DE1082097B

DE1082097B - Stable welded connection between an aluminum and a copper part and process for their production

Info

Publication number: DE1082097B
Application number: DEK20551A
Authority: DE
Inventors: Lloyd Arnold Cook
Original assignee: Kaiser Aluminum and Chemical Corp
Current assignee: Kaiser Aluminum and Chemical Corp
Priority date: 1952-12-19
Filing date: 1953-12-19
Publication date: 1960-05-19

Description

Stabile Schweißverbindung zwischen einem Aluminium-und einem Kupferteil und Verfahren zu deren Herstellung Die Erfindung bezieht sich auf stabile Schweißverbindungen zwischen Kupfer= und -Aluminiumteilen, insbesondere zwischen Aluminiumstromschie-nen und Kupferleitungen, z. B. an elektrischen Schmelzöfen zur Reduktion von Aluminium, wo gute elektrische Leitfähigkeit und mechanische- Festigkeit erforderlich sind, und auf ein Verfahren zu deren Herstellung.Stable welded connection between an aluminum and a copper part and methods of making them. The invention relates to stable welded joints between copper and aluminum parts, especially between aluminum busbars and copper lines, e.g. B. on electric melting furnaces for the reduction of aluminum, where good electrical conductivity and mechanical strength are required, and to a method for their manufacture.

Wenn man Aluminium- und Kupferteile unmittelbar zusamnienschweißt, erhält man eine Verbindung, die auf Grund der Bildung von spröden intermetallischen Verbindungen an der Berührungsstelle eine sehr geringe Festigkeit aufweist. Um diese sehr verschiedenen Metalle dauerhaft aneinanderzubinden, sind daher schon mehrere Verfahren -bekannt, bei denen ein Lot verwendet wird. So hat man beispielsweise das Kupferteil mit einer Auflage aus Lötmetall, wie Zinn oder einem Gemisch aus Zinn und Blei, oder Zink, Zinn und Magnesium versehen, und hat dann das Aluminiumteil mit dem so überzogenen Kupferteil durch Punktschweißung oder durch Löten mit einem üblichen Aluminiumlot verbunden. Es wurde auch vorgeschlagen, die beiden Metalle durch Hartlöten mit Silberlot zu verbinden. Alle derartigen Vorschläge führen jedoch zu Verbindungen mit verhältnismäßig hohem elektrischem Widerstand und schlechten mechanischen - Eigenschaften. Das Hartlöten mit Silber hat beispielsweise den Nachteil, daß die Silberlegierung mit dem Aluminium eine niedrigschmelzende Legierung bildet, was zur Ausbildung einer sehr spröden und mechanisch schwachen Lötstelle führt.If you weld aluminum and copper parts together directly, one obtains a compound due to the formation of brittle intermetallic Connections at the point of contact has a very low strength. Around Permanently binding very different metals together is therefore quite a number Process-known in which a solder is used. So you have, for example the copper part with a pad made of solder, such as tin or a mixture Tin and lead, or zinc, tin and magnesium, and then have the aluminum part with the copper part coated in this way by spot welding or by soldering with a common aluminum solder connected. It has also been suggested the two metals to be connected by brazing with silver solder. However, all such suggestions lead to connections with relatively high electrical resistance and poor mechanical - properties. Brazing with silver, for example, has the disadvantage that the silver alloy forms a low-melting alloy with the aluminum, which leads to the formation of a very brittle and mechanically weak solder joint.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist daher die Schaffung einer neuartigen Schweißverbindung zwischen Aluminium- und Kupferteilen, die durch hohe elektrische Leitfähigkeit und hohe mechanische Festigkeit selbst bei starkem Temperaturwechsel ausgezeichnet ist, deren spezifischer elektrischer Widerstand gleich oder geringer ist und als der von Aluminium und deren mechanische Festigkeit gleich oder größer ist als die einer entsprechenden Verbindung zwischen Aluminiumteilen unter sich.The object on which the invention is based is therefore to create a new type of welded connection between aluminum and copper parts, which by high electrical conductivity and high mechanical strength even with strong Temperature change is excellent, their specific electrical resistance is equal to or less and than that of aluminum and its mechanical strength is equal to or greater than that of a corresponding connection between aluminum parts among themselves.

Das wesentliche Merkmal der Erfindung besteht darin, daß das mit dem Aluminium zu verbindende Kupferteil an der Verbindungsstelle mit einer silberhaltigen Metallauflage versehen und daß das so überzogene Kupferteil mit dem Aluminiumteil mittels eines aluminiumhaltigen Schweißzusatzwerkstoffes, vorzugsweise einer siliciumhaltigen Aluminiumlegierung; -verschweißt wird. Unter Auflagemetall ist ein Metall -zu verstehen, das mit Kupfer einerseits und mit Aluminium und dessen Legierungen andererseits eine begrenzte Schicht aus einer bindenden Legierung mit verhältnismäßig guten physikalischen Eigenschaften bilden kann.. Das Metall für die Auflageschicht soll so gewählt werden, -daß sein Schmelzpunkt- ungefähr dem des Aluminiums entspricht; er soll beispielsweise für Reinaluminium in der Gegend: von 660°C liegen. Silber von hohem Reinheitsgrad kann als Auflage= metall benutzt werden, jedoch ist dabei zu beachten, daß es auf Grund des hohen Schmelzpunktes von etwa 925° C sehr schwierig ist, eine befriedigende Bindung zwischen dem Aluminium und der Silberschicht zu erreichen, falls man nicht das- Kupferteil auf etwa 260° C vorheizt. Der Ausdruck »Silbermetall«, wie er weiterhin gebraucht wird, bedeutet sowohl Silber wie Silberlegierungen.The essential feature of the invention is that with the Aluminum to be connected copper part at the connection point with a silver-containing one Metal plating provided and that the so coated copper part with the aluminum part by means of an aluminum-containing welding filler material, preferably a silicon-containing one Aluminum alloy; - is welded. Underlay metal is a metal - to be understood, that with copper on the one hand and with aluminum and its alloys on the other a limited layer of a binding alloy with relatively good physical properties Properties .. The metal for the overlay should be chosen so -that its melting point- corresponds approximately to that of aluminum; he should for example for pure aluminum in the area: from 660 ° C. High purity silver can be used as a support = metal, but it should be noted that it is on Because of the high melting point of around 925 ° C it is very difficult to find a satisfactory one Achieve bond between the aluminum and the silver layer, in case one doesn't the copper part is preheated to about 260 ° C. The term "silver metal" as it continues used means both silver and silver alloys.

Es zeigte sich, daß als Material für die Auflageschicht verschiedene Silberlegierungen nach Art der zum Hartlöten bei hohen Temperaturen benutzten sehr gute Resultate ergaben. Beispiele für geeignete Legierungen sind: 501% Ag,-15,5% Zn.-15,5m/o Cu -16% Cd -I- 3 O/m Ni, 75 Oh, Ag - 25 % Zn, 85'% Ag -15 % Mn, 4511/o Ag-15% Cu-16o% Zn -240/a Cd, 50 % Ag -15 0/0 Cu -16,5 '% Zn -18, 5 0/0 Cd, 30% Ag-38% Cu -320/0 Zn.It was found that different materials were used for the overlay layer Silver alloys of the very type used for brazing at high temperatures gave good results. Examples of suitable alloys are: 501% Ag, -15.5% Zn.-15.5m / o Cu -16% Cd -I- 3 O / m Ni, 75 Oh, Ag - 25% Zn, 85% Ag -15% Mn, 4511 / o Ag-15% Cu-16o% Zn -240 / a Cd, 50% Ag -15 0/0 Cu -16.5% Zn -18, 5 0/0 Cd, 30% Ag-38% Cu -320/0 Zn.

: Für gewisse Anwendungszwecke nach der Erfindungt bei welchen die Temperatur, - der die Verbindungsstelle ausgesetzt sein kann, unter etwa 150° C bleibt, können niedrigschmelzende Legierungen z. B. aus 5°% Ag und 95 % Cd bzw. aus 20°/o Ag und 809/o Cd verwendet werden. Beim Umgang mit derartigen Metallen ist jedoch wegen der giftigen Cadmiumdämpfe Vorsicht geböten.: For certain purposes according to the invention in which the Temperature, - of the junction may be exposed under remains around 150 ° C, low-melting alloys such. B. from 5% Ag and 95 % Cd or from 20% Ag and 809% Cd can be used. When dealing with such Metals, however, should be treated with caution because of the poisonous cadmium fumes.

Das Material des für das Schweißen benutzten Schweißstabes hängt von der Zusammensetzung des Aluminiumteiles ab. Ist z. B., wie bei Stromschienen, das Aluminium von hoher Reinheit, so wurden gute Schweißnähte erzielt, wenn man einen Schweißstab aus dem gleichen Material oder vorzugsweise aus einer Aluminiumsiliciumlegierung benutzt, die beispielsweise neben den normalen Verunreinigungen 4,5 bis 6% Silicium enthält. Aluminiumlegierungen mit geringeren oder größeren Beimengungen von Silicium sind jedoch, ebenso wie verschiedene andere Aluminiumlegierungen, ebenfalls als Schweißmaterial geeignet. Der Ausdruck »aluminiumhaltiges Schweißmetall« umfaßt sowohl Reinstaluminium als auch Aluminiumlegierungen. Zweckmäßig wird man ein Metall benutzen, dessen mechanische Eigenschaften denen des Aluminiumteiles mindestens gleichwertig sind und das eine verhältnismäßig hohe elektrische Leitfähigkeit besitzt. Wenn das gewählte Schweißmetall dem des Aluminiumteiles gleich ist, muß darauf geachtet werden, daß die während des Abkühlens der Schweißverbindung auftretenden Spannungen kein Brechen der Schweißnaht verursachen.The material of the welding rod used for welding depends on the composition of the aluminum part. Is z. B., as with busbars, that High purity aluminum so good welds were made when you put one Welding rod made of the same material or preferably made of an aluminum-silicon alloy used, for example, in addition to the normal impurities 4.5 to 6% silicon contains. Aluminum alloys with lesser or greater amounts of silicon however, as well as various other aluminum alloys, are also as Suitable for welding material. The term "aluminous weld metal" includes both pure aluminum and aluminum alloys. Appropriately, one becomes a metal use whose mechanical properties are at least those of the aluminum part are equivalent and that has a relatively high electrical conductivity. If the chosen welding metal is the same as that of the aluminum part, care must be taken that the stresses occurring during the cooling of the welded joint do not cause the weld seam to break.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform besteht das Auflagemetall aus einer Legierung von 50% Silber, 15,59/o Kupfer, 15,5% Zink, 16% Cadmium und 3% Nickel, der Schweißzusatzwerkstoff aus einer Legierung von 5% Silicium, Rest Aluminium.In a preferred embodiment, the overlay metal consists of an alloy of 50% silver, 15.59 / o copper, 15.5% zinc, 16% cadmium and 3% nickel, the filler metal made of an alloy of 5% silicon, the remainder being aluminum.

Um eine befriedigende Bindung zwischen dem Auflagemetall und dem Kupferteil zu gewährleisten, wird die Oberfläche des Kupferteiles auf bekannte Weise gereinigt, die Metallauflage auf dem Kupferteil aufgetragen und etwa anwesendes Flußmittel entfernt. Die Metallauflage kann durch irgendein geeignetes Verfahren, wie durch Tauchen oder durch Aufbringen von Hand mit Hilfe eines Brenners, aufgebracht werden. Das Kupferteil wird anschließend mittels eines in inertem Gas durchgeführten Lichtbogenschweißverfahrens mit dem Aluminiumteil verschweißt. Vorzugsweise benutzt man eine sich aufbrauchende Elektrode aus dem Schweißzusatzwerkstoff, obwohl eine sich nicht aufbrauchende Elektrode ebenfalls verwendet werden kann. Bei einem derartigen Schweißverfahren wird kein Flußmittel benötigt. Die Anwendung von Flußmitteln ist beim Schweißen von Aluminium sehr unerwünscht, da sie zu Korrosionserscheinungen führen kann.A satisfactory bond between the overlay metal and the copper part to ensure that the surface of the copper part is cleaned in a known manner, the metal plating applied to the copper part and any flux present removed. The metal plating can be carried out by any suitable method, such as by Dipping or applying by hand using a burner. The copper part is then welded using an arc welding process carried out in an inert gas welded to the aluminum part. It is preferable to use an exhausting one Electrode made from the filler metal, although it is a non-consumable electrode can also be used. In such a welding process there is no Flux required. The use of flux is when welding aluminum very undesirable as it can lead to signs of corrosion.

Es erwies sich, daß nach diesem Verfahren hergestellte Anschlüsse oder Verbindungen zwischen Aluminium- und Küpferteilen einen geringen elektrischen Widerstand und eine hohe mechanische Festigkeit aufweisen, die etwa dieselben sind wie die des Aluminiums, selbst wenn dieses von dem hohen Reinheitsgrad des gewöhnlich für elektrische Leitungen benutzten Beinaluminiums ist.It was found that connections made by this method or connections between aluminum and hull parts have a low electrical power Have resistance and high mechanical strength which are about the same like that of aluminum, even if it is of the high degree of purity of the common leg aluminum used for electrical wiring.

In der Zeichnung sind einige bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung dargestellt, wie sie für Verbindungen zwischen Aluminiumstromschienen und Kupferleitungen verwendet werden können.In the drawing are some preferred embodiments of the invention shown as they are for connections between aluminum busbars and copper wires can be used.

In Fig. 1 ist ein Schnitt durch eine T-Schweißung zwischen einem Aluminium- und einem Kupferleiter beschrieben. Sie besteht aus einer Aluminiumschiene 1 und einer Kupferschiene 2; die an den Seiten, soweit sie geschweißt werden soll, mit einer silberhaltigen Metallauflage 3 belegt ist. Der Schweißzusatzwerkstoff, der die Schweißung in Form einer Kehlnaht 4 vervollständigt, kann aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung bestehen. Es wurde im einzelnen wie folgt vorgegangen: Ein Kupferteil von etwa 2 - 7,5 cm im Querschnitt wurde gereinigt und an der zu schweißenden Stelle mit einer 0,75 mm dicken Metallauflage aus 5091o Ag, 15,5 9/o Cu, 15,5 % Zn, 16 9/o Cd und 3 % Ni überzogen. Nach dem Erhärten wurde die Auflage mit der Drahtbürste behandelt.In Fig. 1 is a section through a T-weld between an aluminum and a copper conductor. It consists of an aluminum rail 1 and a copper bar 2; the one on the sides, as far as it is to be welded a silver-containing metal layer 3 is occupied. The filler metal that the weld completed in the form of a fillet weld 4 can be made of aluminum or consist of an aluminum alloy. The procedure was as follows: A copper part about 2 - 7.5 cm in cross-section was cleaned and attached to the welding point with a 0.75 mm thick metal layer made of 5091o Ag, 15.5 9 / o Cu, 15.5% Zn, 16 9 / o Cd and 3% Ni plated. After hardening, the edition became treated with the wire brush.

Das gereinigte Aluminiumteil bestand aus Beinaluminium und maß im Querschnitt etwa 2,5 - 30 cm. DerSchweißzusatzwerkstoff bestand aus einerAl-Si-Legierung mit 59/o Si. Die Kehlnahtschweißung wurde in einzelnen gleichmäßigen Lagen aufgebracht. Jede einzelne Lage wurde mit der Drahtbürste behandelt und gekühlt, bevor das Schweißen fortgesetzt wurde. Das Schweißmetall floß auf die Silberoberfläche hinüber, so daß der Lichtbogen nicht direkt an das Silber gehalten werden mußte. Die Kanten der Kupferklemme wurden auf gleiche Höhe mit den Seiten aufgebaut. Das Schweißen erfolgte nach einem Lichtbogenschweißverfahren unter einer Atmosphäre aus Argon, das mit einer Durchsatzmenge von 1,7 bis 2,3 m3 je Stunde zugeführt wird. Bei Verwendung von Helium erhöht sich die Durchsatzmenge auf etwa 3 bis 4 m3 je Stünde. Es wurde ein Strom von 250 bis 300 Amp. bei einer Spannung von 22 bis 24 Volt benutzt. Die Länge des Lichtbogens schwankte zwischen 0,47 und 0,63 cm.The cleaned aluminum part consisted of leg aluminum and measured in Cross section about 2.5 - 30 cm. The filler material consisted of an Al-Si alloy with 59 / o Si. The fillet weld was applied in individual even layers. Each individual layer was treated with the wire brush and cooled before welding was continued. The weld metal flowed over onto the silver surface so that the arc did not have to be held directly to the silver. The edges of the Copper clamps were built level with the sides. The welding took place after an arc welding process under an atmosphere of argon, which with a throughput of 1.7 to 2.3 m3 per hour. Using of helium, the throughput increases to around 3 to 4 m3 per hour. It was a current of 250 to 300 amps at a voltage of 22 to 24 volts is used. the The length of the arc varied between 0.47 and 0.63 cm.

Die metallographische Untersuchung zeigt, daß sich bei den Schweißverbindungen nach der Erfindung nicht die ganze Menge der Silberauflage mit dem Schweißzusatzwerkstofflegiert; zwischen demSchweißmetall und dem Kupferteil bleibt eine deutliche Schicht aus silberhaltigem Metall bestehen. Sie verhindert das Diffundieren des Kupfers in das Aluminium und damit die Bildung von spröden Aluminium-Kupfer-Verbindungen.The metallographic examination shows that in the welded connections according to the invention, not all of the silver coating is alloyed with the filler metal; A clear layer of silver-containing remains between the weld metal and the copper part Made of metal. It prevents the copper from diffusing into the aluminum and thus the formation of brittle aluminum-copper connections.

Die Verbindung von Aluminium und Kupfer kann nach Fig. 2 auch so durchgeführt werden, daß man das Kupferteil 7 am Ende 5 flach ausbildet und die Seiten 6, an denen die Schweißnaht 8 aufgebracht werden soll, sägeförmig auszackt, worauf man eine Auflage 9 aus Silberlegierung aufbringt und mit Schweißzusatzwerkstoff, wie oben beschrieben, verschweißt. Das Auszacken vergrößert die Bindungsfläche und verstärkt so die Schweißverbindung. Außerdem bringt die Ausbildung des flachen Bodens am Teil 7 einen größeren Biegewiderstand gegenüber dem Teil 1 mit sich.The connection of aluminum and copper can also be carried out according to FIG. 2 be that one forms the copper part 7 at the end 5 flat and the sides 6 on which the weld 8 is to be applied, saw-shaped protrudes, whereupon one a layer 9 made of silver alloy applies and with welding filler material, such as described above, welded. The serration enlarges and strengthens the bonding area so the welded joint. In addition, the formation of the flat bottom on the part brings 7 a greater bending resistance compared to part 1 with it.

Eine weitere Abwandlung ist in Fig. 3 dargestellt, wobei an Stelle der Verzahnung eine Vertiefung 10 an jeder Seite des Kupferteiles 11 vorgesehen ist.Another modification is shown in Fig. 3, where instead of the toothing a recess 10 is provided on each side of the copper part 11 is.

Proben der Schweißverbindungen nach der Erfindung gemäß Fig. 1 bis 3 wurden, nachdem sie abwechselnd erhitzt und gekühlt bzw. einer Dauererhitzung unterworfen worden waren, auf elektrische Leitfähigkeit mittels einer Standardvorrichtung zur Messung von Spannungsverlusten, wie sie schematisch in Fig. 4 dargestellt ist, sowie auf Zug- und Biegefestigkeit untersucht. Die Vorrichtung besteht aus einem Stromgenerator 12, einem Potentiometer-Brückenkreis 13, einem Nebenschluß 14, Potentiometerleitungen 15, 16, 17 und 18 und Schalter 19 und 20. Die Schweißverbindungen wurden 4 Minuten lang auf 200° C erhitzt und dann rasch mit Wasser und Luft auf unterhalb 65° C abgeschreckt. Diese Behandlung entspricht ungefähr den häufig in Aluminiumreduktionsöfen auftretenden Bedingungen. Für jede Verbindung wurden Leitfähigkeitsmessungen mit einer Stromdichte von etwa 1000 Amp. je 6,5 cm2 des Kupferquerschnittes durchgeführt, wobei jeweils 0, 100, 200, 300, 400 und 500 Heiz- und Abkühlperioden vorhergegangen waren.Samples of the welded joints according to the invention according to FIGS. 1 to 3 after they were alternately heated and cooled or continuous heating subjected to electrical conductivity using a standard device for measuring voltage losses, as shown schematically in Fig. 4, and examined for tensile and flexural strength. The device consists of one Current generator 12, a potentiometer bridge circuit 13, a shunt 14, potentiometer lines 15, 16, 17 and 18 and switches 19 and 20. The welds were 4 minutes heated to 200 ° C for a long time and then quickly quenched with water and air to below 65 ° C. This treatment is roughly the same as that often found in aluminum reduction furnaces Conditions. For each compound conductivity measurements were made with a current density of about 1000 Amp. Per 6.5 cm2 of the copper cross-section, with 0, 100, 200, 300, 400 and 500 heating and cooling periods were preceded.

Die Versuchsergebnisse zeigten, daß der Spannungsabfall bei der Verbindung zwischen Aluminium und Kupfer bei etwa 0 bis 5 Millivolt liegt, was sich nur unbedeutend unterscheidet von Spannungsrückgängen, wie sie bei Aluminiumstromschienen der gleichen Länge auftreten. Diese Ergebnisse zeigten, daß sowohl das periodische Aufheizen und Abschrecken dieser Verbindungen als auch das Dauererhitzen auf 232° C über 2 Wochen geringe oder keine Wirkung auf die elektrische Leitfähigkeit hat.The test results showed that the voltage drop in the connection between aluminum and copper is about 0 to 5 millivolts, which is only insignificant differs from voltage drops, as they are the same with aluminum busbars Length occur. These results showed that both the periodic heating and quenching these compounds as well as continuous heating to 232 ° C for 2 Weeks has little or no effect on electrical conductivity.

Zugfestigkeitsversuche an solchen Verbindungen ergaben bei Zimmertemperatur vor und nach dem Aufheizen und Abschrecken sowie nach Dauererhitzung und bei etwa 200° C einen Wert von etwa 900 kg/cm2 oder darüber.Tensile strength tests on such connections showed at room temperature before and after heating and quenching as well as after continuous heating and at about 200 ° C has a value of about 900 kg / cm2 or more.

Die Ergebnisse wurden durch Betriebsversuche in Aluminiumreduktionsöfen, die sich über 4 Monate erstreckten, bestätigt.The results were confirmed by operational tests in aluminum reduction furnaces, which extended over 4 months, confirmed.

Sämtliche Verbindungen zeigten ausgezeichnete Biegeeigenschaften und konnten ungefähr 90° gegen die vertikale Achse gebogen werden, ohne zu brechen.All connections showed excellent flexural properties and could be bent about 90 ° against the vertical axis without breaking.

Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, wie sie insbesondere für den Zusammenschluß zwischen Aluminiumstromschienen und Kupferleitungen bei Reduktionsöfen angewendet wird. Bei dieser Ausführung wird die L-förmige Kupferklemme 21 an einem Ende mit einer Auflage aus einer Silberlegierung 22 belegt, und aus einem aluminiumhaltigen Schweißzusatzwerkstoff werden Kehlschweißnähte 23 gebildet, wodurch die überzogene Kupferklemme auf die Aluminiumstromschiene 25 aufgeschweißt wird. Das eine Ende einer Kupferleitung 26 wird dann mittels der Schraubenbolzen 27 mit dem anderen Ende der Kupferklemme 21 verschraubt, während das andere Ende der Kupferleitung 26 mit der Kupferschiene (nicht gezeigt) verbunden wird.Fig. 5 shows an embodiment of the invention as it is in particular for the connection between aluminum busbars and copper lines in reduction furnaces is applied. In this embodiment, the L-shaped copper terminal 21 is on a The end is covered with a layer of a silver alloy 22 and an aluminum-containing one Fillet welds 23 are formed, whereby the coated Copper clamp is welded onto the aluminum busbar 25. The one end a copper line 26 is then connected to the other by means of the screw bolts 27 End of the copper terminal 21 screwed, while the other end of the copper line 26 is connected to the copper bar (not shown).

Wo das »Kriechen« des Aluminiums und das periodische Aufheizen und Abkühlen nicht ausschlaggebend ist, kann beim Verbinden von Aluminiumstromschienen und Kupferleitungen an Aluminiumöfen eine Ausführungsform der Erfindung, wie sie die Fig. 6 und 7 zeigt, angewandt werden. Hierbei wird die Aluminiumklemme 28 auf die Aluminiumstromschiene 29 geschweißt und zwecks Anbringung der Kupferleitung an beiden Seiten mit einer Auflage von dünnem, gegebenenfalls streifenförmigem, ungefähr 4 bis 6 mm dickem Kupferblech 30 versehen, wie aus dem in Fig.7 wiedergegebenen vergrößerten Schnitt durch die Verbindung nach Fig. 6 längs der Linie 7-7 ersichtlich ist. Die Kupferauflage 30 wird an ihren Kanten mit einer Silberauflage 31 belegt, und an den Kanten werden mittels eines aluminiumhaltigen Schweißzusatzwerkstoffes die Schweißraupen 32 gebildet. Dadurch wird die Aluminiumklemme derart verschweißt, daß das Schweißmetall nur den versilberten Teil der Kupferschichten 30 berührt. In die derart mit Kupfer belegte Aluminiumklemme 28 werden dann Schraubenlöcher 33 eingedreht, worauf die gegabelte Kupferleitung 34, die ebenfalls mit entsprechenden Schraubenlöchern versehen ist, mittels der Schrauben 35 an den beiden Seiten der kupferbelegten Aluminiumklemme 28 befestigt wird. Die Kupferleitung steht also lediglich mit den Kupferauflagen 30 der Aluminiumklemme 28 in Verbindung, so daß der Strom aus der Aluminiumklemme 28 über die Kupferauflagen 30 zu der Kupferleitung 34 fließt.Where aluminum "creep" and periodic heating and cooling are not critical, an embodiment of the invention as shown in FIGS. 6 and 7 can be used when connecting aluminum busbars and copper lines to aluminum furnaces. Here, the aluminum terminal 28 is welded to the aluminum busbar 29 and, for the purpose of attaching the copper line, is provided on both sides with a layer of thin, possibly strip-shaped, approximately 4 to 6 mm thick copper sheet 30 , as shown in the enlarged section through the connection shown in FIG 6 along the line 7-7 can be seen. The copper coating 30 is covered on its edges with a silver coating 31, and the welding beads 32 are formed on the edges by means of an aluminum-containing welding filler material. As a result, the aluminum clamp is welded in such a way that the weld metal only touches the silver-plated part of the copper layers 30. Screw holes 33 are then screwed into the aluminum terminal 28 covered with copper in this way, whereupon the bifurcated copper line 34, which is also provided with corresponding screw holes, is fastened by means of the screws 35 to the two sides of the copper-covered aluminum terminal 28. The copper line is therefore only connected to the copper pads 30 of the aluminum terminal 28, so that the current flows from the aluminum terminal 28 via the copper pads 30 to the copper line 34.

Fig. 8 zeigt - eine Ausführungsform einer voll geschweißten Verbindung mit einer Aluminiumstromschiene 36 und einem Aluminiumleiter 37, der durch die Schweißnaht 38 an die Stromschiene angeschweißt ist. Mittels einer Kehlschweißnaht 41 aus aluminiumhaltigem Schweißzusatzwerkstoff ist an den Leitungsträger ein Kupferansatz 39 angeschweißt, der an seinen Kanten eine Auflage 40 trägt. Die Kupferleitung 42 ist mit ihrem einen Ende mit dem Ansatz 39 verschweißt, während ihr anderes Ende an eine nicht gezeigte Kupferschiene angeschlossen ist. Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, zunächst das Kupferansatzstück mit der Auflage aus Zwischenmetall vorzubereiten, dann das Ende der Kupferleitung daran anzuschweißen, diese Teile auf den Leitungsträger aufzuschweißen und danach erst das so vorbereitete Stück an der Aluminiumstromschiene anzuschweißen. Das Ansatzstück 39 besitzt zweckmäßigerweise einen trapezförmigen Querschnitt, wobei die lange rückwärtige rechteckige Fläche an das Ende der Kupferleitung angeschweißt ist. Ferner besitzt das Ansatzstück vorzugsweise zugespitzte oder abgeschrägte Vorder- und Seitenkanten (die Vorderkante ist in Fig. 7 gezeigt), die mit Kehlnähten auf den Leitungsträger aufgeschweißt sind, damit stets ein verlustfreier Stromübergang zwischen Auflagestück und Leitungsträger gewährleistet ist. Eine derartige Schweißverbindung ist billig zu installieren, da keine Schraubverbindung und nur ein kurzes Stück Kupferleitung benötigt wird.8 shows an embodiment of a fully welded connection with an aluminum busbar 36 and an aluminum conductor 37 which is welded to the busbar through the weld seam 38. By means of a fillet weld 41 made of aluminum-containing filler material, a copper attachment 39 is welded to the line carrier and has a support 40 on its edges. One end of the copper line 42 is welded to the extension 39, while its other end is connected to a copper bar, not shown. It has proven to be useful to first prepare the copper extension piece with the support made of intermediate metal, then weld the end of the copper cable to it, weld these parts onto the cable carrier and only then weld the piece that has been prepared in this way to the aluminum busbar. The extension piece 39 expediently has a trapezoidal cross-section, the long rear rectangular surface being welded to the end of the copper line. Furthermore, the extension piece preferably has pointed or beveled front and side edges (the front edge is shown in Fig. 7), which are welded with fillet welds on the line carrier so that a loss-free current transfer between the support piece and the line carrier is always guaranteed. Such a welded connection is cheap to install, since no screw connection and only a short piece of copper wire is required.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Stable welded connection between a copper part and an aluminum part, e.g. B. a copper line and an aluminum busbar, characterized in that the copper part has a silver-containing layer at the binding point, which has entered into an alloy-like bond with the copper part and with an aluminum-containing welding filler material located between the support and the aluminum part.

2. Welded connection according to claim 1, characterized in that that the copper part has an irregular surface at the point of support.

3. Welded connection according to claim 1 or 2, characterized in that the silver-containing Plating an alloy of 50% silver, 15.5% copper, 15.5% zinc, 16% cadmium and 3% is nickel.

4. Welded connection according to claim 1 to 3, characterized in that that the welding filler material consists of an alloy of 5% silicon, the remainder aluminum consists.

5, welded connection according to claim 1 to 4, characterized in that the copper part designed as a copper terminal and connected to a copper line is.

6. A compound according to claim 1 to 4, characterized in that the aluminum part designed as an aluminum clamp and welded onto an aluminum busbar is.

7. A compound according to claim 1 to 4, characterized in that the copper part, to which the end of a copper line is attached, from a thin flat on the Aluminum part lying copper plate, on the edge of which the silver-containing Intermediate metal layer is located and the Copper plate and aluminum part connecting filler metal is applied as a fillet weld. B.

Connection after Claim 7, characterized in that on two opposite sides of the aluminum part each a copper plate is arranged on which the forked ends of the copper line rest on and are fastened by means of continuous screws,

9. Method of manufacture the welded joint according to claims 1 to 8, characterized in that the copper part at its junction with a silver-containing pad and the two Then parts by means of a welding filler material containing α-aluminum, preferably an aluminum-silicon alloy, by arc welding in a protective gas atmosphere be connected to each other. Publications considered: German patent specification No. 126 91.4; Austrian patent specification No. 88 72S,