DE102019121590A1 - Verbundteil und Verfahren zum Herstellen eines Verbundteils - Google Patents

Verbundteil und Verfahren zum Herstellen eines Verbundteils Download PDF

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Abstract

Vorgeschlagen wird ein Verfahren zum Herstellen eines Verbundteils (1) aus wenigstens einem ersten Metallteil (2) aus einem ersten Metall und einem zweiten Metallteil (3) aus einem zweiten Metall, welches erste Metall und welches zweite Metall unterschiedliche elektrochemische Potentiale aufweisen, bei dem a) das erste Metallteil (2) und das zweite Metallteil (3) an einer Verbindungsstelle (4) stoffschlüssig zu einem Verbundteil (1) miteinander verbunden werden; b) das Verbundteil (1) zumindest im Bereich der Verbindungsstelle (4) einem Zinkthermodiffusionsverfahren unterzogen wird. Weiterhin vorgeschlagen wird ein entsprechend hergestelltes Verbundteil (1). Das Verbundteil (1) kann mit wenigstens einem weiteren Metallteil (6, 7) verbunden werden/sein, welches weitere Metallteil (6, 7) stoffschlüssig an das erste Metallteil (2) oder an das zweite Metallteil (3) angebunden sein/werden kann, vorzugsweise angeschweißt, wobei vorzugsweise ein Werkstoff des weiteren Metallteils (6, 7) entsprechend dem Metall des jeweiligen ersten oder zweiten Metallteils (2, 3) gewählt ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft gemäß Anspruch 1 ein Verfahren zum Herstellen eines Verbundteils aus wenigstens einem ersten Metallteil aus einem ersten Metall und einem zweiten Metallteil aus einem zweiten Metall, welches erste Metall und welches zweite Metall unterschiedliche elektrochemische Potentiale aufweisen.
  • Außerdem betrifft die Erfindung gemäß Anspruch 7 ein Verbundteil aus wenigstens einem ersten Metallteil aus einem ersten Metall und einem zweiten Metallteil aus einem zweiten Metall, welches erste Metall und welches zweite Metall unterschiedliche elektrochemische Potentiale aufweisen.
  • Die Verbindung insbesondere von zwei Leitungselementen aus Metall (als spezielle Ausgestaltung der genannten Metallteile) wird nach Möglichkeit stoffschlüssig mittels Schweißen oder Löten hergestellt, sofern die zu verbindenden Metallteile bzw. die betreffenden Werkstoffe dies zulassen. Handelt es sich um konventionell nicht schweißbare Verbindungen (z.B. Aluminium einerseits und nichtrostender Stahl bzw. Edelstahl andererseits), kommen alternativ kraft- und/oder formschlüssige Verbindungen zum Einsatz. Unter Umständen kann auch auf Sonderschweißverfahren, wie Rotationsreibschweißen oder dgl., zurückgegriffen werden, um eine Verbindung zu erzeugen.
  • Im Zusammenhang mit einem stark korrosionsförderndem Milieu muss regelmäßig noch ein Korrosionsschutz für die Verbindung bzw. das hergestellte Verbundteil vorhanden sein, da die genannten Werkstoffe ansonsten starkem Korrosionsangriff unterworfen sind. Hierbei handelt es sich vor allem um elektrochemische Korrosion bzw. Kontaktkorrosion, die auftritt, wenn verschiedene Metalle mit unterschiedlichen elektrochemischen Potentialen in Kontakt stehen.
  • Dies betrifft speziell - jedoch nicht ausschließlich - die in der Praxis insbesondere für Kälte- oder Klimaanwendungen relevante Verbindung von einem Rohr aus nichtrostendem Stahl und einem Rohr aus Aluminium. Diese Metalle sind untereinander nicht konventionell schweißbar. Vorbekannt ist deshalb eine Verbindung mittels Schraub-, Steck- oder Klemmverbinder und eine Verbindung mittels Reibschweißen, wobei hier ein zusätzlicher, arbeits- und kostenaufwändiger Korrosionsschutz notwendig ist, sofern ein Korrosionsmedium vorhanden ist. Dies kann ein Trennen der Werkstoffe im Kontaktbereich (z.B. durch das Einlegen einer Kunststoffdichtung) und das Aufbringen einer Schutzschicht (z.B. Lack, Verzinkung...) beinhalten.
  • Nachteilig hierbei ist, dass form- bzw. kraftschlüssige Verbindungen im allgemeinen erheblich mehr Bauraum benötigen und deutlich teurer sind als stoffschlüssige Verbindungen, weil sie mehrere Einzelteile umfassen und weil eine passgenaue Fertigung notwendig ist. Zudem ist der Montageaufwand größer. Die genannte trennende Schicht im Kontaktbereich ist zudem nachteiliger Weise regelmäßig nicht temperaturbeständig. Speziell die angesprochene Reibschweißverbindung ist extrem korrosionsgefährdet. Ein integral aufgebrachter Korrosionsschutz durch Lackieren oder Zinkbeschichtung ist zwar kostengünstig, beeinträchtigt aber die Schweißbarkeit des so hergestellten Bauteils in den Verbindungsbereichen an seinen freien Ende. Ein nur partiell aufgebrachter Korrosionsschutz (durch teilweises Abdecken etc.) ermöglicht zwar prinzipiell die Schweißbarkeit in den genannten Verbindungsbereichen, ist aber nur sehr aufwändig und entsprechend teuer herstellbar.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine stoffschlüssige Verbindung bzw. ein Verfahren zum Herstellen eines Verbundteils aus wenigstens einem ersten Metallteil aus einem ersten Metall und einem zweiten Metallteil aus einem zweiten Metall, welches erste Metall und welches zweite Metall unterschiedliche elektrochemische Potentiale aufweisen, anzugeben, das geeignet ist für den Einsatz des Verbundteils in einem korrosionsfördernden Milieu und das sich außerdem für die wirtschaftliche Umsetzung großer Stückzahlen eignet, speziell für die Verbindung von einem ersten Leitungselement aus Aluminium mit einem zweiten Leitungselement aus nichtrostendem Stahl.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch ein Verbundteil mit den Merkmalen des Anspruch 7. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen definiert.
  • Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen eines Verbundteils aus wenigstens einem ersten Metallteil aus einem ersten Metall und einem zweiten Metallteil aus einem zweiten Metall, welches erste Metall und welches zweite Metall unterschiedliche elektrochemische Potentiale aufweisen, ist vorgesehen, dass a) das erste Metallteil und das zweite Metallteil an einer Verbindungsstelle stoffschlüssig zu einem Verbundteil miteinander verbunden werden; und b) das Verbundteil zumindest im Bereich der Verbindungsstelle einem Zinkthermodiffusionsverfahren unterzogen wird.
  • Bei einem erfindungsgemäßen Verbundteil aus wenigstens einem ersten Metallteil aus einem ersten Metall und einem zweiten Metallteil aus einem zweiten Metall, welches erste Metall und welches zweite Metall unterschiedliche elektrochemische Potentiale aufweisen, ist vorgesehen, dass a) das erste Metallteil und das zweite Metallteil an einer Verbindungsstelle stoffschlüssig zu dem Verbundteil miteinander verbunden sind; und b) das Verbundteil zumindest im Bereich der Verbindungsstelle einem Zinkthermodiffusionsverfahren unterzogen wurde.
  • Das Verfahren der Zinkthermodiffusion (ZTD) ist an sich bekannt, z.B. aus der DE 10 2004 035 049 C5 , und wurde von der Thermission AG (Schweiz) entwickelt. Durch eine optimierte Abstimmung von Temperatur, Zeit, Zinkpulver und Additiven lassen sich Werkstoffe bei einer tiefen Verfahrenstemperatur von z.B. 320 bis 390 Grad Celsius beschichten. Zink und speziell Eisen (bei der Behandlung von Stahl) diffundieren dabei miteinander. Die entstandene Zink-MetallVerbindung sorgt für einen tiefgreifenden Korrosionsschutz ohne großen Schichtauftrag, sodass die weitere Schweißbarkeit des Werkstücks grundsätzlich erhalten bleibt.
  • Die Erfindung betrifft insbesondere ein rohrförmiges Verbindungselement (Verbundteil aus Rohrelementen) zum weiteren, endständigen Anschluss jeweils eines Leitungselements aus Aluminium und eines Leitungselements aus nichtrostendem Stahl. Das Verbindungselement selbst kann im Wesentlichen aus einer Aluminiumseite und einer Seite aus nichtrostendem Stahl bestehen. Diese beiden Werkstoffhälften oder -Seiten sind bevorzugt durch Rotationsreibschweißen miteinander verbunden. Jede Seite weist vorzugsweise eine charakteristische Anschlussgeometrie auf, die es ermöglicht, das Bauteil (Verbindungselement) wiederum bevorzugt artgleich an einen Rohranschluss stoffschlüssig anzubinden - z.B. mittels WIG-Schweißen für die Aluminium-Seite und mittels LaserSchweißen für die Edelstahl-Seite.
  • Das Verbindungselement weist bevorzugt auf der kompletten Oberflache (auch innen) oder alternativ nur im Kontaktbereich der Werkstoffhälften, d.h. des ersten Metallteils und es zweiten Metallteils eine dünne Zinkschicht auf, die im ZTD-Verfahren erzeugt wurde. Die Zinkschicht ist demnach nicht aufgetragen, sondern in den Grundwerkstoff eindiffundiert. Sie befindet sich nur im äußersten Oberflächen-Bereich des Verbindungselements und schützt dieses zuverlässig vor Kontaktkorrosion, ohne insbesondere die Schweißbarkeit und damit die Verbindbarkeit mit anderen Leitungselementen negativ zu beeinflussen. Aufwändige Abdeckungen zum Freihalten von Schweißbereichen sind nicht erforderlich.
  • Somit ergibt sich ein kostengünstiger Korrosionsschutz für Verbundteile, weil das ZTD-Verfahren als ofen- bzw. trommelbasierter Prozess durchgeführt werden kann und die Schweißbarkeit nicht beeinträchtigt. Dies impliziert, dass zum Verbinden von (Leitungs-)Teilen keine schweren, teuren und Bauraum verbrauchenden Schraubverbindungen mehr notwendig sind.
  • Speziell ein flexibles Element (Schlauch) aus nichtrostendem Stahl kann auf diese Weise direkt mit Aluminium-Anschlüssen versehen und ausgeliefert werden. Da keine zusätzlichen Dichtungen notwendig sind, können hohe Anwendungstemperaturen bis zur Einsatztemperatur speziell von Aluminium erreicht werden. Durch die mögliche stoffschlüssige Verbindung ergibt sich außerdem eine hohe Dichtheit.
  • Ein besonders guter Korrosionsschutz ergibt sich, wenn im Schritt b) das gesamte Verbundteil dem Zinkthermodiffusionsverfahren unterzogen wird. Selbst die Innenseite von Rohrleitungselementen ist auf diese Weise vor Korrosion geschützt.
  • Bei einer entsprechenden Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann vorgesehen sein, dass das gesamte Verbundteil dem Zinkthermodiffusionsverfahren unterzogen wurde. Dies ergibt einen besonders guten Korrosionsschutz bei verringertem Verfahrensaufwand.
  • Weiterhin kann vorgesehen sein, dass nach Schritt b) an einem freien Ende des ersten Metallteils und/oder an einem freien Ende des zweiten Metallteils ein weiteres Metallteil stoffschlüssig angebunden wird, vorzugsweise angeschweißt, wobei vorzugsweise ein Werkstoff des weiteren Metallteils entsprechend dem Metall des jeweiligen Metallteils gewählt wird. Ein Verbundteil aus Aluminium und Edelstahl kann so beispielsweise gleich mit einem angeschlossenen Wellschlauch aus Edelstahl bzw. einem angeschlossenen Rohr aus Aluminium ausgeliefert werden, worauf bereits hingewiesen wurde. Es ist jedoch auch möglich, dass ein Kunde zumindest einen dieser Anschlüsse selbst vornimmt, was durch das ermöglichte artgleiche Anschweißen nicht schwerfällt.
  • Bei einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass zumindest die Verbindungsstelle beim Anbinden des weiteren Metallteils auf einer Temperatur kleiner oder gleich etwa 300 °C gehalten wird, damit das eindiffundierte Zink und entsprechend der Korrosionsschutz erhalten bleibt.
  • Bei einer anderen Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass als erstes Metall Aluminium und als zweites Metall Stahl, vorzugsweise Edelstahl, Tantal, Kupfer oder Titan verwendet wird oder bei dem als erstes Metall ein niedriglegierter Stahl und als zweites Metall ein hochlegierter Stahl, Tantal, Kupfer oder Titan verwendet wird oder bei dem als erstes Metall ein hochlegierter Stahl und als zweites Metall Tantal, Kupfer oder Titan verwendet wird. Allgemein eignet sich das Verfahren für alle Metallkombinationen mit einem (großen) Abstand im elektrochemischen Potential.
  • Bei einer entsprechenden Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann vorgesehen sein, dass das erste Metall Aluminium und das zweite Metall Stahl, vorzugsweise Edelstahl, Tantal, Kupfer oder Titan ist oder bei dem das erste Metall ein niedriglegierter Stahl, Tantal, Kupfer oder Titan und das zweite Metall ein hochlegierter Stahl oder Tantal ist oder bei dem das erste Metall ein hochlegierter Stahl und das zweite Metall Tantal, Kupfer oder Titan ist. Allgemein ist die Verwendung der Erfindung dann vorteilhaft, wenn zwei Metall mit (stark) unterschiedlichem elektrochemischem Potential zu verbinden sind.
  • Bei einer wieder anderen Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass das erste Metallteil und das zweite Metallteil miteinander verschweißt werden, vorzugsweise durch Reibschweißen, oder bei dem das erste Metallteil und das zweite Metallteil miteinander verlötet werden, vorzugsweise durch Induktionslöten. Hierdurch ist eine einfache Herstellung mit geringem Bauraumbedarf und möglicher hoher Dichtheit gewährleistet.
  • Bei einer entsprechenden Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann vorgesehen sein, dass das erste Metallteil und das zweite Metallteil miteinander verschweißt sind, vorzugsweise durch Reibschweißen, oder bei dem das erste Metallteil und das zweite Metallteil miteinander verlötet sind, vorzugsweise durch Induktionslöten. Hierdurch ist - wie bereits erwähnt wurde - eine einfache Herstellung mit geringem Bauraumbedarf und möglicher hoher Dichtheit gewährleistet.
  • Bei einer wieder anderen Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann vorgesehen sein, dass das erste Metallteil und das zweite Metallteil jeweils als Rohrleitungselement oder als Rohrhülse ausgebildet ist. Auf diese Weise ergibt sich ein gut vor Korrosion geschütztes Verbindungsteil für Rohrleitungselemente.
  • Bei einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann vorgesehen sein, dass das erste Metallteil und das zweite Metallteil jeweils wenigstens eine Anschlussgeometrie zum Anbinden wenigstens eines weiteren Metallteils aufweisen. Derartige Anschlussgeometrien erleichtern das Anbinden weiterer Metallteile (z.B. Rohrleitungselemente). Sie umfassen radial umlaufende Vorsprünge ebenso wie endständige (glattzylindrische) Verdickungen als Anschweißenden. In der Zeichnung (speziell 3 und 4) sind entsprechende Beispiele gezeigt.
  • Bei einer anderen Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann vorgesehen sein, dass das weitere Metallteil stoffschlüssig an das erste Metallteil oder an das zweite Metallteil angebunden ist, vorzugsweise angeschweißt, wobei vorzugsweise ein Werkstoff des weiteren Metallteils entsprechend dem Metall des jeweiligen Metallteils gewählt ist. Hierdurch ist - wie bereits erwähnt wurde - eine einfache Herstellung mit geringem Bauraumbedarf und möglicher hoher Dichtheit gewährleistet. Insbesondere artgleiche Verbindungen sind einfach und prozesssicher herstellbar.
  • Bei einer wieder anderen Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann vorgesehen sein, dass das weitere Metallteil als Rohrleitungselement oder als Rohrhülse ausgebildet ist, vorzugsweise als ein Rohrleitungselement aus Aluminium oder als ein vorzugsweise flexibles Rohrleitungselement aus Edelstahl. Hierdurch lassen sich in der Praxis vorteilhaft einsetzbare Verbundteile herstellen.
  • Bei einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann vorgesehen sein, dass das Verbundteil ganz konkret folgenden Aufbau besitzt: ein Rohrleitungselement aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, stoffschlüssig verbunden mit dem ersten Metallteil aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, welches erste Metallteil stoffschlüssig verbunden ist mit dem zweiten Metallteil aus Stahl, bevorzugt Edelstahl, welches zweite Metallteil stoffschlüssig verbunden ist mit einem Rohrleitungselement, vorzugsweise einem flexiblen Rohrleitungselement, höchst vorzugsweise einem Wellschlauch, aus Stahl, bevorzugt Edelstahl. Hierauf wurde bereits weiter oben grundsätzlich hingewiesen.
  • Anwendungsbereiche liegen auf dem Gebiet der allgemeinen Industrie: Kältetechnik, Klimatechnik, Kompressoren, Energieverteilung, Energietechnik, sowie auf dem Gebiet der Fahrzeugtechnik: Wasserleitungen, Kühlmittelleitungen, Klimaleitungen, Ölleitungen.
  • Es handelt sich um die bisher einzige stoffschlüssige Anschlusstechnik speziell für die genannte Werkstoffpaarung mit sehr gutem Korrosionsschutz und guter Schweißbarkeit.
  • Weitere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung.
    • 1 zeigt in drei Teilabbildungen a) bis c) ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung;
    • 2 zeigt in drei Teilabbildungen a) bis c) ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung;
    • 1 zeigt in drei Teilabbildungen a) bis c) ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
    • 4 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • In allen Figuren ist bei Bezugszeichen 1 ein erfindungsgemäßes Verbundteil aus wenigstens einem ersten Metallteil 2 aus einem ersten Metall und einem zweiten Metallteil 3 aus einem zweiten Metall dargestellt. Allen Ausführungsformen ist gemein, dass das erste Metall und das zweite Metall unterschiedliche elektrochemische Potentiale aufweisen. Das erste Metallteil 2 und das zweite Metallteil 3 sind an einer Verbindungsstelle 4 stoffschlüssig zu dem Verbundteil 1 miteinander verbunden, insbesondere verlötet (z.B. durch Induktionslöten) oder verschweißt (bevorzugt durch Reibschweißen). Außerdem ist das Verbundteil 1 zumindest im Bereich 5 der Verbindungsstelle 4 nach dem Verbinden einem Zinkthermodiffusionsverfahren unterzogen worden, was in den Figuren nicht zu erkennen ist, so dass zumindest in diesem Bereich 5 Zink bis zu einer gewissen Tiefe in das erste Metall und in das zweite Metall hineindiffundiert ist.
  • Gemäß 1 handelt es sich bei dem ersten Metallteil 2 und bei dem zweiten Metallteil 3, aus dem das erfindungsgemäße Verbundteil 1 gebildet ist, einfach um Stäbe mit kreisrundem Querschnitt, ohne dass die Erfindung hierauf beschränkt wäre. 1a) zeigt die Stäbe in einer perspektivischen Gesamtansicht; 1b) zeigt eine (Quer-)Schnitt- oder stirnseitige Ansicht; 1c) zeigt einen Längsschnitt durch das Verbundteil 1 gemäß der Schnittlinie A-A in 1b). Demnach besteht bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel das erste Metallteil 2 aus Aluminium (Werkstoffnummer gemäß Europäischer Normierung z.B. EN AW 5049), das zweite Metallteil 3 besteht aus Stahl mit der Werkstoffnummer 1.4571 (Edelstahl mit erhöhter Beständigkeit gegen Korrosion und Lochfraß, prädestiniert für den Einsatz vor allem auf dem Gebiet des chemischen Apparatebaus; weitere mögliche Anwendungsgebiete: Kernkraft, Vakuumtechnik, Instrumentierung im Reaktorbau, U-Boot-Bau, Ofenbau, Zellstoff-, Textil-, Farben-, Fettsäure-, fotochemische und pharmazeutische Industrie; wird auch in der Abgastechnik und Abwasseraufbereitung verwendet).
  • Gemäß 2 handelt es sich bei dem ersten Metallteil 2 und bei dem zweiten Metallteil 3, aus dem das erfindungsgemäße Verbundteil 1 gebildet ist, um glatte, kreiszylindrische Leitungselemente (Rohrteile), ohne dass die Erfindung hierauf beschränkt wäre. 2a) zeigt die Rohrteile in einer perspektivischen Gesamtansicht; 2b) zeigt eine (Quer-)Schnitt- oder stirnseitige Ansicht; 2c) zeigt einen Längsschnitt durch das Verbundteil 1 gemäß der Schnittlinie A-A in 2b). Demnach besteht auch bei diesem Ausführungsbeispiel - ohne Beschränkung - das erste Metallteil 2 aus Aluminium (EN AW 5049), das zweite Metallteil 3 besteht aus Stahl mit der Werkstoffnummer 1.4571.
  • Gemäß 3 handelt es sich bei dem ersten Metallteil 2 und bei dem zweiten Metallteil 3, aus dem das erfindungsgemäße Verbundteil 1 gebildet ist, wiederum um im Wesentlichen glatte, kreiszylindrische Leitungselemente (Rohrteile oder Hülsenteile), ohne dass die Erfindung hierauf beschränkt wäre. 3a) zeigt die Rohrteile in einer perspektivischen Gesamtansicht; 3b) zeigt eine Seitenansicht; 3c) zeigt einen Längsschnitt durch das Verbundteil 1 gemäß der Schnittlinie A-A in 3b). Auch bei diesem Ausführungsbeispiel kann - ohne Beschränkung - das erste Metallteil 2 aus Aluminium (EN AW 5049) und das zweite Metallteil 3 aus Stahl mit der Werkstoffnummer 1.4571 bestehen.
  • Wie man der 3 noch entnimmt, können das erste Metallteil 2 und das zweite Metallteil 3 Strukturen zum Verbinden mit weiteren, vorzugsweise werkstoff- oder artgleichen Leitungselementen (nicht gezeigt) aufweisen, um eine einfache und sichere nachträgliche Verbindbarkeit insbesondere durch Verschweißen zu gewährleisten. „Nachträglich“ bedeutet in diesem Fall: nach erfolgter Zinkthermodiffusion. Das erste Metallteil 2 besitzt gemäß 3 eine endständige, innere Querschnittserweiterung 2a mit ihrerseits im Wesentlichen konstantem Innendurchmesser. Das zweite Metallteil 3 besitzt gemäß 3 eine endständige, innere Querschnittserweiterung 3a mit konisch nach außen erweitertem Innendurchmesser. Außerdem besitzt das zweite Metallteil 3 ein außenliegende, umlaufende Nut 3b mit teilkreisförmigem Querschnitt, z.B. zur Aufnahme einer Dichtung (nicht gezeigt).
  • In 4 ist ein erfindungsgemäßes Verbundteil 1 nach Art eines fluidleitenddurchgängigen Leitungsteils gezeigt, das weitere Verbindungs- und Anschlussstrukturen aufweist, die zum nachträglichen Verbinden mit zusätzlichen (weiteren) Leitungselementen dienen können. Bevorzugt besteht Metallteil 2 aus Aluminium und Metallteil 3 aus nichtrostendem Stahl (Edelstahl). Bezugszeichen 2b zeigt eine (glattzylindrische) Anschlussgeometrie in Form einer endständigen Verdickung für ein weiteres Aluminiumrohr (bei Bezugszeichen 6 gestrichelt schematisch dargestellt). Bezugszeichen 2c zeigt eine umlaufende, radial vorspringende Struktur als Anschlussgeometrie für weitere Leitungselemente, z.B. ein schützendes Außengeflecht (nicht gezeigt). Bezugszeichen 3c steht für ein konisch sich verjüngendes Anschlussende des zweiten Metallteils 3, das als Anschlussgeometrie z.B. für Ringwellschläuche aus Edelstahl (bei Bezugszeichen 7 gestrichelt schematisch dargestellt) dienen kann.
  • Zur Herstellung des Verbundteils 1 gemäß aller gezeigten Ausführungsbeispiele wird das erste Metallteil 2 aus dem ersten Metall mit dem zweiten Metallteil 3 aus einem zweiten Metall, welches erste Metall und welches zweite Metall unterschiedliche elektrochemische Potentiale aufweisen, an der Verbindungsstelle 4 stoffschlüssig zu dem Verbundteil 1 verbunden. Danach wird das Verbundteil 1 zumindest im Bereich 5 der Verbindungsstelle 4 dem genannten Zinkthermodiffusionsverfahren unterzogen. Bevorzugt wird allerdings das gesamte Verbundteil 1 dem Zinkthermodiffusionsverfahren unterzogen. So ist auch die Innenseite (vgl. 2 bis 4) vor Korrosionsangriffen geschützt. Abschließend werden die weiteren Leitungselemente 6, 7 (vgl. 4) angebracht, insbesondere jeweils artgleich angeschweißt. Dabei wird bevorzugt darauf geachtet, dass die Verbindungsstelle 4 bzw. der Bereich 5 sich nicht über 300 °C erwärmt.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102004035049 C5 [0011]

Claims (15)

  1. Verfahren zum Herstellen eines Verbundteils (1) aus wenigstens einem ersten Metallteil (2) aus einem ersten Metall und einem zweiten Metallteil (3) aus einem zweiten Metall, welches erste Metall und welches zweite Metall unterschiedliche elektrochemische Potentiale aufweisen, bei dem a) das erste Metallteil (2) und das zweite Metallteil (3) an einer Verbindungsstelle (4) stoffschlüssig zu einem Verbundteil (1) miteinander verbunden werden; b) das Verbundteil (1) zumindest im Bereich (5) der Verbindungsstelle (4) einem Zinkthermodiffusionsverfahren unterzogen wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem im Schritt b) das gesamte Verbundteil (1) dem Zinkthermodiffusionsverfahren unterzogen wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem nach Schritt b) an einem freien Ende des ersten Metallteils (2) und/oder an einem freien Ende des zweiten Metallteils (3) ein weiteres Metallteil (6, 7) stoffschlüssig angebunden wird, vorzugsweise angeschweißt, wobei vorzugsweise ein Werkstoff des weiteren Metallteils (6, 7) entsprechend dem Metall des jeweiligen ersten oder zweiten Metallteils (2, 3) gewählt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem zumindest die Verbindungsstelle (4) beim Anbinden des weiteren Metallteils (6, 7) auf einer Temperatur kleiner oder gleich 300 °C gehalten wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem als erstes Metall Aluminium und als zweites Metall Stahl, vorzugsweise Edelstahl, Tantal, Kupfer oder Titan verwendet wird oder bei dem als erstes Metall ein niedriglegierter Stahl und als zweites Metall ein hochlegierter Stahl, Tantal, Kupfer oder Titan verwendet wird oder bei dem als erstes Metall ein hochlegierter Stahl und als zweites Metall Tantal, Kupfer oder Titan verwendet wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem das erste Metallteil (2) und das zweite Metallteil (3) miteinander verschweißt werden, vorzugsweise durch Reibschweißen, oder bei dem das erste Metallteil (2) und das zweite Metallteil (3) miteinander verlötet werden, vorzugsweise durch Induktionslöten.
  7. Verbundteil (1) aus wenigstens einem ersten Metallteil (2) aus einem ersten Metall und einem zweiten Metallteil (3) aus einem zweiten Metall, welches erste Metall und welches zweite Metall unterschiedliche elektrochemische Potentiale aufweisen, bei dem a) das erste Metallteil (2) und das zweite Metallteil (3) an einer Verbindungsstelle (4) stoffschlüssig zu dem Verbundteil (1) miteinander verbunden sind; und b) das Verbundteil (1) zumindest im Bereich der Verbindungsstelle (4) einem Zinkthermodiffusionsverfahren unterzogen wurde.
  8. Verbundteil (1) nach Anspruch 7, bei dem das gesamte Verbundteil (1) dem Zinkthermodiffusionsverfahren unterzogen wurde.
  9. Verbundteil (1) nach Anspruch 7 oder 8, bei dem das erste Metall Aluminium und das zweite Metall Stahl, vorzugsweise Edelstahl, Tantal, Kupfer oder Titan ist oder bei dem das erste Metall ein niedriglegierter Stahl und das zweite Metall ein hochlegierter Stahl, Tantal, Kupfer oder Titan ist oder bei dem das erste Metall ein hochlegierter Stahl und das zweite Metall Tantal, Kupfer oder Titan ist.
  10. Verbundteil (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, bei dem das erste Metallteil (2) und das zweite Metallteil (3) jeweils als Rohrleitungselement oder als Rohrhülse ausgebildet ist.
  11. Verbundteil (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 10, bei dem das erste Metallteil (2) und das zweite Metallteil (3) miteinander verschweißt sind, vorzugsweise durch Reibschweißen, oder bei dem das erste Metallteil (2) und das zweite Metallteil (3) miteinander verlötet sind, vorzugsweise durch Induktionslöten.
  12. Verbundteil (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 11, bei dem das erste Metallteil (2) und das zweite Metallteil (3) jeweils wenigstens eine Anschlussgeometrie (2a, 2b, 2c; 3a, 3c) zum Anbinden wenigstens eines weiteren Metallteils (6, 7) aufweisen.
  13. Verbundteil (1) nach Anspruch 12, bei dem das weitere Metallteil (6, 7) stoffschlüssig an das erste Metallteil (2) oder an das zweite Metallteil (3) angebunden ist, vorzugsweise angeschweißt, wobei vorzugsweise ein Werkstoff des weiteren Metallteils (6, 7) entsprechend dem Metall des jeweiligen ersten oder zweiten Metallteils (2, 3) gewählt ist.
  14. Verbundteil (1) nach Anspruch 13, bei dem das weitere Metallteil (6, 7) als Rohrleitungselement oder als Rohrhülse ausgebildet ist, vorzugsweise als ein Rohrleitungselement aus Aluminium oder als ein vorzugsweise flexibles Rohrleitungselement aus Edelstahl.
  15. Verbundteil (1) nach Anspruch 14, mit folgendem Aufbau: ein Rohrleitungselement (6) aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, stoffschlüssig verbunden mit dem ersten Metallteil (2) aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, welches erste Metallteil (2) stoffschlüssig verbunden ist mit dem zweiten Metallteil (3) aus Stahl, bevorzugt Edelstahl, welches zweite Metallteil (3) stoffschlüssig verbunden ist mit einem Rohrleitungselement (7), vorzugsweise einem flexiblen Rohrleitungselement, höchst vorzugsweise einem Wellschlauch, aus Stahl, bevorzugt Edelstahl.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102009012973A1 (de) * 2009-03-12 2010-09-23 Witzenmann Gmbh Anschlussverbindung für zylindrische Elemente und Verfahren zum Herstellen einer solchen
DE102009024975A1 (de) * 2009-06-16 2010-12-23 Witzenmann Gmbh Anschlussverbindung, Anschlussteil und Hybridschlauch, insbesondere für R744-Klimaanwendungen
DE102009030426A1 (de) * 2009-06-25 2011-01-05 Daimler Ag Verfahren zum Herstellen eines Verbundbauteils

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