DE1090934B

DE1090934B - Verfahren zum Kaltpressschweissen von drahtfoermigen elektrischen Leitern

Info

Publication number: DE1090934B
Application number: DE1958P0017596
Authority: DE
Inventors: Charles Russell Johnson
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 1956-02-14
Filing date: 1958-12-13
Publication date: 1960-10-13

Description

Verfahren zum Kaltpreßschweißen von drahtförmigen elektrischen Leitern Es ist bekannt, metallische Werkstücke unter Zu= fuhr von Wärme und Druck zur Verbindungsstelle zu verschweißen oder durch eine Lötstelle zu verbinden. Mitunter finden diese Vorgänge auch unter dem Einfluß hochfrequenter Schwingungen statt. Auch das Schweißen ohne Zufuhr von Wärme, nur unter Einfluß von hohem Druck, ist neuerdings unter der Bezeichnung »Kaltpreßschweißen« bekanntgeworden. Man kann z. B. dünne Metallfolien mit wesentlich dickeren Stromzuführungsleitern mechanisch oder elektrisch verbinden, indem man die zu verbindenden aufeinanderliegenden Teile einem Walz- oder Preßvorgang bei solchem Druck unterwirft, das Folie und Stromzuführungsleiter mechanisch fest und elektrisch einwandfrei miteinander verbunden sind.
Alle diese Verfahren führen beim Befestigen dünner Drähtchen auf Metallteile häufig zu unerwünschten Veränderungen des Drahtgefüges, was zur Brüchigkeit der feinen Glühdrähtchen führt. Diese Erscheinung ist einerseits auf die zum Befestigen angewandte erhebliche Wärmemenge zurückzuführen, andererseits hat sie ihre Ursache, insbesondere beim Kaltpreßschweißen, in den hier erforderlichen hohen Schweißdrücken. Besondere Schwierigkeiten entstehen beim Befestigen von Zünderdrähten elektrischer Brückenzünder. Die auf die bekannten Befestigungsvorgänge der Glühdrähtchen mit den Zünderdrähten elektrischer Brückenzünder zurückgehende Brüchigkeit hat erhebliche Abweichungen der Zündzeiten zur Folge, was bei Schußreihen mit genau einzuhaltenden Verzögerungszeiten Fehlschüsse oder gar Versager ergibt.
In Gegensatz zu den bekannten Verfahren der Ultraschallverlötung oder Verschweißung, nach denen Werkstücke größeren Querschnitts und größerer Masse bei höherer, in der Nähe des Schmelzpunktes liegender Temperatur oder unter Anwendung sehr hoher Drücke verbunden werden, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, sehr feine und empfindliche Glühdrähtchen mit den Zünderdrähten von wesentlich größerem Querschnitt so zu verschweißen, daß eine einwandfreie elektrische Verbindung erzielt und dabei eine Strukturänderung und jede Änderung des spezifischen Widerstandes längs des Glühdrähtchenquerschnittes vermieden wird.
Diese Anforderungen können erfüllt werden, wenn man das Verfahren zum Kaltpreßschweißen von drahtförmigen elektrischen Leitern, insbesondere von Glühdrähtchen mit den Zünderdrähten elektrischer Brücken -zünder, derart ausführt, daß der Schweißdruck durch die Einwirkung hochfrequenter Schwingungen auf die Schweißstelle gegenüber dem beim Kaltpreßschweißen notwendigen Schweißdruck der Leiter verringert wird.
Zum Befestigen eines Glühdrähtchens mit den Zünderdrähten elektrischer Brückenzünder arbeitet man vorzugsweise derart, daß die Zünderdrahtenden abgeflacht und so um das Glühdrähtchen gebogen werden, daß dieses in den Biegestellen die Zünderdrähte berührt, worauf es durch hochfrequente Schwingungen, z. B. durch Ultraschallenergie, mit diesen molekular verschweißt wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren hängt nicht davon ab, auf welche Weise hochfrequente Schwingungen erzeugt werden. Die bevorzugten Frequenzen hängen von dem Querschnitt der zu befestigenden Drähte ab. Sie liegen zwischen Schallfrequenz und Ultraschallfrequenz. Je nach der Stärke der zu verschweißenden Metallteile und deren stofflicher Zusammensetzung kann man Schwingungen verschiedener Schwingungsweite anwenden.
Nachstehend ist für den Fall der Befestigung eines Glühdrähtchens mit den Zünderdrähten elektrischer Brückenzünder das Wesen der Erfindung veranschaulicht.
Fig. 1 A stellt einen Aufriß eines Zünderdrahtes an einem elektrischen Brückenzünder dar, der am Ende abgeflacht ist; Fig. 1 B gibt eine Seitenansicht des gleichen Zünderdrahtes wieder; Fig.2 stellt eine Seitenansicht des Zünderdrahtes dar, dessen abgeflachtes Ende um ein Glühdrähtchen gebogen wurde, das im Querschnitt gezeigt ist; Fig. 3 zeigt im Aufriß die beiden Zünderdrähte mit dem Glühdrähtchen, das mit den Biegestellen der beiden Zünderdrähte verschweißt wurde; in Fig. 4 ist eine Teilansicht des Oberteiles des Brükkenzünders im Ouerschnitt zu sehen, wobei die durch den Abschlußstopfen festgehaltenen Zünderdrähte mit dem erfindungsgemäß eingeschweißten Glühdrähtchen zu sehen sind.
In Fig. 1 A und 1 B ist durch 1 der Zünderdraht und durch 2 dessen abgeflachtes Ende bezeichnet.
In Fig. 2 sind die abgeflachten Enden über ein im Querschnitt wiedergegebenes Glühdrähtchen 3, 4 gebogen.
Fig.3 zeigt die gesamte Anordnung. Die an den Enden umgebogenen Zünderdrähte 1 und 1' tragen in die Biegestellen 5 und 5' eingeschweißt das Glühdrähtchen 4.
Aus Fig. 4 ist zu ersehen, daß die Zünderdrähte im offenen Ende 6 des Brückenzünders 7 durch den Kautschukring 8 festgehalten werden und daß sie gleichzeitig innerhalb der Sprengladung 9 liegen.
Nach dem Verfahren der Erfindung läßt sich z. B. ein Platin-Glühdrähtchen mit einem Durchmesser von 25 bis 36 Mikron mit Zünderdrähten aus Kupfer durch Hochfrequenzverschweißung molekular verschweißen, ohne daß Wärme erforderlich ist.
In ähnlicher Weise kann ein Glühdrähtchen aus Wolfram mit einem Durchmesser von 12 bis 17 Mikron mit einem Zünderdraht aus Kupfer verschweißt werden. In keinem Fall wurden wesentliche Wärmemengen erzeugt, so daß das Gefüge des Glühdrähtchens unverändert bleibt und Brüchigkeit nicht beobachtet werden konnte. Es können sowohl runde Drähte als auch abgeflachte Folien erfindungsgemäß verschweißt werden. Auch läßt sich das Verfahren ganz allgemein zum Verbinden schwacher Metallteile, z. B. zum Befestigen dünner Drähtchen auf Metallteilen, wie anderen Drähten, benutzen.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zum Kaltpreßschweißen von drahtförmigen elektrischen Leitern, insbesondere von Glühdrähtchen mit den Zünderdrähten elektrischer Brückenzünder, dadurch gekennzeichnet, daß der Schweißdruck durch die Einwirkung von hochfrequenten Schwingungen auf die Schweißstelle gegenüber dem beim Kaltpreßschweißen notwendigen Schweißdruck der Leiter verringert wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentanmeldung S 24489 VIII c/21 g (bekanntgemacht am B.10.1953); schweizerische Patentschrift Nr. 290943; USA.-Patentschrift Nr. 2 651148; Metallwissenschaft & Technik, 1951, Heft 1/2, S.21; Der Maschinenmarkt, Coburg, 6. B. 1952, Heft 63, S. 3 bis 5; Werkstatt und Betrieb, 91 (1958), S. 306 und 307; Metal Industry, 1950, S. 9; Wire, 1952, Heft 12, S. 1299.