DE1508309C3

DE1508309C3 - Verfahren zum Verbinden von metallischen Werkstücken, von denen mindestens eines aus einem durch Dispersion gehärteten Blei besteht

Info

Publication number: DE1508309C3
Application number: DE19661508309
Authority: DE
Inventors: Arnold London Lloyd; Exeter Robert Christleton Chester Cheshire Newson
Original assignee: ASSOCIATED LEAD MANUFACTURERS Ltd LONDON
Current assignee: ASSOCIATED LEAD MANUFACTURERS Ltd LONDON
Priority date: 1966-07-08
Filing date: 1966-07-08
Publication date: 1975-11-20
Also published as: DE1508309A1; DE1508309B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden von metallischen Werkstücken, von denen mindestens eines aus einem durch Dispersion gehärteten Blei besteht. , .

Durch Dispersion gehärtetes Blei, d. h. Blei aus Bleipulver und aus darin in kleinen Mengen gleichmäßig verteilten Bleioxydteilchen, übertrifft in bezug auf die mechanischen Eigenschaften die des gewöhnlichen Bleis. Die Anwendung des gehärteten Bleis ist jedoch dadurch begrenzt, daß sich bei der Verbindung von Werkstücken aus diesem Werkstoff mit Werkstücken aus gleichem oder anderem Werkstoff Schwierigkeiten ergeben. So ist es unmöglich, eine zufriedenstellende Schweißverbindung mit solchen Werkstücken zu gewinnen, weil hierbei die sich aus dem Einschluß von Bleioxydteilchen ergebenden günstigen Wirkungen wieder aufgehoben werden.

Es ist bekannt, Bleche oder dergleichen Werkstücke aus einer Blei-Antimon-Legierung herzustellen. Auch Lotlegierungen aus Blei und Antimon sowie weiteren wichtigen Zusätzen aus Aluminium und/oder Magnesium zur Steigerung der Festigkeit des Lotes sind ebenfalls bekannt. Wegen des niedrigen Schmelzpunktes und der hohen Festigkeit wird dieses Lot bei der Automobilherstellung als Verbindungs- und Füllmittel zur Verbindung von Karosseriewänden, die nicht genau übereinstimmen, verwendet. Eine hohe Festigkeit in der Verbindungslegierung ist aber zum Verbinden von durch Dispersion gehärtetem Blei nicht brauchbar. Die bekannten Lötmittel sind stets mit einem Flußmittel zu verwenden, das das Metalloxyd auf der zu lötenden Metalloberfläche auflösen soll, damit das Lot die Oberfläche des Metalls umschließen kann. Auch dies steht einer Anwendung als Verbindungsmittel für Werkstücke aus durch Dispersion gehärtetem Blei entgegen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zum Verbinden von metallischen Werkstücken aus durch Dispersion gehärtetem Blei vorzuschlagen, das eine Beeinträchtigung oder Zerstörung des eingeschlossenen Bleioxydes und somit der zu verbindenden Werkstücke vermeidet.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist das Verfahren gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß unter Vermeidung eines Flußmittels zwischen die zu verbindenden Werkstücke eine geschmolzene Zweistoff-Blei-Antimon-Legierung von 3 bis 11 Gewichtsprozent, vorzugsweise 4 bis 10 Gewichtsprozent Antimon eingebracht wird.

Bei einer solchen Zweistoff-Legierung liegt der Schmelzpunkt zwischen 252 und 300° C, also genügend weit unter dem des Bleis von 327° C. Dadurch ist gewährleistet, daß das durch Dispersion gehärtete Blei während des Verbindungsvorganges nicht zum Schmelzen kommt.

Die Blei-Antimon-Legierung kann in Stabform zum Einsatz kommen. Ein Schweißbrenner kann das Material ähnlich wie beim Löten abschmelzen. Allerdings werden keine Flußmittel verwendet. Die Blei-Antimon-Legierung dringt nur sehr wenig, beispielsweise 0,25 mm tief, in die Oberfläche des gehärteten Bleis ein, und da letzteres nicht zum Schmelzen

ic kommt, werden seine mechanischen Eigenschaften auch nicht beeinträchtigt.

Als vorteilhaft hat sich die Anwendung einer Blei-

Antimon-Legiorung von 4 bis 10% Antimon er-

. geben. Die verwendeten Blei-Antimon-Legierungen weisen annähernd die gleichen mechanischen Eigenschaften und annähernd auch die gleiche Korrosionsbeständigkeit wie das durch Dispersion gehärtete Blei auf. So können Bleche oder andere Werkstücke aus gehärtetem Blei sehr vorteilhaft zur Herstellung von Apparaten für die chemische Industrie Verwendung finden, ohne daß eine Korrosion an den Verbindungsstellen befürchtet werden muß. Eine feste und sichere Verbindung wird auf diese Weise erreicht. Die Wirksamkeit dieser Verbindung ergibt sich aus einem Diffusionsvorgang, der tatsächlich eine Schweißverbindung entstehen läßt,, ohne daß dabei das Blei der Werkstücke zum Schmelzen gebracht wird. Diese Diffusionswirkung läßt sich damit erklären, daß zwischen dem Antimon in der Verbindungslegierung und Bleioxydteilchen in der Nähe der Oberfläche des gehärteten Bleis eine Reaktion entsteht, die zu einer echten metallischen Verbindung führt. Die Verbindungslegierung gewährleistet etwa die gleiche Festigkeit wie das durch Dispersion gehärtete Blei.

Nachfolgend sind Versuchergebnisse zur Bestimmung der Bruchbelastung von Standard-Prüf-Werkstiicken angegeben. Dabei ist der Bleioxydgehalt des Werkstoffes auf das PbO bezogen.

Werkstoff

1. 6,3-mm-Blech aus dispersionsgehärtetem Blei mit 1,5 °/o PbO, ohne Verbindung

1. Stoßverbindung mit Blei mit 4 % Antimongehalt zwischen zwei 6,3-mm-Blechen aus dispersionsgehärtetem Blei mit 1,2⁰Zo PbO-Gehalt

3. Überlappungsverbindung mit Blei mit 4% Antimon-Gehalt zwischen zwei

Blechen entsprechend Test 2

4. Stoßverbindung mit Blei mit 6 ⁰Zo Antimon-Gehalt zwischen zwei 6,3-mm-Blechen aus dispersionsgehärtetem Blei mit 1,5⁰Zo PbO-Gehalt

5. Stoßverbindung mit Blei mit 8 ⁰Zo Antimon-Gehalt zwischen zwei 6,3-mm-Blechen aus dispersionsgehärtetem Blei mit 2,5 ⁰Zo PbO

6. Überlappungsverbindung mit Blei mit 6⁰Zo Antimon-Gehalt zwischen zwei 6,3-mm-Blechen aus dispersionsgehärtetem Blei mit 4 % PbO

Bruchlast (kg)

Die Zeichnung zeigt verschiedene Verbindungsformen in schematischer Ausführung. Es stellt dar F i g. 1 eine Stoßverbindung zwischen zwei Blechen, F i g. 2 eine Eckenverbindung zwischen zwei Blechen,

F i g. 3 eine Überlappungsverbindung zwischen zwei Blechen,

F i g. 4 eine Stoßverbindung von Rohren,
F i g. 5 eine Hülsenverbindung an einem Rohr,
F i g. 6 eine Flanschverbindung an einem Rohr und F i g. 7 eine Muffenverbindung an einem Rohr.
F i g. 1 zeigt eine Stoßverbindung zwischen zwei Blechen 10 und 11 aus dispersionsgehärtetem Blei. Wie zu sehen ist, sind die aneinanderstoßenden Kanten der Bleche zur Bildung einer V-Naht abgeschrägt, in die die geschmolzene Blei-Antimon-Legierung 12 eingebracht wird.

F i g. 2 zeigt eine Eckenverbindung zwischen den Blechen 10 und 11 aus dispersionsgehärtetem Blei. In diesem Fall ist nur das Blech 10 abgeschrägt.

Die überlappende Verbindung nach Fig. 3 zwischen den beiden Blechen 10 und 11 wird dadurch hergestellt, daß die geschmolzene Blei-Antimon-Legierung am Ende des Bleches 10 niedergelegt wird. Genügend Schmelzlegierung kann zwischen die sich überlappenden Teile der Bleche einfließen, um die Verbindung herzustellen, und eine Kehlnaht 12 aus verfestigter Legierung bleibt auch nach beendeter Verbindung bestehen, die am Ende des Bleches 10 zur Verstärkung der Verbindung anliegt.

Fig. 4 zeigt eine Stoßverbindung zwischen zwei Rohren 20, 21 aus dispersionsgehärtetem Blei.

In F i g. 5 sind die beiden Rohre 20, 21 aus durch Dispersion gehärtetem Blei durch zwei Außen-Rundnähte 12 an einer Hülse 13, die aus dispersionsgehärtetem Blei oder anderem Metall sein kann, miteinander verbunden.

F i g. 6 zeigt, wie am Ende eines Rohres aus durch Dispersion gehärtetem Blei ein Flansch 14 aus Blei mit 6% Antimon-Gehalt unter Bildung einer V-förmigen Hohl kante mit dem zu verbindenden

ίο Rohr durch eine 'Verbindungsnaht 12 aus einer Blei-Antimon-Legierung befestigt werden kann.

F i g. 7 zeigt eine Muffenverbindung zwischen den beiden Rohren 20, 21.

Die Erfindung läßt sich auch für die Klemmanschlüsse von Plattenbatterien sehr vorteilhaft anwenden.

Der Antimon-Gehalt der Zweistoff-Legierung wird unter Berücksichtigung des Oxydgehaltes des durch Dispersion gehärteten Bleis ausgewählt, um zu gewährleisten, daß die Verbindungsnaht im wesentlichen die gleichen mechanischen Eigenschaften aufweist wie die zu verbindenden Bleche oder Rohre. Es ist keine merkliche Verminderung der Kriechfestigkeit der verbundenen Stücke zu beobachten, da die Nahtstellen sehr klein sind. Die Festigkeit des mit Antimon legierten Bleies läßt zwar bei ansteigender Temperatur nach, während hingegen die Festigkeit des durch Dispersion gehärteten Bleies erhalten bleibt, so ergibt sich hieraus doch keine nachteilige Auswirkung bei der Herstellung solcher Verbindungen, weil
klein sind.

die Verbindungsstellen verhältnismäßig

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zum Verbinden von metallischen Werkstücken, von denen mindestens eines aus einem durch Dispersion gehärteten Blei besteht, dadurch gekennzeichnet, daß unter Vermeidung eines Flußmittels zwischen die zu verbindenden Werkstücke eine geschmolzene Zweistoff-Blei-Antimon-Legierung mit 3 bis 11, vorzugsweise 4 bis 10 Gewichtsprozent Antimon eingebracht wird.