 betrifft Antihaftmittel zur Verhinderung des Festsetzens von Schweißspritzern beim Lichtbogen-Schweißen, die auf einer Lösung eines Glycerinesters in einem Fettsäureester basieren. Als Glycerinester sind Rapsöl und Rüböl bevorzugt. Um das Abwaschen des Mittels nach dem Schweißen zu erleichtern, enthält dieses vorzugsweise einen Emulgator, vorzugsweise einen Glykolester. The DE 44 26 303 C1 relates to non-sticking agents for preventing welding spatter during arc welding based on a solution of a glycerol ester in a fatty acid ester. As glycerol esters, rapeseed oil and rapeseed oil are preferred. In order to facilitate the washing off of the agent after welding, this preferably contains an emulsifier, preferably a glycol ester.

Die genannten Trennmittel sind für das im Vakuum stattfindende Elektronenstrahlschweißen nur bedingt geeignet. The said release agents are only of limited suitability for vacuum beam electron beam welding.

Die DE 35 09 475 A1 offenbart ein Elektronenstrahlschweißverfahren, bei dem die Werkstücke zur Verhinderung des Anhaftens von Schweißspritzern mit einem Polyimid beschichtet werden. Das Polyimid wird als Lösung in einem organischen Lösungsmittel wie Toluol oder Pyrrolidon aufgebracht. Um eine gleichförmige Bedeckung der Oberfläche zu gewährleisten, wird der Lösung ein oberflächenaktives Mittel in einer Menge von maximal 0,5 Vol.-% zugesetzt. Bevorzugt sind oberflächenaktive Mittel auf Silikonbasis, insbesondere Silikon-Glycol-Copolymere mit einer niedrigen Viskosität. Nach dem Aufbringen der Lösung wird der Überzug erhitzt, um das Lösungsmittel zu verdampfen und das Polyimid zu härten. Das Aufbringen erfolgt in mehreren Durchgängen. Ein typischer Härtungszyklus umfasst das Erhitzen für eine halbe Stunde auf 93,3°C, für eine halbe Stunde auf 204,4°C und für 5 Minuten auf 315,6°C. Nach dem Schweißen kann das Polyimid durch Waschen mit einer 30 Gew.-%igen Natriumhydroxid-Lösung bei 66°C entfern werden. The DE 35 09 475 A1 discloses an electron beam welding method in which the workpieces are coated with a polyimide to prevent the adhesion of spatters. The polyimide is applied as a solution in an organic solvent such as toluene or pyrrolidone. In order to ensure a uniform coverage of the surface, a surfactant is added to the solution in an amount of at most 0.5% by volume. Preferred are silicone-based surfactants, particularly low viscosity silicone-glycol copolymers. After application of the solution, the coating is heated to evaporate the solvent and cure the polyimide. The application takes place in several passes. A typical cure cycle involves heating at 93.3 ° C for half an hour, 204.4 ° C for half an hour, and 315.6 ° C for 5 minutes. After welding, the polyimide can be removed by washing with a 30% by weight sodium hydroxide solution at 66 ° C.

Nachteilig an allen bekannten Trennmitteln ist, dass diese in zum Teil sehr aufwendigen zusätzlichen Arbeitschritten zunächst aufgebracht und nach dem Schweißen wieder entfernt werden müssen. Aus diesem Grund wird auf die Verwendung solcher Mittel oft verzichtet, was eine andersartige Entfernung von Schweißspritzern erforderlich macht. A disadvantage of all known release agents is that they have to be applied in some cases very expensive additional work steps first and removed after welding again. For this reason, the use of such agents is often dispensed with, which requires a different removal of weld spatter.

Problematisch dabei ist, dass Schweißperlen meist so stark auf den Werkstücken haften, dass ein einfacher üblicher Reinigungsprozess, beispielsweise in einer Waschmaschine wirkungslos bleibt. Um z.B. bei der Herstellung von Getriebeteilen das Risiko von späteren Getriebeschäden zu minimieren, müssen die Schweißperlen daher mit aufwendigen, insbesondere mechanischen Methoden entfernt werden. So ist eine manuelle Reinigung mit einer Drahtbürste möglich, deren Einsatz jedoch Personal bindet und ein vom Bearbeiter abhängiges Resultat liefert, was eine abschließende Kontrolle notwendig macht. Alternativ kann ein Roboter mit Drahtbürste eingesetzt werden. Auch hier ist der Nachteil, dass das Reinigungsergebnis unsicher und häufig eine manuelle Nachbearbeitung nötig ist. Darüber hinaus sind die Beschaffungskosten für einen derartigen Roboter hoch. Ein weiteres bekanntes Reinigungsverfahren zur Entfernung der Schweißperlen ist die Verwendung einer Hochdruckwasserstrahlreinigungszelle. Damit ist zwar eine zuverlässige Entfernung der Schweißperlen möglich, die Beschaffungs- und Betriebskosten sind jedoch äußerst hoch. The problem with this is that welding beads usually adhere so strongly to the workpieces that a simple conventional cleaning process, for example, in a washing machine remains ineffective. In order to minimize the risk of subsequent gear damage, for example in the manufacture of transmission parts, the welding beads must therefore be removed by means of complex, in particular mechanical methods. Thus, a manual cleaning with a wire brush is possible, but their use binds staff and provides an operator-dependent result, which makes a final check necessary. Alternatively, a robot with a wire brush can be used. Again, the disadvantage is that the cleaning result uncertain and often manual post-processing is necessary. In addition, the procurement costs for such a robot are high. Another known cleaning method for removing the weld beads is the use of a High pressure water jet cleaning cell. Although a reliable removal of the weld beads is possible, the procurement and operating costs are extremely high.

Beim Zusammenfügen von Werkstücken durch Schweißen fallen Zusätzliche Arbeitsschritte durch die Vorbehandlung der Werkstücke an. Um beispielsweise Planetenträger für Getriebe zu fertigen, ist es bekannt, vorbereitete Rohteile aus Metall mittels Elektronenstrahl im Vakuum stoffschlüssig zu verbinden. Zur Vorbereitung der Teile ist es üblich, diese zum Entfernen von Produktionsrückständen zu waschen. Hierbei können die verwendeten Waschwasser Verschmutzungen und Inhaltsstoffe enthalten, die Rückstände auf den Werkstücken bilden, die das Schweißergebnis verschlechtern. Um dies zu verhindern erfolgt ein zusätzlicher Spülvorgang zum Entfernen dieser Reste. When joining workpieces by welding, additional work steps are necessary due to the pre-treatment of the workpieces. For example, to manufacture planet carrier for transmission, it is known to form-fit prepared metal parts by means of electron beam in a vacuum materially. To prepare the parts, it is common to wash them to remove production residues. Here, the wash water used may contain contaminants and ingredients that form residues on the workpieces, which worsen the welding result. To prevent this, an additional rinsing process takes place for removing these residues.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Trennmittel zur Verfügung zu stellen, das sich insbesondere für das Elektronenstrahlschweißen eignet und das den Aufwand beim Verschweißen von Werkstücke reduziert. Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Zusammenfügen von Teilen anzugeben, das einfach und kostengünstig durchführbar ist und das mit einer möglichst geringen Anzahl an Verfahrensschritten auskommt. Das Verfahren soll unerwünschte Verschmutzungen während des Zusammenfügens weitgehend vermeiden und ggf. ein einfaches und zuverlässiges Entfernen von Verschmutzungen ermöglichen. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens bereitzustellen. The invention has for its object to provide a release agent available, which is particularly suitable for electron beam welding and reduces the cost of welding workpieces. It is a further object of the present invention to provide a method for assembling parts that is simple and inexpensive to carry out and that manages with the least possible number of method steps. The method should largely avoid unwanted contamination during assembly and possibly enable a simple and reliable removal of dirt. Another object of the present invention is to provide an apparatus for carrying out the method.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Trennmittel gelöst, das

(a) 0,25 bis 3 Gew.-% mindestens eines Polysiloxans,
(b) 0,5 bis 10 Gew.-% Dispergiermittel und
(c) Wasser enthält.

This object is achieved by a release agent, the

(a) 0.25 to 3% by weight of at least one polysiloxane,
(b) 0.5 to 10% by weight of dispersant and
(c) contains water.

Vorzugsweise wird das Polysiloxan in einer Menge von 0,5 bis 2 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,8 bis 1,2 Gew.-% und ganz besonders bevorzugt in einer Menge von ca. 1 Gew.-% eingesetzt. Wenn nicht anders angegeben beziehen sich alle Angaben in Gew.-% hierin auf die Gesamtmasse der Zusammensetzung. Preferably, the polysiloxane is used in an amount of 0.5 to 2 wt .-%, more preferably 0.8 to 1.2 wt .-% and most preferably in an amount of about 1 wt .-%. Unless otherwise indicated, all weight percentages herein refer to the total weight of the composition.

Bei den als Komponente (a) verwendeten Polysiloxanen handelt es sich um Polyorganosiloxane, d.h. um Polysiloxane, in denen die an Silicium gebundenen Wasserstoffatome teilweise und vorzugsweise ganz durch organische Reste R ersetzt sind. Die Reste R können dabei gleich oder verschieden sein. Bevorzugt sind Polyorganosiloxane, in denen alle Reste R die gleiche Bedeutung haben. The polysiloxanes used as component (a) are polyorganosiloxanes, i. to polysiloxanes in which the silicon-bonded hydrogen atoms are partially and preferably completely replaced by organic radicals R. The radicals R may be the same or different. Preference is given to polyorganosiloxanes in which all radicals R have the same meaning.

Die Reste R sind vorzugsweise Kohlenwasserstoffgruppen mit 1 bis 20, vorzugsweise 1 bis 6 Kohlenstoffatomen. Besonders bevorzugt sind C₁-C₂₀- und C₁-C₆-Alkylgruppen, C₁-C₂₀- und C₁-C₆-Alkoxygruppen und C₆-C₁₈-Arylgruppen, ganz besonders bevorzugt Ethyl, Propyl, Butyl, Phenyl und insbesondere Methyl. Die Kohlenwasserstoffgruppen können mit funktionellen Gruppen substituiert sein. Bevorzugt sind unsubstituierte Kohlenwasserstoffgruppen. The radicals R are preferably hydrocarbon groups having 1 to 20, preferably 1 to 6 carbon atoms. Particular preference is given to C ₁ -C ₂₀ and C ₁ -C ₆ -alkyl groups, C ₁ -C ₂₀ and C ₁ -C ₆ -alkoxy groups and C ₆ -C ₁₈ -aryl groups, very particular preference to ethyl, propyl, butyl, Phenyl and especially methyl. The hydrocarbon groups may be substituted with functional groups. Preference is given to unsubstituted hydrocarbon groups.

Die Polysiloxane können eine lineare, verzweigte, cyclische oder vernetzte Struktur aufweisen. Geeignete Polysiloxane sind an sich aus dem Stand der Technik bekannt. Geeignete vernetzte Polysiloxane werden beispielsweise in WO 2008/110205 A1 , US 4,853,474 und US 5,136,068 beschrieben. Lineare Polysiloxane und Polysiloxanmischungen finden sich beispielsweise in EP 0 663 225 A1 . Bevorzugt sind Polysiloxane, die bei Raumtemperatur (25°C) flüssig sind. The polysiloxanes may have a linear, branched, cyclic or crosslinked structure. Suitable polysiloxanes are known per se from the prior art. Suitable crosslinked polysiloxanes are, for example, in WO 2008/110205 A1 . US 4,853,474 and US 5,136,068 described. Linear polysiloxanes and polysiloxane mixtures can be found, for example, in EP 0 663 225 A1 , Preference is given to polysiloxanes which are liquid at room temperature (25 ° C.).

Erfindungsgemäß besonders bevorzugt sind Trennmittel, die mindestens ein cyclisches Polyorganosiloxan (Cyclosiloxan) enthalten. Cyclische Polysiloxane sind Polymere, die ringförmig aus difunktionellen Siloxan-Einheiten aufgebaut sind. Diese werden häufig durch die symbolische Schreibweise D_n bezeichnet, wobei D für [-O-SiR₂-] steht. R hat die oben angegebene Bedeutung und ist gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform Methyl. Die Variable n ist vorzugweise 4 bis 16, besonders bevorzugt 6 bis 10 und ganz besonders bevorzugt 8. Ein besonders geeignetes Cyclosiloxan ist demnach Hexadecamethylcyclooctasiloxan (D8). Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können ein Polysiloxan, vorzugsweise ein Cyclosiloxan oder einer Mischung aus mehreren Polysiloxanen, mehreren Cyclosiloxanen oder auch eine Mischung von Polysiloxanen und Cyclosiloxanen enthalten. Especially preferred according to the invention are release agents which contain at least one cyclic polyorganosiloxane (cyclosiloxane). Cyclic polysiloxanes are polymers which are ring-shaped from difunctional siloxane units. These are often denoted by the symbolic notation D _n , where D stands for [-O-SiR ₂ -]. R has the meaning given above and, according to a particularly preferred embodiment, is methyl. The variable n is preferably 4 to 16, particularly preferably 6 to 10 and very particularly preferably 8. A particularly suitable cyclosiloxane is therefore hexadecamethylcyclooctasiloxane (D8). The compositions according to the invention may contain a polysiloxane, preferably a cyclosiloxane or a mixture of a plurality of polysiloxanes, a plurality of cyclosiloxanes or else a mixture of polysiloxanes and cyclosiloxanes.

Da die Polysiloxane in Wasser nur schwer löslich sind, enthält das Trennmittel zusätzlich ein Dispergiermittel. Als Dispergiermittel sind Polyalkylenglykole und insbesondere Polypropylenglykol bevorzugt. Besonders bevorzugt ist Polypropylenglykol mit einem Molekulargewicht von 800 bis 4.000 g/mol, besonders bevorzugt 900 bis 2.000 g/mol und ganz besonders bevorzugt 1.000 bis 1.600 g/mol, wie z.B. 1.200 g/mol. Herstellungsbedingt handelt es sich meist um Gemische mit durchschnittlicher Molmasse. Since the polysiloxanes are only sparingly soluble in water, the release agent additionally contains a dispersant. Preferred dispersants are polyalkylene glycols and, in particular, polypropylene glycol. Particularly preferred is polypropylene glycol having a molecular weight of from 800 to 4,000 g / mol, more preferably from 900 to 2,000 g / mol, and most preferably from 1,000 to 1,600 g / mol, e.g. 1,200 g / mol. For manufacturing reasons, these are usually mixtures with an average molecular weight.

Die Wassermenge wird so bemessen, dass sich die Mengen an Wasser, Polysiloxan Dispergiermittel und ggf. weiteren Additiven zu 100 Gew.-% ergänzen. The amount of water is such that the amounts of water, polysiloxane dispersant and optionally further additives to 100 wt .-% complete.

Das erfindungsgemäße Trennmittel enthält vorzugsweise zusätzlich ein Alkanolamin. Bevorzugt sind Alkanolamine der allgemeinen Formel 1,

in der
R¹ H, Alkyl oder Hydroxyalkyl ist, vorzugsweise H, C_1-4-Alkyl oder -(CH₂)_k-OH, mit k = 1–4, vorzugsweise 1–2 und insbesondere 2, ganz besonders bevorzugt Methyl oder Hydroxyethyl;
R² Alkyl oder Hydroxyalkyl ist, vorzugsweise H, C_1-4-Alkyl oder -(CH₂)_m-OH, mit m = 1–4, vorzugsweise 1–2 und insbesondere 2, ganz besonders bevorzugt Methyl oder Hydroxyethyl;
R³ Hydroxyalkyl ist, vorzugsweise ein linearer oder verzweigter C_1-4-Alkylrest, der durch eine Hydroxylgruppe substituiert ist, oder -(CH₂CH₂O)_p-H mit p = 1–3, vorzugsweise 1–2 und insbesondere 2. The release agent according to the invention preferably additionally contains an alkanolamine. Preference is given to alkanolamines of the general formula 1,

in the
R ^{1 is} H, alkyl or hydroxyalkyl, preferably H, C _1-4 alkyl or - (CH ₂ ) _k -OH, with k = 1-4, preferably 1-2, and most preferably 2, most preferably methyl or hydroxyethyl;
R ^{2 is} alkyl or hydroxyalkyl, preferably H, C _1-4 alkyl or - (CH ₂ ) _m -OH, with m = 1-4, preferably 1-2, and most preferably 2, most preferably methyl or hydroxyethyl;
R ^{3 is} hydroxyalkyl, preferably a linear or branched C _1-4 -alkyl radical which is substituted by a hydroxyl group, or - (CH ₂ CH ₂ O) _p -H where p = 1-3, preferably 1-2 and in particular 2 ,

Unter Hydroxalkyl wird vorzugsweise eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 6 C-Atomen verstanden, die durch 1–2 vorzugsweise durch 1 Hydroxylgruppe substituiert ist. Hydroxalkyl is preferably understood to mean a linear or branched alkyl group having 1 to 6 C atoms, which is substituted by 1-2, preferably by 1 hydroxyl group.

Bevorzugte Alkanolamine sind 2-Aminoethanol (MEA), 1-Aminopropan-2-ol (MIPA), Triethanolamin (TEA), 5-Amino-3-oxapentan-1-ol, Methyldiethanolamin, 2-Amino-2-methyl-1-propanol (AMP) und 2-Dibutylaminoethanol (DBEA) oder eine Mischung davon. Besonders bevorzugt sind N-Methyldiethanloamin (MDEA) und 2-(2-Aminoethoxy)ethanol (DGA) und Mischungen davon. Das Alkanolamin wird vorzugsweise in einer Menge von 0,2 bis 1 Gew.-% und besonders bevorzugt 0,4 bis 0,7 Gew.-% eingesetzt. Preferred alkanolamines are 2-aminoethanol (MEA), 1-aminopropan-2-ol (MIPA), triethanolamine (TEA), 5-amino-3-oxapentan-1-ol, methyldiethanolamine, 2-amino-2-methyl-1 propanol (AMP) and 2-dibutylaminoethanol (DBEA) or a mixture thereof. Particularly preferred are N-methyldiethanolamine (MDEA) and 2- (2-aminoethoxy) ethanol (DGA) and mixtures thereof. The alkanolamine is preferably used in an amount of 0.2 to 1 wt .-% and particularly preferably 0.4 to 0.7 wt .-%.

Weiterhin sind solche Trennmittel bevorzugt, die zusätzlich ein Glykol und/oder einen Glykolether enthalten. Bevorzugt sind Glykole und Glykolether der allgemeinen Formel R⁴-[O-CH₂-CH₂]_q-OH, in der R⁴ H oder ein C_1-4-Alkylrest ist, vorzugweise H, und q = 1–3, vorzugsweise 2 ist, sowie Dipropylenglykole, insbesondere 2,2'-Oxydi-1-propanol, und Hexylenglykol (2-Methyl-2,4-pentandiol). Furthermore, those release agents are preferred which additionally contain a glycol and / or a glycol ether. Preference is given to glycols and glycol ethers of the general formula R ⁴ - [O-CH ₂ -CH ₂ ] _q -OH, in which R ^{4 is} H or a C _1-4 -alkyl radical, preferably H, and q = 1-3, preferably 2, and dipropylene glycols, especially 2,2'-oxydi-1-propanol, and hexylene glycol (2-methyl-2,4-pentanediol).

Besonders bevorzugte Glykole bzw. Glykolether sind 2-(2-Butoxyethoxy)ethanol, 2,2'-Oxydiethanol, 2-[2-(2-Butoxyethoxy)ethoxy]ethanol, 1,2-Ethandiol, 2-[2-(2-Methoxyethoxy)ethoxy]ethanol, 2-Butoxyethanol, 2,2'-Oxydi-1-propanol und 2-Methyl-2,4-pentandiol oder eine Kombination davon. Besonders bevorzugte Glykole oder Glykolether sind 2-(2-Butoxyethoxy)ethanol, Polyoxyethylen-Polyoxypropylen-Glycerinether und insbesondere Diethylenglykol. Das Glykol und/oder der Glykolether werden vorzugsweise in einer Menge von 0,05 bis 0,5 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,06 bis 0,3 Gew.-% eingesetzt. Particularly preferred glycols or glycol ethers are 2- (2-butoxyethoxy) ethanol, 2,2'-oxydiethanol, 2- [2- (2-butoxyethoxy) ethoxy] ethanol, 1,2-ethanediol, 2- [2- (2 -Methoxyethoxy) ethoxy] ethanol, 2-butoxyethanol, 2,2'-oxydi-1-propanol and 2-methyl-2,4-pentanediol or a combination thereof. Particularly preferred glycols or glycol ethers are 2- (2-butoxyethoxy) ethanol, polyoxyethylene-polyoxypropylene glycerol ethers and especially diethylene glycol. The glycol and / or the glycol ether are preferably used in an amount of 0.05 to 0.5 wt .-%, particularly preferably 0.06 to 0.3 wt .-%.

Durch die Zugabe eines Glykols wird zum einen der Schmelzpunkt der Zusammensetzung erniedrigt und zum anderen der Siedepunkt erhöht, so dass das Trennmittel verglichen mit Wasser über einen größeren Temperaturbereich in flüssiger Phase vorliegt. By adding a glycol, on the one hand, the melting point of the composition is lowered and, on the other hand, the boiling point is increased, so that the release agent is present in a liquid phase over a larger temperature range compared to water.

Das erfindungsgemäße Trennmittel kann darüber hinaus zusätzlich Additive enthalten, vorzugsweise mindestens ein Korrosionsschutzmittel und/oder mindestens ein Biozid. The release agent of the invention may additionally contain additives, preferably at least one corrosion inhibitor and / or at least one biocide.

Als Korrosionsschutzmittel sind 3,5,5-Trimethylhexansäure, 2-Ethylhexansäure, Isodecansäure, Isononansäure, 1,3,5-Triazin-2,4,6-tris-alkylaminocarbonsäure, Oxalsäure und Dicarbonsäuren des Typs HOOC-C_xH_y-COOH mit x = 1–14 und y = 2–28, 6,6',6"-(1,3,5-Triazin-2,4,6-triyltriimino)trihexansäure, Benzotriazol oder eine Kombination davon. Das Korrosionsschutzmittel wird vorzugsweise in eine Menge von 0,1 bis 1 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,15 bis 0,5 Gew.-% eingesetzt. The corrosion inhibitors are 3,5,5-trimethylhexanoic acid, 2-ethylhexanoic acid, isodecanoic acid, isononanoic acid, 1,3,5-triazine-2,4,6-tris-alkylaminocarboxylic acid, oxalic acid and dicarboxylic acids of the type HOOC-C _x H _y -COOH with x = 1-14 and y = 2-28, 6,6 ', 6 "- (1,3,5-triazine-2,4,6-triyltriimino) trihexanoic acid, benzotriazole or a combination thereof The anticorrosion agent is preferably used in an amount of 0.1 to 1 wt .-%, particularly preferably 0.15 to 0.5 wt .-%.

Als Biozid wird vorzugsweise ein Fungizid verwendete, besonders bevorzugt, 3-Iod-2-propynyl-butylcarbamat (IPBC), 2-Pyridinthiol-1-oxid-Natriumsalz (Na-PN), 2-Octyl-2H-isothiazol-3-on (O-IT), 2-Phenylphenol (oPP) und N-butyl-1,2-benzisothiazolin-3-on (BBIT) oder eine Kombination davon. Das Fungizid wird vorzugsweise in eine Menge von 0,005 bis 0,1 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,007 bis 0,05 Gew.-% eingesetzt. The biocide used is preferably a fungicide, more preferably 3-iodo-2-propynyl-butylcarbamate (IPBC), 2-pyridinethiol-1-oxide-sodium salt (Na-PN), 2-octyl-2H-isothiazol-3-one (O-IT), 2-phenylphenol (oPP) and N-butyl-1,2-benzisothiazolin-3-one (BBIT) or a combination thereof. The fungicide is preferably used in an amount of 0.005 to 0.1 wt .-%, particularly preferably 0.007 to 0.05 wt .-%.

Das erfindungsgemäße Trennmittel weist damit vorzugsweise die folgende Zusammensetzung auf:

(a) 0,25 bis 3 Gew.-% Polysiloxan(e),
(b) 0,5 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 0,75 bis 6 Gew.-% Dispergiermittel,
(c) 84,4 bis 98,9 Gew.-% Wasser,
(d) 0,2 bis 1 Gew.-% Alkanolamin(e),
(e) 0,05 bis 0,5 Gew.-% Glykol(e),
(f) 0,1 bis 1 Gew.-% Korrosionsschutzmittel, und
(g) 0,005 bis 0,1 Gew.-% Biozid.

The release agent according to the invention thus preferably has the following composition:

(a) 0.25 to 3% by weight of polysiloxane (e),
(b) 0.5 to 10% by weight, preferably 0.75 to 6% by weight of dispersant,
(c) 84.4 to 98.9% by weight of water,
(d) 0.2 to 1% by weight of alkanolamine (e),
(e) 0.05 to 0.5% by weight glycol (s),
(f) 0.1 to 1% by weight corrosion inhibitor, and
(g) 0.005 to 0.1% by weight of biocide.

Die obigen Angaben beziehen sich auf das gebrauchsfertige Trennmittel. Dieses kann in gebrauchsfertiger Form (einkomponentig) bereitgestellt werden. Das Trennmittel kann aber auch in Form eines Konzentrats vorliegen, dass durch die Zugabe von Wasser so verdünnt wird, dass eine gebrauchsfertige Mischung mit die obigen Konzentrationen erhalten wird. Da es in dem Konzentrat bei der Lagerung in einem gewissen Umfang zu einer Phasentrennung kommt, muss dieses vor der Anwendung homogenisiert werden. Das gebrauchsfertige Trennmittel ist nach dem Mischen für einen Zeitraum von mindestens ein bis zwei Tagen stabil, was für die praktische Anwendung ausreichend ist. The above information refers to the ready-to-use release agent. This can be provided in ready to use form (one-component). However, the release agent may also be in the form of a concentrate which is diluted by the addition of water to give a ready-to-use mixture having the above concentrations. Since phase separation occurs to some extent during storage in the concentrate, it must be homogenized before use. The ready-to-use release agent is stable after mixing for a period of at least one to two days, which is sufficient for practical use.

Vorzugsweise wird das Trennmittel in Form von zwei Komponenten eingesetzt. Diese Komponenten können ebenfalls als Konzentrate vorliegen, die nach dem Mischen mit Wasser auf gewünschte Konzentration verdünnt werden. Die Zusammensetzungen der Komponenten können aber auch so bemessen sein, dass nach dem Mischen direkt eine gebrauchsfertige Lösung erhalten wird. Preferably, the release agent is used in the form of two components. These components may also be present as concentrates which, after mixing with water, are diluted to the desired concentration. However, the compositions of the components may also be such that a ready-to-use solution is obtained directly after mixing.

Die erste Komponente enthält das oder die Polysiloxane zusammen mit einem geeigneten, vorzugsweise flüssigen Träger. Als Träger kommen insbesondere die oben genannten Dispergiermittel in Betracht. Bevorzugte Träger sind demnach Polypropylenglykole, insbesondere Polypropylenglykol mit einem Molekulargewicht von 800 bis 4.000 g/mol, besonders bevorzugt 900 bis 2.000 g/mol und ganz besonders bevorzugt 1.000 bis 1.600 g/mol. Herstellungsbedingt handelt es sich meist um Gemische mit durchschnittlicher Molmasse. Vorzugsweise wird als erste Komponente eine Mischung eingesetzt, die 10 bis 50 Gew.-%, besonders bevorzugt 15 bis 40 Gew.-% und ganz besonders bevorzugt 20 bis 30 Gew.-% Polysiloxan enthält. Der Rest besteht aus dem Träger. Eine erfindungsgemäß bevorzugte Mischung enthält 25 Gew.-% D8 und 75 Gew.-% Polypropylenglykol mit einer durchschnittlichen Molmasse von 1.200 g/mol. The first component contains the polysiloxane (s) together with a suitable, preferably liquid carrier. Suitable carriers are, in particular, the abovementioned dispersants. Accordingly, preferred carriers are polypropylene glycols, in particular polypropylene glycol having a molecular weight of 800 to 4,000 g / mol, particularly preferably 900 to 2,000 g / mol and very particularly preferably 1,000 to 1,600 g / mol. For manufacturing reasons, these are usually mixtures with an average molecular weight. The first component used is preferably a mixture which contains 10 to 50% by weight, particularly preferably 15 to 40% by weight and very particularly preferably 20 to 30% by weight, of polysiloxane. The rest consists of the carrier. A mixture preferred according to the invention contains 25% by weight of D8 and 75% by weight of polypropylene glycol having an average molar mass of 1,200 g / mol.

Als Träger eignen sich außerdem wasserunlösliche organische Verbindungen. Unter dem Begriff „wasserunlöslich“ wird im Sinne der vorliegenden Erfindung eine Löslichkeit in Wasser bei 25°C und einem Druck von 101,325 kPa von maximal 3 Gew.-% verstanden. Vorzugsweise handelt es sich bei den wasserunlöslichen organischen Verbindungen um solche mit einem Siedepunkt größer als 100°C bei dem Druck der umgebenden Atmosphäre, also bei 900 bis 1100 hPa, insbesondere um solche, ausgewählt aus Mineralölen, nativen Ölen, Isoparaffinen, Polyisobutylenen, Rückständen aus der Oxoalkoholsynthese, Estern niedermolekularer synthetischer Carbonsäuren, Fettsäureestern, wie z. B. Octylstearat, Dodecylpalmitat, Fettalkoholen, Ethern niedermolekularer Alkohole, Phthalaten, Estern der Phosphorsäure und Wachsen. Suitable carriers are also water-insoluble organic compounds. For the purposes of the present invention, the term "water-insoluble" means a solubility in water at 25 ° C. and a pressure of 101.325 kPa of not more than 3% by weight. Preferably, the water-insoluble organic compounds are those having a boiling point greater than 100 ° C at the pressure of the surrounding atmosphere, ie at 900 to 1100 hPa, in particular those selected from mineral oils, isoparaffins, polyisobutylenes, residues Oxoalkoholsynthese, esters of low molecular weight synthetic carboxylic acids, fatty acid esters, such as. As octyl stearate, dodecyl palmitate, fatty alcohols, ethers of low molecular weight alcohols, phthalates, esters of phosphoric acid and waxes.

Die zweite Komponente enthält die übrigen Bestandteile des Trennmittels. Vorzugsweise weist die zweite Komponente in Form eines Konzentrats die folgende Zusammensetzung auf:

– 40 bis 74,9 Gew.-%, vorzugsweise 50 bis 65 Gew.-%, besonders bevorzugt 54 bis 59 Gew.-% Wasser,
– 15 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise 20 bis 35 Gew.-%, besonders bevorzugt 23 bis 28 Gew.-% Alkanolamin(e),
– 3 bis 11 Gew.-%, vorzugsweise 4 bis 10 Gew.-%, besonders bevorzugt 5 bis 9 Gew.-% Glykol(e),
– 5 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise 7 bis 14 Gew.-%, besonders bevorzugt 9 bis 12 Gew.-% Korrosionsschutzmittel, und
– 0,05 bis 1 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 0,6 Gew.-% Biozid.

The second component contains the remaining constituents of the release agent. Preferably, the second component in the form of a concentrate has the following composition:

From 40 to 74.9% by weight, preferably from 50 to 65% by weight, particularly preferably from 54 to 59% by weight of water,
From 15 to 40% by weight, preferably from 20 to 35% by weight, particularly preferably from 23 to 28% by weight, of alkanolamine (e),
From 3 to 11% by weight, preferably from 4 to 10% by weight, particularly preferably from 5 to 9% by weight, of glycol (s),
From 5 to 20% by weight, preferably from 7 to 14% by weight, more preferably from 9 to 12% by weight, of corrosion inhibitors, and
- 0.05 to 1 wt .-%, preferably 0.1 to 0.6 wt .-% biocide.

Zur Herstellung der gebrauchsfertigen Mischung werden 0,5 bis 30 Gew.-% der Komponente 1 und 0,5 bis 7 Gew.-% der Komponente 2 mit Wasser auf 100% aufgefüllt. To prepare the ready-mixed mixture 0.5 to 30 wt .-% of the component 1 and 0.5 to 7 wt .-% of the component 2 are made up to 100% with water.

Die erfindungsgemäßen Trennmittel können durch Spülen, Sprühen, Tauchen, Streichen etc. auf die zu verschweißenden Werkstücke aufgebracht werden. Sie haben den großen Vorteil, dass sie auch zum Waschen der Werkstücke zur Vorbereitung auf das Schweißen eingesetzt werden können, was eine wesentliche Vereinfachung darstellt, weil die Verfahrensschritte Waschen der Werkstücke, Spülen der Werkstücke zum Entfernen von Waschmittelresten, Aufbringen des Trennmittels und Entfernen des Trennmittels nach dem Schweißen zu einem Schritt zusammengefasst werden können. Die mit dem erfindungsgemäßen Trennmittel gereinigten Metalloberflächen können ohne weitere Vorbehandlung direkt mittel Schweißen verbunden werden. The release agents according to the invention can be applied to the workpieces to be welded by rinsing, spraying, dipping, brushing, etc. They have the great advantage that they can also be used for washing the workpieces in preparation for welding, which represents a significant simplification, because the steps washing the workpieces, rinsing the workpieces to remove detergent residues, applying the release agent and removing the release agent after welding can be combined into one step. The cleaned with the release agent of the invention metal surfaces can be connected directly by welding without further pretreatment.

Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen zeichnen sich durch gute Benetzungs- und Filmbildungseigenschaften und eine hohe Stabilität bei hohen Temperaturen aus und sind damit besonders als Trennmittel für das Elektronenstrahlschweißen geeignet. Sie eignen sich aber auch als Trennmittel für andere Fügeverfahren, wie Laserschweißen, Schutzgasschweißen und Lichtbogenschweißen. Die Mittel verhindern ein Anhaften von Schweißspritzern oder Schweißperlen an den Oberflächen von Metallwerkstücken, so dass diese nach dem Schweißvorgang beispielsweise durch Waschen leicht entfernt werden können. The compositions according to the invention are distinguished by good wetting and film-forming properties and high stability at high temperatures and are therefore particularly suitable as release agents for electron beam welding. But they are also suitable as a release agent for other joining methods, such as laser welding, inert gas welding and arc welding. The means prevent adhesion of welding spatters or welding beads on the surfaces of metal workpieces, so that they can be easily removed after the welding operation, for example by washing.

Ein weiterer Vorteil ist, dass das erfindungsgemäße Trennmittel in Form einer wässrigen Dispersion vorliegt. Auf diese Weise wird die Handhabbarkeit des Trennmittels wesentlich vereinfacht. So lassen sich beispielsweise durch Zugabe von Wasser, schnell und einfach verschiedenste Konzentrationen des Trennmittels herstellen. Another advantage is that the release agent according to the invention is in the form of an aqueous dispersion. In this way, the handling of the release agent is substantially simplified. For example, by adding water, various concentrations of the release agent can be prepared quickly and easily.

Das in dem Trennmittel enthaltene Polysiloxan verhindert wirksam eine Verschmutzung beim Fügeprozess, beispielsweise die Bildung von Schweißperlen während eines Schweißprozesses. Darüber hinaus verbrennt das Polysiloxan einfach beim Schweißen, so dass die zu schweißende Naht nicht erst wieder sehr aufwendig vor dem Schweißen gereinigt werden muss, um einen zuverlässigen Schweißprozess zu ermöglichen. The polysiloxane contained in the release agent effectively prevents contamination in the joining process, such as the formation of weld beads during a welding process. In addition, the polysiloxane simply burns during welding, so that the seam to be welded does not have to be cleaned very laboriously before welding again in order to enable a reliable welding process.

Gegenstand der Erfindung ist auch die Verwendung eines Polysiloxans, insbesondere eines Cyclosiloxans, oder der oben definierten Trennmittelzusammensetzung als Trennmittel beim Schweißen, insbesondere beim Laser- oder Elektronenstrahlschweißen, oder zur Beschichtung von Teilen vor einem Zusammenfügen der Teile mittels eines Fügeverfahrens, insbesondere von Getriebeteilen z.B. für Kraftfahrzeuggetriebe. Die Trennmittel eignen sich besonders für Eisen, Stahl und eisenhaltige Legierungen. Mit dem erfindungsgemäßen Trennmittel ganz oder teilweise beschichtete Werkstücke sind ebenfalls Gegenstand der Erfindung. The invention also provides the use of a polysiloxane, in particular a cyclosiloxane, or the above-defined release agent composition as a release agent during welding, in particular laser or electron beam welding, or for coating parts prior to assembly of the parts by means of a joining process, in particular of transmission parts, for example motor vehicle transmission. The release agents are particularly suitable for iron, steel and ferrous alloys. With the release agent of the invention completely or partially coated workpieces are also the subject of the invention.

Gegenstand er Erfindung ist weiterhin ein Verfahren zum Zusammenfügen, insbesondere zum stoffschlüssigen Verbinden von Teilen, durch die Schritte

(i) Aufbringen eines erfindungsgemäßen organischen Trennmittels zumindest auf die jeweiligen Bereiche der Teile, mit denen die beiden Teile zusammengefügt, insbesondere stoffschlüssig verbunden werden sollen, sowie
(ii) Zusammenfügen, vorzugsweise stoffschlüssiges Verbinden, der Teile.

The subject of the invention is furthermore a method for assembling, in particular for the cohesive joining of parts, by the steps

(i) applying an organic release agent according to the invention at least to the respective regions of the parts with which the two parts are joined together, in particular by material bonding, and
(ii) joining, preferably cohesively joining, the parts.

Vorteilhafterweise erfolgt das Zusammenfügen durch stoffschlüssiges Verbinden mittels Schweißen. Auf diese Weise ist eine Verbindung von Teilen aus Metall auf besonders einfache und zuverlässige Weise möglich. Bevorzugt erfolgt das Schweißen mittels einen Elektronenstrahls oder eines Laserstrahls. Einer der Vorteile von lasergeschweißten Teilen ist beispielsweise der im Vergleich zu anderen Schweißverfahren geringere, konzentrierte Energieeintrag in das Werkstück. Die Folge ist unter anderem ein geringerer thermisch bedingter Verzug. Ein weiterer Vorteil des Laserstrahlschweißens ist, dass die Umgebungsatmosphäre frei gewählt werden kann und die relativ große Arbeitsentfernung. Ein Vorteil beim Elektronenstrahlschweißen ist, dass beispielsweise hohe Schweißgeschwindigkeiten mit extremen Tiefen, schmalen und parallelen Nähten möglich sind. Durch die geringen Nahtbreiten und die hohe Parallelität kann der Verzug äußerst klein gehalten werden. Advantageously, the joining takes place by material connection by means of welding. In this way, a connection of parts made of metal in a particularly simple and reliable way possible. The welding preferably takes place by means of an electron beam or a laser beam. One of the advantages of laser-welded parts is, for example, the lower, concentrated energy input into the workpiece compared to other welding methods. The result is, inter alia, a lower thermally induced delay. Another advantage of laser beam welding is that the ambient atmosphere can be chosen freely and the relatively long working distance. An advantage of electron beam welding is that, for example, high welding speeds with extreme depths, narrow and parallel seams are possible. Due to the small seam widths and the high parallelism, the delay can be kept extremely small.

Vorzugsweise erfolgt das Zusammenfügen unter einer Schutzatmosphäre, insbesondere in Vakuum. Auf diese Weise kann der Schweißprozess zuverlässig durchgeführt werden und die Qualität der Schweißnaht wird erhöht. Darüber hinaus können beispielsweise unter Hochvakuum auch Metalle mit Keramik kaltpressverschweißt werden, so dass die Flexibilität des Schweißprozesses hinsichtlich verschiedener Materialien, die miteinander verschweißt werden können, erhöht wird. Preferably, the assembly takes place under a protective atmosphere, in particular in a vacuum. In this way, the welding process can be carried out reliably and the quality of the weld is increased. Moreover, for example, under high vacuum, metals can also be cold-pressure welded to ceramic so that the flexibility of the welding process is increased with respect to different materials which can be welded together.

Nach dem Zusammenfügen kann eine optionale Reinigung (iii) der miteinander verbundenen Teile erfolgen. Dies ermöglicht beispielsweise die Entfernung des Trennmittels, falls dieses für den Einsatzzweck der zusammengefügten Teile später nachteilig sein sollte. Sind die Teile beispielsweise Getriebeteile, welche in einem Kraftfahrzeug eingesetzt werden, ist eine (Nach-)reinigung nicht notwendig, da das erfindungsgemäße Trennmittel hier keine nachteiligen Effekte hat. After assembly, optional cleaning may be carried out (iii) of the interconnected parts. This allows, for example, the removal of the release agent, if this should be detrimental to the intended use of the assembled parts later. Are the parts, for example, transmission parts, which are used in a motor vehicle, a (re) cleaning is not necessary because the release agent according to the invention has no adverse effects here.

Das erfindungsgemäße Trennmittel kann vorteilhaft durch Aufsprühen aufgebracht werden. Damit ist eine besonders resourcenschonende und gleichzeitig zuverlässige Auftragung des Trennmittels möglich. Um eine bessere Haftung des Trennmittels zu erzielen, kann ein Trocknungsprozess anschließend durchgeführt werden. Die nach dem Trocknen erhaltenen Trennmittelfilme zeichnen sich durch einen niedrigen Verdampfungsverlust aus, was z.B. für das Schweißen unter Vakuum vorteilhaft ist. The release agent according to the invention can advantageously be applied by spraying. For a particularly resource-saving and reliable application of the release agent is possible. In order to achieve better adhesion of the release agent, a drying process can then be carried out. The release films obtained after drying are characterized by a low evaporation loss, e.g. is advantageous for welding under vacuum.

Das erfindungsgemäße Trennmittel kann ohne Nachteile auch mittels Eintauchen der Teile in das Trennmittel auf die jeweiligen Bereiche der Teile aufgebracht werden. Werden die entsprechenden Bereiche in das organische Trennmittel eingetaucht, so können auch kompliziertere Bereiche, beispielsweise die Innenwand eines Planetenträgers, Hinterschneidungen oder ähnliches zuverlässig mit dem Trennmittel beaufschlagt werden. Wie auch beim Aufsprühen kann anschließend ein Trocknungsprozess durchgeführt werden, so dass das organische Trennmittel zuverlässig auf den jeweiligen Bereichen haftet. The release agent of the invention can be applied to the respective areas of the parts without detriment by dipping the parts in the release agent. If the corresponding areas are immersed in the organic release agent, even more complicated areas, for example the inner wall of a planetary carrier, undercuts or the like can be reliably loaded with the release agent. As in the case of spraying, a drying process can then be carried out so that the organic release agent reliably adheres to the respective areas.

Das Trennmittel wird vorzugsweise in einer Menge von 200 bis 1.500 mg/m², besonders bevorzugt von 350 bis 1.000 mg/m² auf die zu behandelnden Werkstücke bzw. die zu behandelnden Bereich der Werkstücke aufgebracht. Diese Mengenangaben beziehen sich auf den nach dem Trocknen verbleibenden Rückstand, d.h. auf eine verbleibende Trennmittelschicht. Damit wird eine ausreichende Schichtdicke für das Trennmittel erreicht, die ein Anhaften von Schweißperlen verhindert, und eine wirtschaftliche Verwendung des Trennmittels sichergestellt, weil relativ wenig Trennmittel benötigt wird. Ebenso wirkt sich das aufgebrachte erfindungsgemäße Trennmittel nicht negativ auf spätere Anwendungen der Teile, beispielsweise in einem Kraftfahrzeuggetriebe aus, so dass Trennmittelrückstände nicht entfernt werden müssen. The release agent is preferably applied in an amount of from 200 to 1500 mg / m ² , more preferably from 350 to 1000 mg / m ^2, to the workpieces to be treated or to the area of the workpieces to be treated. These amounts refer to the residue remaining after drying, ie to a remaining release agent layer. Thus, a sufficient layer thickness for the release agent is achieved, which prevents adhesion of welding beads, and ensures economic use of the release agent, because relatively little release agent is needed. Likewise, the applied release agent according to the invention does not adversely affect subsequent applications of the parts, for example in a motor vehicle transmission, so that release agent residues do not have to be removed.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, d.h. eine Vorrichtung zum Zusammenfügen, insbesondere zum stoffschlüssigen Verbinden von Teilen. Another object of the invention is an apparatus for carrying out the method according to the invention, i. a device for joining, in particular for materially connecting parts.

Die Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass Aufbringungsmittel angeordnet sind, die ausgebildet sind, um ein erfindungsgemäßes Trennmittel zumindest auf die jeweiligen Bereiche der Teile aufzubringen, mit denen die beiden Teile zusammengefügt, insbesondere stoffschlüssig verbunden werden sollen, sowie Fügemittel, die ausgebildet sind zum Zusammenfügen, vorzugsweise stoffschlüssiges Verbinden, der Teile. The device is characterized in that application means are arranged, which are formed to apply an inventive release agent at least on the respective areas of the parts with which the two parts are joined together, in particular to be materially connected, and joining means which are designed for joining, preferably cohesive bonding, the parts.

Zweckmäßigerweise sind bei einer Vorrichtung zum Zusammenfügen zusätzlich Evakuierungsmittel und/oder Schweißmittel angeordnet. Sind beispielsweise Evakuierungsmittel und Schweißmittel angeordnet, können die beiden Teile in den entsprechenden Bereichen mittels Vakuumschweißen, beispielsweise Elektronenstrahlschweißen oder Laserstrahlschweißen zuverlässig verbunden werden. Expediently, in an assembly device, evacuation means and / or welding means are additionally arranged. If, for example, evacuation means and welding means are arranged, the two parts can be reliably connected in the corresponding areas by means of vacuum welding, for example electron beam welding or laser beam welding.

Vorteilhafterweise sind Reinigungsmittel angeordnet. Die Reinigungsmittel ermöglichen eine Nachreinigung der zusammengefügten Teile, falls dies notwendig sein sollte. Advantageously, cleaning agents are arranged. The cleaning agents allow post-cleaning of the assembled parts, if necessary.

Vorteilhafterweise sind die Aufbringungsmittel so ausgebildet, dass das erfindungsgemäße Trennmittel in Form einer dünnen Schicht aufgebracht wird, vorzugsweise in einer Menge von 200 bis 1.500 mg/m², besonders bevorzugt in einer Menge von 350 bis 1.500 mg/m². Advantageously, the application means are designed so that the release agent of the invention is applied in the form of a thin layer, preferably in an amount of 200 to 1500 mg / m ² , more preferably in an amount of 350 to 1500 mg / m ² .

Einer der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erzielten Vorteile ist, dass durch das Aufbringen eines erfindungsgemäßen Trennmittels vor dem Zusammenfügen, Verschmutzungen insbesondere die Bildung bzw. das Anhaften von Schweißperlen auf der Oberfläche der Teile, die zusammengefügt werden sollen, wirksam verhindert werden. Ein weiterer Vorteil, ist dass ein aufwendiger Nachreinigungsprozess, beispielsweise zur Entfernung der Schweißperlen entfallen kann. Darüber hinaus ist ein Vorteil, dass auch kein Nachreinigungsprozess für das Trennmittel durchgeführt werden muss. Beim Schweißprozess beispielsweise verdampft das erfindungsgemäße Trennmittel in den Bereichen, in dem die Teile durch den Schweißstrahl zusammengefügt werden. An den Stellen, die nicht vom Schweißstrahl beaufschlagt werden, verbleibt das Trennmittel auf der Oberfläche der Teile, es hat aber keinerlei nachteilige Auswirkungen auf den späteren Betrieb, insbesondere bei Verwendung der Teile in einem Fahrzeuggetriebe. Da das erfindungsgemäße Trennmittel äußerst temperaturbeständig ist, verbrennt dieses zum einen lediglich teilweise beim Schweißen und zum anderen lediglich in einem äußerst kleinen Umkreis der Schweißnaht. Dadurch wird ein Anhaften von Schweißperlen schon in allernächster Umgebung der Schweißnaht wirksam verhindert. One of the advantages achieved with the method according to the invention and with the device according to the invention is that the application of a release agent according to the invention prior to assembly, soiling, in particular effectively prevents the formation or adhesion of welding beads on the surface of the parts to be joined together , Another advantage is that a complex post-cleaning process, for example, to remove the weld beads can be omitted. In addition, it is an advantage that no re-cleaning process for the release agent must be performed. In the welding process, for example, the release agent according to the invention evaporates in the areas in which the parts are joined together by the welding beam. At the points that are not acted upon by the welding beam, the release agent remains on the surface of the parts, but it has no adverse effect on the subsequent operation, especially when using the parts in a vehicle transmission. Since the release agent according to the invention is extremely temperature-resistant, this burns only partially during welding and secondly only in an extremely small radius of the weld. As a result, adherence of welding beads is effectively prevented even in the immediate vicinity of the weld.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Trennmittel ist, dass diese beim Zusammenfügen unter Vakuum zu keiner Verschmutzung des Vakuumsystems führen. Darüber hinaus ist ein Vorteil, dass eine Verkürzung der Fertigungszeit beim Zusammenfügen erreicht werden kann. Investitionen für Reinigungsanlagen der Teile nach dem Zusammenfügen werden vermieden und gleichzeitig kann die Qualität der zusammengefügten Teile gesteigert werden. Another advantage of the release agent according to the invention is that they do not lead to contamination of the vacuum system when assembled under vacuum. In addition, it is an advantage that a shortening of the manufacturing time during assembly can be achieved. Investments in cleaning the parts after assembly are avoided, and at the same time, the quality of the assembled parts can be increased.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Zeichnungen und aus dazugehöriger Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen. Other important features and advantages of the invention will become apparent from the drawings and the accompanying description of the figures with reference to the drawings.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Die Erfindung wurde primär in Bezug auf Kraftfahrzeuggetriebe und Planetenträger für Planetengetriebe erläutert, ist jedoch auf beliebe metallische Werkstücke anwendbar. It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention. The invention has been explained primarily with respect to motor vehicle transmissions and planet carriers for planetary gear, but is applicable to any metallic workpieces.

Bevorzugte Ausführungen und Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile oder Elemente beziehen. Preferred embodiments and embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be described in more detail in the following description, wherein like reference numerals refer to the same or similar or functionally identical components or elements.

Dabei zeigen jeweils in schematischer Form In each case show in a schematic form

1 ein auf ein Teil aufgebrachtes erfindungsgemäßes Trennmittel gemäß einem Verfahren in einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 1 a part-applied release agent of the invention according to a method in a first embodiment of the present invention;

2 eine Vorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und 2 a device according to a second embodiment of the present invention and

3 ein Verfahren gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 3 a method according to a third embodiment of the present invention.

1 zeigt ein auf ein Teil aufgebrachtes erfindungsgemäßes Trennmittel gemäß einem Verfahren in einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 1 shows a partially applied inventive release agent according to a method in a first embodiment of the present invention.

In 1 ist ein Teil 2 in Form eines L gezeigt. Auf der Innenkante des L-förmigen Teils 2 ist eine Schicht 1 in Form eines erfindungsgemäßen Trennmittels aufgebracht. Weiterhin ist auf der Schicht 1 eine Schweißperle 3 zu sehen, die nun auf dem Trennmittel 1 haftet, nicht jedoch auf dem Teil 2. Die Schweißperle lässt sich somit in besonders einfacher Weise entfernen bzw. fällt einfach ab, da das erfindungsgemäße Trennmittel 1 bzw. die Schicht 1 verhindert, dass die Schweißperle eine feste Verbindung mit dem Teil 2 eingeht. In 1 is a part 2 shown in the form of an L. On the inside edge of the L-shaped part 2 is a layer 1 applied in the form of a release agent according to the invention. Furthermore, on the layer 1 a bead of sweat 3 to see who is now on the release agent 1 liable, but not on the part 2 , The weld bead can thus be removed in a particularly simple manner or simply falls off, since the release agent according to the invention 1 or the layer 1 prevents the bead of sweat from bonding to the part 2 received.

2 zeigt eine Vorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 2 shows a device according to a second embodiment of the present invention.

In 2 ist eine Vakuumschweißvorrichtung gezeigt. Eine Vakuumkammer 10, in der sich ein zu schweißendes Teil 2 befindet, ist über eine Verbindung 9 mit einer Vakuumpumpe 4 verbunden. Zwischen Vakuumpumpe 4 und Vakuumkammer 10 ist ein optionaler Katalysator 6 angeordnet, der verhindert, dass das Trennmittel in der Dampfphase 1a die Vakuumpumpe 4 verschmutzt. Alternativ oder zusätzlich zum Katalysator 6 kann auch ein Ventil 5 angeordnet sein, und parallel hierzu geschaltet eine Kühlfalle 7. Mittels der Kühlfalle 7 können die Dämpfe 1a des Trennmittels kondensiert werden, so dass ein Verschmutzen der Vakuumpumpe 4 mit den Dämpfen 1a des organischen Trennmittels verhindert wird. In 2 a vacuum welding device is shown. A vacuum chamber 10 in which there is a part to be welded 2 is, is over a connection 9 with a vacuum pump 4 connected. Between vacuum pump 4 and vacuum chamber 10 is an optional catalyst 6 arranged, which prevents the release agent in the vapor phase 1a the vacuum pump 4 dirty. Alternatively or in addition to the catalyst 6 can also be a valve 5 be arranged, and parallel thereto connected a cold trap 7 , By means of the cold trap 7 can the vapors 1a of the release agent are condensed, so that fouling of the vacuum pump 4 with the fumes 1a of the organic release agent is prevented.

Die Dämpfe 1a des Trennmittels entstehen beispielsweise beim Verbrennen des Trennmittels, wenn der Schweißpunkt 8 beim Schweißen des Teils 2 das Trennmittel verbrennt. The vapors 1a the release agent arise, for example, when burning the release agent when the weld point 8th when welding the part 2 the release agent burns.

3 zeigt ein Verfahren gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 3 shows a method according to a third embodiment of the present invention.

In 3 sind Schritte zum Zusammenfügen von Teilen in einem Ablaufdiagramm gezeigt. In 3 For example, steps to merge parts are shown in a flowchart.

In einem optionalen ersten Schritt S1 werden die Teile für den Schweißprozess vorbereitet, beispielsweise gereinigt. In an optional first step S1, the parts are prepared for the welding process, for example, cleaned.

In einem zweiten Schritt S2 wird ein erfindungsgemäßes Trennmittel aufgebracht, z.B. indem die Teile in das Trennmittel getaucht werden. In a second step S2, an inventive release agent is applied, e.g. by dipping the parts in the release agent.

In einem dritten Schritt S3 werden die Teile aus dem Trennmittel herausgenommen und getrocknet (optional), so dass eine Trennmittelschicht auf den Teilen verbleibt. In a third step S3, the parts are taken out of the parting agent and dried (optional) so that a parting agent layer remains on the parts.

In einem vierten Schritt S4 werden die Teile dann in eine Vakuumschweißeinlage eingebracht. In a fourth step S4, the parts are then introduced into a vacuum welding insert.

In einem fünften Schritt S5 wird die Schweißanlage, beispielsweise mittels einer Vakuumpumpe evakuiert. In a fifth step S5, the welding system is evacuated, for example by means of a vacuum pump.

In einem sechsten Schritt S6 werden die Teile miteinander verschweißt, beispielsweise mittels Laserstrahl oder mittels eines Elektronenstrahls. In a sixth step S6, the parts are welded together, for example by means of a laser beam or by means of an electron beam.

In einem siebten Schritt, werden die Teile aus der Vakuumschweißeinlage wieder entnommen. In a seventh step, the parts are removed from the vacuum welding insert again.

Zusätzlich kann nun noch ein einfacher Reinigungsvorgang an den geschweißten Teilen durchgeführt werden. In addition, a simple cleaning process can now be carried out on the welded parts.

Zusammenfassend weist die Erfindung den Vorteil auf, dass insbesondere die Bildung bzw. das Anhaften von Verschmutzungen, während und nach dem Fügeprozess, beispielsweise Schweißperlen auf den miteinander verschweißten Teilen, vermieden wird. Ein weiterer Vorteil ist, dass ein aufwendiger mechanischer Reinigungsprozess nach dem Zusammenfügen zur Entfernung der Verschmutzungen entfällt. Darüber hinaus ist es ein Vorteil, dass eine gute Qualität der zusammengefügten Teile mittels des Fügeprozesses erreicht wird. In summary, the invention has the advantage that in particular the formation or the adhesion of dirt, during and after the joining process, for example, welding beads on the parts welded together, is avoided. Another advantage is that a complex mechanical cleaning process after assembly to remove the contamination is eliminated. Moreover, it is an advantage that a good quality of the joined parts is achieved by means of the joining process.

Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie nicht darauf beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar. Although the present invention has been described above with reference to preferred embodiments, it is not limited thereto, but modifiable in many ways.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1: Organisches Trennmittel Organic release agent
1a 1a: Organisches Trennmittel in Dampfphase Organic release agent in vapor phase
2 2: Teil part
3 3: Schweißperlen beads of sweat
4 4: Vakuumpumpe vacuum pump
5 5: Ventil Valve
6 6: Katalysator catalyst
7 7: Kühlfalle cold trap
8 8th: Schweißpunkt WeldingSpot
9 9: Verbindung connection
10 10: Vakuumkammer vacuum chamber

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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WO 2008/110205 A1 [0019]
US 4853474 [0019]
US 5136068 [0019]
EP 0663225 A1 [0019]

Claims

Release agent, characterized in that it contains (a) 0.25 to 3 wt .-% of at least one polysiloxane and (b) 0.5 to 10 wt .-% dispersant and (c) water.

Release agent according to claim 1, which contains as component (a) a cyclosiloxane.

Release agent according to claim 1 or 2, which contains as dispersant a polyalkylene glycol, preferably a polypropylene glycol, more preferably a polypropylene glycol having a molecular weight of 800 to 4,000 g / mol.

Release agent according to one of the preceding claims, which additionally contains an alkanolamine, preferably an alkanolamine of the general formula 1,

in which R ^{1 is} H, alkyl or hydroxyalkyl, preferably H, C _1-4 -alkyl or - (CH ₂ ) _k -OH, with k = 1-4, preferably 1-2 and especially 2, most preferably methyl or hydroxyethyl; R ^{2 is} alkyl or hydroxyalkyl, preferably H, C _1-4 alkyl or - (CH ₂ ) _m -OH, with m = 1-4, preferably 1-2, and most preferably 2, most preferably methyl or hydroxyethyl; R ^{3 is} hydroxyalkyl, preferably a linear or branched C _1-4 -alkyl radical which is substituted by a hydroxyl group, or - (CH ₂ CH ₂ O) _p -H where p = 1-3, preferably 1-2 and in particular 2 ,

Release agent according to claim 4, which contains 0.2 to 1 wt .-% and preferably 0.4 to 0.7 wt .-% alkanolamine.

Release agent according to one of claims 1 to 5, which additionally contains a glycol and / or a glycol ether, preferably a glycol and / or a glycol ether of the general formula R ⁴ - [O-CH ₂ -CH ₂ ] _q -OH, in which R ^{4 is} H or a C _1-4 alkyl radical and q = 1-3, a dipropylene glycol, 2,2'-oxydi-1-propanol, and / or hexylene glycol (2-methyl-2,4-pentanediol).

Release agent according to claim 6, which is a glycol or the 2- (2-butoxyethoxy) ethanol, 2,2'-oxydiethanol, 2- [2- (2-butoxyethoxy) ethoxy] ethanol, 1,2-ethanediol, 2- [2 - (2-methoxyethoxy) ethoxy] ethanol, 2-butoxyethanol, 2,2'-oxydi-1-propanol, 2-methyl-2,4-pentanediol, polyoxyethylene-polyoxypropylene-glycerol ether, diethylene glycol or a combination thereof.

Release agent according to claim 6 or 7, which contains 0.05 to 0.5 wt .-% and particularly preferably 0.06 to 0.3 wt .-% glycol and / or glycol ether.

Release agent according to one of claims 1 to 8, which additionally contains a corrosion inhibitor and / or a biocide.

Release agent according to claim 9, which (a) 0.25 to 3% by weight of polysiloxane (e), (b) 0.5 to 10% by weight, preferably 0.75 to 6% by weight of dispersant, (c) 84.4 to 98.9% by weight of water, (d) 0.2 to 1% by weight of alkanolamine (e), (e) 0.05 to 0.5% by weight glycol (s), (f) 0.1 to 1% by weight corrosion inhibitor, and (g) contains 0.005 to 0.1% by weight of biocide.

A concentrate for producing a release agent according to any one of claims 1 to 10, which contains a first and a second component, wherein the first component is a crosslinked polysiloxane and a carrier and the second component From 40 to 74.9% by weight, preferably from 50 to 65% by weight, particularly preferably from 54 to 59% by weight of water, From 15 to 40% by weight, preferably from 20 to 35% by weight, particularly preferably from 23 to 28% by weight, of alkanolamine (e), From 3 to 11% by weight, preferably from 4 to 10% by weight, particularly preferably from 5 to 9% by weight, of glycol (s), From 5 to 20% by weight, preferably from 7 to 14% by weight, more preferably from 9 to 12% by weight, of corrosion inhibitors, and Contains from 0.05 to 1 wt .-%, preferably 0.1 to 0.6 wt .-% biocide.

Use of a crosslinked polysiloxane as a release agent in welding, laser welding or electron beam welding, or for coating parts before joining the parts by means of a joining process.

Method for joining, in particular for materially joining, parts ( 2 ), characterized by the steps: (i) applying a release agent ( 1 ) according to one of claims 1 to 10 at least to the respective areas of the parts ( 2 ), with which the parts ( 2 ), in particular to be materially connected, and (ii) joining ( 8th ), preferably cohesive bonding, the parts.

A method according to claim 13, characterized in that the joining, preferably the cohesive bonding, by means of Welding ( 8th ), preferably under a protective atmosphere ( 10 ), in particular in a vacuum.

Device for joining, in particular for materially joining, parts ( 2 ), preferably for carrying out a method according to one of claims 12 to 13, characterized in that - application means are arranged, which are designed to provide a separating means ( 1 ) according to one of claims 1 to 10 at least to the respective areas of the parts ( 2 ), with which the parts ( 2 ) are joined, in particular materially connected, to be, as well as - Joining agent ( 8th ), which are designed for joining, preferably cohesive bonding, the parts.