DE1527548A1 - Verfahren und Anordnung zum Schweissen mit Hilfe von Sprengstoff - Google Patents
Verfahren und Anordnung zum Schweissen mit Hilfe von SprengstoffInfo
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- DE1527548A1 DE1527548A1 DE19651527548 DE1527548A DE1527548A1 DE 1527548 A1 DE1527548 A1 DE 1527548A1 DE 19651527548 DE19651527548 DE 19651527548 DE 1527548 A DE1527548 A DE 1527548A DE 1527548 A1 DE1527548 A1 DE 1527548A1
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- B23K20/08—Explosive welding
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Description
Die Erfindung bezieht aioh auf Verfahren und Vorrichtungen,
die es ermöglichen» Bauteile aus Metall miteinander au verschweißen, und sie aieiit insbesondere verbesserte Verfahren
und Vorrichtungen für das sogenannte Explosionsschweißen vor.
Das Sxploaionsächweißen bietet dann, wenn es einwandfrei
durchgeführt wird, verschiedene Vorteile gegenüber der elektrischen Lichtbogenschweißung bzw. dem Gasschweißverfuhren, insbesondere
insofern, als die schädlichen Wirkungen, die aich bei der !lichtbogenschweißung und bei der Gasschweißung infolge der hohen
Temperaturen und der Verunreinigungen ergeben, vermieden werden können. .Bei vielen metallen ist die Anwendung des Lichtbogenoder
des ilatmnensehv/e iß Verfahrens nicht möglich, da die beim
schweißen erzeugte ..arme zu einer erheblichen Schwächung der
Bauteile führt, die miteinander verschweißt werden sollen, und
da häufig bei den dehweißtemperaturen unerwünschte chemische
reaktionen ablaufen. Aus vermiedenen weiteren Gründen erwüsen
slcL die Lichtbogen- und J?lum«iensohweißverfahren auch In anderen
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Anwendungsfällen als ungeeignet. Zahlreiche Metalle» die nicht
mit Hilfe des Lichtbogen- oder des iaammenGchweißverfahrens
verschweißt werden können, lassen sich einwandfrei schweißen, wenn
man. das im folgenden beschriebene neuartige Explosionsschweißverfuhren
anwendet· Me Erfindung ermöglicht es» Bauteile aus Metall einwandfrei zu verschweißen, ohne daß die i3auteile oder
werkstücke erhöhten Temperaturen ausgesetzt zu werden brauchen, und ohne daß e3 erforderlich ist, mit einem i'lußmittel zu arbeiten·
Während es die Lichtbogen- und Gasschweißverfahren im allgemeinen
nur ermöglichen, zwei Bauteile längs schmaler Linien oder Streifen miteinander au verbinden, an denen die freiliegenden
ivanten der Werkstücke einander benachbart sind, ermöglicht das ümplosionsschweißverfahren die uerstellung von sogenannten
i'läcaensehweißungen; mit anderen Worten, es i3t möglich, awei
Bauteile über ihre gesamte Anlagefläche hinweg zn verschweißen,,
so daß eine erheblich festere .Bindung st i^ohen den Bauteilen erzielt
werden kann.
Beim jisplosirOsechvjeißen wird eine Sprengst off ladung dazu
benutzt» eines der beiden %u v^rschweißenöon werkstücke Mit einer
großen Kraft stoßartig an ein zweites werkstück snaudrücken*
■Jird eine ausreichende Kraft aufgebracht» führt die Stoßwirkung
zwischen den beiden werkstücke*! öasu» daß aie «erkstiicke aus
Metall an ihrer -üerührungsfläche miteinander verbunden werden,
wie aus Mikrophotographien zu erkennen, erfordert äle Erzielung
einer guten Bindung häufig, daß die einander benachbarten Flächen
jeweils eine gewellte iform annefeiaeng bei der sich die Erhöhungen
und Vertiefungen der Fläche des einen Bauteils genau dea Vertiefungen
bsw. Erhöhungen der Fläche· d^e anderen Bauteils anpassen.
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Wird ein Bauteil aus Metall mit einer Btoßgeschwindigkeit in der
Größenordnung τοη etwa 500 m/sec oder darüber ge^en ein anderes
Bauteil aus Metall geschleudert, erfahren die Berührungsflächen der beiden Bauteile eine Kaltverformung, und hierbei können an
den beiden Flächen zueinander passende wellen entstehen. Die Erzeugung dieser Wellen führt *ur Entstehung neuer Flächen, die
von Oberflächenoxyden oder Korrosionsfilmen in wesentlichen frei sind} hierbei werden die Metallaoleküle der beiden i'eu teile in
eine innige Beziehung zueinander gebracht, so daß sie sich miteinander
verbinden. Man erkennt somit, daß ζτ/ei Werkstücke aus
Metall miteinander verschweißt werden können, ohne daß die Temperatur der Werkstücke erhöht zu werden braucht, und ohne daß
es erforderlich ist, ein Flußmittel sun üeinigen der Fläe>^n eu
benutzen·
Bei den bis jetst bekannten Explosionsschveißverfahren
treten in manchen Fällen unerwünschte Hohlräume und unverschweißte
Stellen oder Flächen auf, und Ewar insbesondere in der Nähe der
Ränder der Flächen, die verschweißt werden sollen. Offenbar entstehen
solche Kohlräume in vielen Fällen dadurch, daß Gase in der Um je buns <*e:r zu verschweißenden Bauteile vorhanden sind,
und daß Gase, die bei der Detonation des ^prcmgutoifa entstehen,
um die Kanten eines der ,ierkstücke hertunwandern unJ arischen den
beiden zu verschweißenden '/erkstücken eingeschlossen v/erden.
Das Yornondensein von (lasen zv/ischen den beiden orkntlicken führt
zu inohreren imcrrünechten Wirkungen, enn die beiden .erhctüeke
je, ' nuinander j·- trieben v.-erden, -.;ira das Gas adiabaticch verdichtet
und nuf -rine außerordentlich hohe !'eiap^ratur gebracht; in~
fol£etleöi:.en wird das .ietull der ..erkstücke im .ieroicii der
ücliv/eißstelle in unerwünacliter ν,eise erhitzt, ferner führt das
Ui /υπυ
Einschließen von Gasen zwischen den beiden Werkstücken sur Entstehung
einer "Base", die an der betreffenden Stelle das Entstehen
einer Verbindung sswischen den Werkstücken verhindert· Die «wischen
den beiden Werkstücken vorhandenen Gase wirken außerdem als Polster oder Puffer, d*h. aie stören und verlangsamen die Bewegung
der gegeneinander zu schleudernden Werkstücke; mit anderen Worten, die Stoßgesehwindigkeit wird verringert» und hierdurch wir*
die Schweißstelle nachteilig beeinflußt. Ferner benötigt win erheblich
größere Sprengstoffiaengen, um die Werketücke gegeneinander zu treiben« wenn ein Sas zwischen den zu verschweißenden
Plächen vorhanden ist« Bin wichtiges Ziel der Erfindung beeteht
nunmehr darin» ein verbessertes Explosionsschweißverfahren und verbesserte Vorrichtungen vorzusehen, die es ermöglichen» die
nachteiligen V.irkungen dee Vorhandenseins solcher Gase auszuschalten,
Gemäß der Erfindung wird das Vorhandensein von Gasen zwischen den beiden werkstücken mit Hilfe von zwei Verfahren ia
wesentlichen verhindert· Erstens wird die Detonation des Sprengstoffs
in der Welse bewirkt» daS sich sowohl der Sprengstoff als
' auch die Werkstücke in einem Vakuum befinden, d.h. in einem Haue,
in dem nur ein Druck von s»B. etwa 0,001 ata herrscht· Zweitens
werden die bei der Detonation des Sprengstoffs entstehenden Gase gemäß einem wichtigen Merkmal der Erfindung dadurch gegenüber den
Werkstücken abgeschirmt, daß die Länge des Weges vergrößert wird, ü®n die bei der Detonation entstehenden Gase zurüeilegen
müssen, um zwlsoheii die beiden Werkstücke zu gelangen· Durch
eine solche Verlängerung dee erwähnten Weges kann man gewährleisten,
daß nur eine miniaale Zahl von Gasmolekülen zwischen
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die beiden Werkstücke gelangt» bevor diese miteinander verbunden
werden; auf diese Aeise können die erv/ähnten unerwünschten
Wirkungen vermieden werden, die anderenfalls durch die vorhandenen
Grase hervorgerufen werden.
ferner kommt es bei den bis jetzt bekannten Explosionsschweiöverfahren
vor, daß die nerkstücke an ihren Kanten abplataen
ijs wurde festgestellt, daß man dieses Abplatzen in vielen Fällen
dadurch verhindern kann» daß man eine sogenannte ffuchtfalle benutat»
die verhindert» daß eine Stoßwelle die Kanten der Werkstücke rodiert, wenn sie aus den Werkstücken austritt« üomit
besteht ein weiteres Ziel der üriindung darin, Explosionsschweißverfahren
und -Vorrichtungen derart vorzusehen» daß da^ erwähnte Abplataen der Werkstücke vermieden wird} genauer gesagt
sieht die Erfindung zu diesem ^weck eine sogenannte .nchtfalle
in Form einer ütützmasse vor» die in Anlage an der r^nte eines
werkstücke angeordnet wird. Natürlich kann dioao ;tüt.",masse oder
,Vuciitfalle während des ü)xploeiona3ch',veißvor.';an;;3 mit äan ,/erkstdeken
verschweißt werden; im iiitfblick hierauf besteht ein veitere.3
2±ε1 der Erfindung darin, einfache Ve .-fahren und Mittel
vursuüehen, um die Wuchtfalle nach. Beendigung Iqü -j'iv/oißvorgangs
■au entfernen. Genauer gesagt besteht ein weitorsß Z±--l darin, eine
..-ucl'jbfalle auo oineni ?i:jterial vorzucchön» ian leicht aufgelöst
oder foru£,espült werden kann, oder das einen niedrigen
Sohmelzpunlit besitzt, so daß es leicht gcjclmolson v/erlen kann,
ohne daß eine Schädigung der .VorkstüCire ointritt.
Bei manciien industriellen Anwendungafallen haben die Werkstücke
ziemlich komplizierte i'ormenj manche derartigen werkstücke,
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die verschweißt werden sollen» weisen. Hohlräume bzw· Vertiefun—
gen oder öffnungen von unregelmäßiger Umrißform auf, und bei
manchen werkstücken ist es erforderlich» eine Folge von einander
benachbarten flächen vorzusehen die abwechselnd verschweißt
bsaw. nicht versehweißt sind. Jiin weiteres Ziel der ijrfindirag be-Bteht
darin, geeignete Verfahren und Vorrichtungen vorzusehen,
mittels deren es möglich ist, derartige werkstücke au verschweißen.
Genauer gesagt besteht ein Ziel der Erfindunis,-darin, eine
Wueiit'falle an jeder Öffnung oder an" jeder unregelmäßigen umrißform
innerhalb der'.werkstücke- dadurch vorzusehen, daß die Öffnungen
mit einem leicht au entfernenden Material gefüllt werde»,
öo (laß der behweißvorgang zwischen v; erkstücken durchgeführt wer*
dun kann, die "scheinbar" regelmäßige geometrische ^ lachen aufwei-Den,
woraufhin das imllinat.erial entfernt werden kann*
-üei den bis jetzt bekannten lixploöionöschweißverfahren
kaniiiit es häufig vor, daß eines der beiden zu verüchv/eißenden
(»erkütücke auf unerwünschte vVeiae verbogen wird, ueiaäß der Erfindung
iat es- möglich, die Uefahr einer solchea unerwünschten Verbiegung dadurch auf eia.Mindestmaß' au verringern, dai5 Maßnahmen
ge traffen werden, um das Auftreten reflektierter stoßwellen «u
verhindern, die eine solche unerwünschte Yerbiegung verursachen·
üomit besteht sin weiteres Ziel der Erfindung darin, Kxplosionsschweißvarfahren
und -¥orriehtungen vorauaehen, bei denen die
Werkstücke, nicht in unerwünschter κeis© verformt werden, öenauer
gea> besteht ein Ziel der - jsri'inUung darin, einen Amboß oder
ünturstützungaiaitbel vorausehen, die eine solche akustische oder
Btoßwellen-Widerstctndscharakteristlk oder eine solche Stoßwell@G-Übertragungöoharakteristik
aufweisen, daß eine Anpassung an di@
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BAD ORSGINAL
akustische Widerstandscharakteristik des unterstützten i.erkstücks
erzielt wird, um zu erreichen, daß Stoßwellen, die sich vom Werkstüök
zu dem Amboß bewegen, nicht zum Werkstück zurückgeworfen werden* Der Widerstand eines Materials kann mathematisch als das
Produkt der Schallgeschwindigkeit in dem Material mit der Dichte
des Mater!als definiert werden. -Bezeichnet man die iichallgeschwin-Äigkeit
in einem material mit c und die Dichte mit f, ist der
Sioßwellenwiderstand durch den Ausdruck cf gegeben.
Es hat sich gezeigt, daß sich hervorragende Schweißstellen
erzielen lassen, wenn das Material der Werkstücke im Augenblick '
ihrer Vereinigung nicht zum Schmelzen gebracht wird. In oanchea
fällen, in denen die Erfindung angewendet werden karns* ^»3» öel
Legierungen mit niedrigem Schmelzpunkt, hat es sich gezeigt, daß es ssweokm^ßig ist, ein solches Schmelzen des Materials dadurch
zu verhindern, daß man eine Türkühlung eines der "beiden iverk-'
stücke oder beider v.erkstücke durchführt. Somit.-bestclit" ein wei—
-.■■■ '■■■*■-
teres 2iel der Erfindung darin, ein Exploslonssohwoißverfahren
vorzusehen, bei dem mit Hilfe einer Vorkühlung erreicht wird,
daß das Material der werkstücke nur in einem minimalen Ausmaß · a
schmlzt· üetiauer gesagt sifeht die Erfindung Mittel und Verfahren
vor, um die zu verschweißenden werkstücke zunaehüt bis erheblich unterhalb der normalen temperatur oder der Kaumtemperatur
abzukühlen, una um dann den Explosionasclv^eißvorgaug durchzuführen, so daß die leiaperatur während aes UCüV/eißvorgan^ij und un—
xaittelbar danach nicht übermäßig ansteigt·
Jüin weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung
verbesserter Verfahren und Mittel, um d^. ei oder mehr Werkstücke
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mit Hilfe eines einzigen Explosionssehweißvorsangs miteinander
zu verschweißen, uenauer gesagt besteht ein Ziel der Erfindung
darin, mehrere Bauteile ortsfest in Abständen voneinander anzuordnen
und ein bewegliches Organ vorzusehen, das mit Hilfe einer Sprengstoffladung angetrieben wird, um gegen ein erstes ortsfestes
.BHUtRiI geschleudert zu werdenf so daß die ,Vueht auf dieses Bauteil
übertrafen wird, woraufhin das erste ortsfeste Bauteil ge_ Gen ein weiteres ortsfestes bzw. ruhendes Bauteil geschleudert
wird. Mit Hilfe dieses Verfahrens und der zugehörigen Mittel ist es möglich, ein geschweißtes Erzeugnis hersufötellen, das sich aue
mehreren i· etallschichten zusammensetzt·
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung verbesserter Verfahren und Mittel für das Explosionsschweißen»
bei denen zwei Bauteile aus Metall alt Hilfe einer Sprengstoffladung
derart gegeneinander getrieben werden, daß das Auftreffen zuerst an einem Punkt oder einer Linie innerhalb der zu verschweißenden Flächen erfolgt, und daß sich dann die Stoßlinie alt
einer unter der Schallgeschwindigkeit liegenden Geschwindigkeit über die au verbindenden Flächen bewegt« Eine Möglichkeit, eine
solche Stoßlinie entstehen zu lassen, die sich langsamer als die Schallgeschwindigkeit bewegt* besteht darin, ein bewegliche»
Bauteil über einem ruhenden Bauteil unter einem Neigungswinkel anzuordnen. Eine weitere Möglichkeit, eine solche Stoßlinie entstehen
zu lassen, die sich langsamer als die Schallgeschwindigkeit bewegt, beoteht darin, für eine ungleichm ßlge Verteilung
des Sprengstoffs derart zu sorgen, daß verschiedene 'i'eile des beweglichen Bauteile «lt unterschiedlichen Geschwindigkeiten
gegen das ruhende Bauteil getrieben werden. Ein weiteres Verfahren,
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BAD ORiGfMAL
um eine solche sieh bewegende ötoJlinie e nt u te. nc α ^u lasten,
besteht in der Verwendung eines Jpren^&tofi'a aiii; niedriger Detonation3geschwindi£keit·
Uin spezielleres Jiül dor «rxinduag besteht
3omit darin, eine Verteilung der üprengl .ui an- derart vorzuaohen,
daß sich ein Teil des beweglichen XurfcGLlj ulk ainer
höheron tteacnviindigkeit bewegt und zuorat am' u:.uj ruii^nde Bauteil
auftrifft, während sieh andere Teile mit ni.;cir/i,:;.)r3ii .!,jaehv/indig—
kciten bewegen und in späteren XcitpunJctsri auf -iü ruhende Bauteil
auf treffen» 30 daß eine Jtoßlinic antstuht, äi^ .,Loh mit einer
unter der ^challgeach-.vindigkeit lia^cnden ^j^au/i^^i
Ji'in weiteres 2iel der ^rfindun^ bectelit in der» Schaffung
verbesserter Verfahren und Kittel, die; es' erc-o^lieiion, im
<>ege des iixploöions£5Chv/eißens üerkntücLe zu verschweißen» die geome—
trisohe i'Oraon haben und z.J. alü L'oLl.'^liiiJti1, Λ...ϋα:^linder,
gGiVölbte Ansätae und dergleichen ausgebildet jiiid. Jcaaaer gesagt oeüfcGht ein Jici der ;:iivindun£, larixi, oliot AaoiVäung sum
iiixLjGh./elwen oinea Aut-Lleidun^üteilo in einen ^liiiaür uder einen
Ilalbzylinder derart vjraujehen, daß ein .,2IiOIiIu0Or ^.ur eine
1,'aochinc' entsteht» tlitrbei kann ein konisch ^..xOrjuteu Auaklei—
üteil in den Zylinder eingeführt v/erden» ua inun kanu eine
n/jtitoffladung innerhalb dej Auükleiauüti.iueilü anordnen· »ird
die .'pren^iitoffladung 3ur Huto^ation ^übracitt, v/ird day Auoklei—
dun%';afcfiil geoen die Jiylindriaoho I1IUoi.ü ,_e i;riebcm, U::d eine ätoßliiiie
üQue^t uicn lariüi-amer aiu die iichällgöaehwiridigkoit von
einem uuaa zum uaderen, wobei das AuBkleidungsteil iüib er zylindrischen
ülfctche verjchweiüt wird. iJie L-ntatehun-; einer sich
bewegenden otoiilinie k nn auch herbeigcfuiirt :;orden, \/enn man
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- to -
anfalle ':;iuos konischen. Auskleidungsteils ein ^,/liadr Laches AusjLicf.'Uiu^wiJGll
iiiaerlialb der zylindrischen oder halb-isylindrisehen
υ.ΐ-ί-ίίαη^ in ,..-inum .ibctand von dieser anordnet und einen apreßg-
ι,τοί,τ mit aiadrigor x-etonationsgööohwindigkeit y-jrvvCiidet» In die
w^;;. A\,il mwi die -:"'jto^afcionsg3S-Qhmndigkeit des Jpron^i-toffs unto:·; dar ...c:lu..ll^iiti-]T,."iaaia;ksIt liefen* ^einäß eiri:;:ü v.^-iusren Ziel
i,.i':.,:...t iie .^■..-iu.ai;.^, Yf-rfukrsa und Mittel vor» uk ein Aiiskleidu
uaiit.^t-.d,! io -lin&m klei-iereüi Auütaud voü oii
.y_;.3t,x'o?i -au'Ssils aßgeordaet i.il& von da;:* ^o^eniiter lie
α ore Abttaüd Svvischon dew Aiuji^le
oklüidua^bbeilü vergrößart^ kann iaan die Sprengatoffladuag auf
u^riit erwähnen Geits jsur Betonatioü lirinijea^ und as kann
eine; ä'Gößliaie langsamer als die Schallgesctw/indigkeit
längs des umfange des'Auakisidungsteils bewegen, wobei eine
Schweißverbindung von hervorragender brüte entsteht*
.eitere ...inselheiten und Vorbeilo der Crfindun.-v; ergeben
sich aus der folgenden .Beschreibung mehrerer Au
an -iaüil der 3eiclmungene
1δ ΐΐίϊο 1b aeigen jeweils im öolaaitt eine Anordnung
zum VersciiweiSeiS ?on Saytfeilaii a«s Me-feall gemäß «ler Erfindung,
wobei Fig* 1s die Aaorämmg der Seil© ^or der Detonation i«3?
üprenglaßang ssig'6, wäiireaö Jig.. Ib die fortschreitend» Tarier«
mung der Seil© i« VQi'iaaf äei6 üsvoastiOR «s-kw-üaei! l»ß-t.
S O 9 8 3 7 / 1) 3 1 O
BAD C32WAL
Pig. 2 gibt schematiuch eine Mikrophotographie der !Trennschicht
awiüohe.ü sswei miteinander verbundenen üauteilen wieder,
die erfindungöeemäß versehweißt worden Bind«
fig· 3 zeigt im Schnitt eine weitere Anordnung zum Verschweißen
von iiietallplatten, wobei mehr als zwei Platten miteinander
verschweißt werden sollen·
!■'iö· 4 zeigt im ochnitt eine weitere Anordnung sum Verschweißen
von aetallteilen unter Verwendung einer oprsnglodung von sich
verjüngender Querschnitxüform*
Pig. 5 zeigt im üehnitt eine Anordnung zum -iiiichweißen
eineo inneren Auckleidungsteils in einon ilolilzylinJer oder einen
iialbzylinder.
6 ist eine perspektivische Schnittdarütellung einer weiteren Abordnung zum Einschweißen einee inneren AuekleidungsteilB
in einen Zylinder oder Halbzylinder·
?ig· 7 "ti io^ iß schnitt eine weitere ..nox Jaun^ zum Einschweißen
eineo .lUuikleidungijteil;.· in einen Ualbaylinder·
Fig. ö zeigt im Schnitt eine Anordnung zum Aufschweißen
einer kietallverkleidung auf ein vorspringendes -liauteil, z.B.
eine Halbkugel oder einen Dom.
Pi^. 9 ii-.t ei!.·0 purt;;. yKtivicche icilt ar.jCollun:: eines Linienwcl"
en^ei-t.ratorsf der -cnutst werden kann, um ex^findungsge—
mäße flache ^prongluciungen zur Detonation zu bringen·
Gemäß der r-riindung wird ein erstes ruhendes . erkstück 11
auf eine» Amboß oder einer Unterlage 12 angeordnet. Ein zweite»
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bewegliches Werkstück 15 wird in einem Abstand von dem ruhenden
werkstUck ti angeordnet· Eine Gasabschirmung 14 kann gemäß
i'ig* 1a eine zeitwellige Unterstützung für das bewegliche Werk··
stäck bilden» das an der Gaeabschirmung H oit Hilfe einer
Schicht 15 aua Leim oder einem anderen .Klebstoff befestigt ist«
Lin Gummipolster oder ein anderer Explosionsdämpfer 16 kann auf
der das Werkstück 13 tragenden GasabBchiramng angeordnet sein»
und eine flache Schicht 1? aus dem Sprengstoff kann auf de«
Dampfer 16 ruhen· Wird die Sprengladung 1? aur Detonation gebracht,
wird das bewegliche Werkstück 13 gegen das ruhende Werk-»
stück 11 getrieben bzw· geschleudert, und zwar derart» daß sich
eine Stoßlinie gemäß Fig. 1b langsamer als die Schallgeschwindigkeit
längs der beiden Werkstücke 11 und 13 bewegt· Vor der Detonation
wird die Atmosphäre aus dem ilaum zwischen den Werkstücken
11 und 13 evakuiert; während der Detonation wird verhindert, daß die bei der Explosion entetehenden Gase in den Eaua «wischen den
beiden Werkstücken eintretenj dies wird durch die ^asabachlrmung
H bewirkt, durch die der Weg verlängert wird, den die Gas«
ffioleküle des detonierenden Sprengstoffs zurücklegen müssen· Eine
Legierung mit niedrigem Schmelzpunkt kann verwendet werden, um
Öffnungen oder ünregelmäSigkeiten 18 und 19 der Werkstücke 11
und 13 aufzufüllen, und das gleiche Material kann in ?orm sogenannter Wuchtfallen 20 und 21 verwendet werden, um &&& Abplatzen
der Kanten der Werkstücke ssu verhindern· Um ein Verbiegen der
Werketücke zu vermelden, kann man die Widerstandseharalcteristik
des Ambosses 12 und der V/uchtfallen 18, 19, 20 und 2t des Widerstand des Werkstücks 11 anpassen·
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ils wird geschätzt j daß die "bei der .axplosionsachiveißung'
erzeugte ./arme bewirkt, daß die !Temperatur der ,.-er.··..stücke auf
100 bis 200° C erhöht wird· Z.rar liefen diese -1J-'eitiperatüren im
Vergleich zu Sehv/eißtemperatüren niedrig, doch aoi bemerkt, daß
man dafür sorgen kann, daß die genannten Temperättiron nicht wesentlich, höher werden als die xtaumtcmperatur, wem a.ui die Werkstücke
a«3... vor der Detonation mit fliLj.jiger Lu.u. v'oÄühlt.- ,;&nn
mehr als zwei .verlr.stücke verschleißt' .»erden solion, i-.ana man
.sämtliche v/erkstLtcke in. der in ^ig« '5 ^easi^tön ..si^e unterstützen.
Bei der -üetouation deo Sprengstoffs v;ird -±3 .,-uoht des
angetriebenen obersten Werkstücks 13a auf dio abrigca ..erkstüöke
30, 31 usw.■ übertragen# so daß alle ..erkstiioke aitcl);„.jicier
öOhweißt werden« '.iexm eine Schweißung von■ .liervorra^cndor Qualität erzielt werden soll, muß sich die otoßlinie' läng« dar Werkstücke mit einer 3esuhwindigkeit bewegen, die -ni'-'dri^-^r ist als
die Schallgeschwindigkeit.'3u.'diesem Zwack kann man verschiedene
Verfahren und Mittel anwenden} man kann z.JB· die .verkstücke In
Abständen voneinander tmd wnter einem winkel anordnen? ferner
kann man den Sprengstoff so verteilen» daß ein aesohwindigkeitsgradient
derart auftritt, daß ein 'i'eil des -Beweglichen «erkstileka
mit einer höheren geschwindigkeit angetrieben wird als ein anderer
^eil» weiterhin kann man einen Sprengstoff verwenden, dessen
^etonationsgeschwindigkeit unter der Schallgeschwindigkeit liegt.
Gemäß Pig· 1a ruht das erste .lörkstück 11 uun «tall--auf
dem Amboß 12» "i»as zweite (7.erkstüek bzw, die Hatte 1;>
aus Metall wird über dem ersten ./erkstiick so angeordnet, daß co «ich unter
oinüiü ..inkel £ nach oben erstreckt· In den ^eichnungon sind die
v;inkel <h und ß aus ^rund en der ^eutlichkolt stark' übartriebe-n
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, BAD ORiGiNAl
Die vrcisabüchirmuiag 14 kann aua einem relativ'" dünnen
BIeGh '-bestehen» doca erstreckt sie sioli erheblich über die
.Ränder der beiden »erkstüeke 11 und 13 hinaus«. Lie Saaabschirmun&
k.-mn gloieJaseii;ig eins zeitweilige unterotuts'iuik für das
bewegliche merkstilek .13 bilden^ das mit Hilfe einer ,Jaiiioht 15
tafcoi'x'e -^ 3 im. od.©r dergleichen an der' Grasab^chinnüng 14
gt wirdo üine ochiciit 16 aus eineia geei^noten ...a
go:.io cttiss o-ummip uberdeokt die 'ßasabschiraung und dient als
pfe.L- fur die uprexigladungo ^er üprsngstoff ;kuiin ulo. i-or
SouicLib 17 eraalüenjj welche die .L-ämpiuii^sLichia. t 10 '^us Gimml
überdeckt ο
ι las ruhende »«erkstiiek 11. kann ■ gemäß ~ü'±g<>
1a eine ader reve Vertief waxen oder Öffnungen 18 land 19. aufweisen« Vor ds©
jExplosionsacfoweirtaia köanea äiess ÖffeiiQgen ©it einer Legierung
■gefüllt v/erdea.p die bei eiaer mieä^lgBu''üemperatur jchmilst« S
dieaeiD i'»w®-ok sind S0Ji4, woGdmetalls ; lipsemetall odsr üe.rt-;leisii©m
göei^net«, üiine niedrl^schiBelasnd©. legierung9- -üq sicii als
die-a®ii %esk geeignet erwiesea ßat^ ist raater der goae'
geschützten jJeaeicaaung Gerrobeaä ©rliältlichi aie wird i?oa der.
ilraa Jerro de Paseo CoiapaKyr ner^östellte ijusät-alio-i au der
'Ballung g©g®beaeafalls vorhandener Öffnungen 18 und 19'kaan man
eine »eitere ütütaiaa-öse aus einem Metall .,mit niedrigeni Sehaslg«
punkt. längs der/üanten des ruhend©» Werkstücks 11 anordnen^ wi©
©a bei 20 und 21 dargestellt ist©- Eine solche 'S'tUtzBiasse aus 1®«
tall aa üaai ©ines ■••erks-tücks wird auoli als WuGutfalle beselöli»=·
n@ti aid bildet ..praktisoh eia© j?ortfiatjsungßiaaai3ee-ait>
sicii aa dan üandudee warketUeks ti anschließt -un& .-daau dlent„ 0isa@
aufisuaeiimen laad fortsuleitens die. aa
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au einem Abplatzen von Material an den Händern des »ierkstücks
führen könnte·
Die Sprengladung 17 kann mit Hilfe einer geeigneten Sprengkapsel 23 auf einer Seite des beweglichen .erkstücks 13
aur Detonation gebracht werden; die Sprengkapsel ist in unmittelbarer
' jwahe des ruhenden λerkstücks 11 angeordnet. Hschdem man
die Werketücke, die Gasabschirmung, die Dämpfungsschicht, die
Sprengladung und die Sprengkapsel gemäß Fig.. 1a angeordnet hat,
wird die Atmosphäre aus einer Kammer 24 mit Hilfe einer Säugpumpe
25 Über ein "entil 26 evakuiert· Ifaehdem der Inneidruek der
Kammer auf etwa O9OOI ata oder weniger herabgesetzt worden ist,
kann man den !sprengstoff-zur Detonation bringen* um den Schweißvorgang
durchzuführen·
Gemäß Fig. 1b überstreicht die Detonation die ;.-prengstofischieht
17 mit einer Geschwindigkeit von etv^a 6000 m/sec, wobei eine Explosionökraft erzeugt wird, die bewirkt, daß das
YrerkstUck 13 nach unten gegen dae ruhende v.erkstUcli 11 geschleudert
wird, wegen der hierbei eintretenden ^erformun^ dos beweglichen
vt'erkstücks 13 ergibt sich ein dynamischer Axiftriffwinkel ß,
der. etwas größer ist als der Winkel cCim Jiuhezus-tand der Anordnung· Das Werkstück- 1-3 wird mit einer ueschwindigkelt i« Bereich von etwa 300 bis etwa 450 m/sec nach unten getrieben, während die Sprengladung 17 und die darunter liegende Pämpfungsschlcht
16 aus Gummi im Verlauf der Explosion aufgezehrt werden,■ Bei der
Detonation entstehen sich mit hoher Geschwindigkeit bewegende Gasmoleküle, und die (Jasabschirmung 14 ist vorgesehen, un den
Weg zu verlängern, den die (Jasmoleküle zurücklegen müssen,
909837/0610
- . ■ ■ ■■ i. 16 - , :
in den Kaum zwischen den Werkstücken 11 und 13 zu gelangen*
Dadurch, daß der feg verlängert wird» den die bei der Detonation
entstellenden Gasmoleküle zurücklegen-müssen, staht genügend Zelt
zur Verfügung, innerhalb deren die Explosionsschweißung «uendegeführt
werden, kann, "bevor eine zu große Gasmenge in den Rains
zwischen den Werkstücken eintritt·
Wird die Erfiaduag in Fällen angewendet» in denen die dasabschirmung
zwiaßhea dem Sprenget «»ff und dem beweglichen Werk«»
stück 13 angeordnet let» ist es zweckmäßig, wenn sich die
™ Sprengladung allgemein, jedoch nicht genau Über die Fläche dee
beweglichen Werkstücks 13 erstreckt, auf das die Sprengkraft
wirken solle Wenn nan die Exploaionskraft bzw. den Kraftgradienten
lings äes Abschirmung 14 nur allmählich verringert, statt
sie plötßliüh aufhören zu. lassen» ist ein i'eil der Explosiönekraft
bestrebt, auch die überstehende Fläche der Gasabschiroung
anzutreiben· wird die überstehende fläche der öaBabschirmung
nicht angetrieben, d«h. wenn nur die zwischen dem Sprengstoff und
dem beweglichen Werkstück liegende Fläche der Gasabschirmüng angetrieben
wird, kann die überstehende Fläche der Sasabsciiirmung
in manchen fällen abgeschert werden· Wie in Fig.··. 1a bei 17*
dargestellt, erstreckt sich eine untere Schicht des Sprengstoffs 17, der sich aus zwei übereinander angeordneten Schichten
susammensetsst» Über eine Kante des beweglichen WerkBtüekß 13 hinaus,
wobei der überstehende ^eil der Sprengladung 17 eine geringere Mcke hat als der hinter der beweglichen Platte 13 liegende
'i'eilt so dai3 die Änderung des Drucks längs der Gasabschiraning
weniger plötzlioh erfolgt· Ferner bewirkt die Sprengkapsel 23,
daB ein Seil der Sprengladung gezündet wird, der eine geringere
9 0 9837/0610
. .-.■■_■■ BAD ORIGINAL
■ - .17 - -
Dicke hat; dieser Aeil ist in /ig.· 1a bei 25' dargeotellt-» Die-.
ser i'eil 23? der" Sprengladung, bildet, einen L.inienv/el engonerator,.
auf dessen Wirkungsweise an Hand von -'i^·, 9 näher eingegangen.,
wird. , ·
laohdem das uerkfcitück 13 nach unten ge^en das ruhende
Werkstück 11 getrieben und mit diesem verschweißt worden, ist, sind beide Werkstücke über ihr© ganze Anlagefläche verschweißt,
Sine tiehweißung kann auch zwischen dem beweglichen v/erkstück 13
und der Oberseite des niedrigsehmelzenden ".jtfetalla innerhalb der
Flächen 18» 19» 20 und 21 bewirkt werden· Hierauf kann man die
miteinander verbundenen Werkstücke 11 und 13 auf eine etwas erhöhte
temperatur bringen, die in der Größenordnung dos Siedepunktes
von Wasser liegt; hierbei schmilzt die Legierung, von den
»Verls stücke η ab, so daS die Öffnungen 18 und 19 mieder f ν ei werden,
..-■';.'■
Die v/uchtfallen 20 und 21 an den Rändern des Werkstücks 11
werden auf gleiche Weise entfernt, wenn man die temperatur in der
beschriebenen Weise erhöht. Alternativ kann man daa ruhende /i/erkstück
11 zunächst mit etwas größeren Abmessungen herstellen, so
daß man auf die Verwendung der StUtzniassen 20 und 21 als ffucht—
fallen verzichten kann· In diesem Fall tritt in einem gewissen Ausmaß ein Abplatzen und eine unvollkommene Ver3chweiBung längs
des lirafangs des Werkstücks 11 auf· Mit Hilfe einer nachfolgenden
maschinellen Bearbeitung kann man dann das überschüssige Material entfernen, um saubere Kanten an dem werkstück su erzeugen·
Um eine gute Soliweißverbindung au eraielen» int es zweok-.
mäßig* dafür 2u sorgen, daß das Fließen-dec ^otallo der "beiden
309837/0610 EÄD
Vi'erkötaoke als '/olgo einer Kaltverformung und nicht als Folge
einesj ^chmelzvorgangs eintritt, denn beim Schmelzen werden die
n der ..orkstiicke im Bereich der ,Scliweißdtelle in der
-eiae ve.ändert wie beim ö-lülicn. Gemäß der'Erfindung
in,»besondere beim .. oliv/eilten von Metallen mit niodri-gesi
kann das ..Johmelzen dos liäterials im .Bereich der
a dadurch verhindert werden, daß r.un eines der feerfc—
fjtuoiio oder vorzugsweise beide .,orkstücke vorkühlt. -Zu diesea
oj^ok kann man di-3 werkctücko kurn ■ in-'flüssige- Luft oiler flüssigen
,Jtiükatofx oder dergleioaen -eiutauciieng bevor man sie in der :
Yakuumk-äi.niaer auf dejü Amboß 12 anordriot& Die Anv/eudun^ eines Yakauiua
in der Ivüiuaior 24 iwt vorteilhaft s da die vorgökühltea
■i..erLijtucke in" dem Vakuum theruiirch isaliert uind und Lieh Eicht
so OGhnell vviadea? erwärmen wie in Luft« Sine -Oahicht-2-7-aus Laie
odei· [.i'ylar ■ dient daaus ein unbeabsichtigtee vernoii',vei0en des
ruhenden -erkstücko 11 mit dem Amboß'12 zu'verhindern«-AuSerdea
dient die üchioht 27 aus Llylar dajsü9 die Werkstücke gejeniiber den
Arabo-ß tb.ermis.ch au iü'olieren;. hierdurch wird ■ vorhindertf dai War*»,
mc aus dem relativ massiven Amboß das " vorgekühlte werkstliok 11
vor der Detonation des Sprengstoffs
Ilä ötouen .verschiedene Arten von Sprengstoffen in Form voa
Ji1IaCMaterial aur Verfügung 9 die aur Verwendung als Sprengladung
17 geeignet aind» Bevorzugt.wird lentaerythrittetranitrat- (PAfK)
verwendete Metier öpreng's-toff wird .gewöhnlich in -Porta von Blätteret
mit einer Dicke voa etwa 3 vm hergestellt'und kann Xi.icht: ao auf«
gerollt weiNlensr öaia sich eine ander® Uioke ergibt» liehrere- aolste
Blätter können mit®ini*nde'r irereiaigt werdene wenn eine zuaätsllelao'
::^ ■"." 'Λ" 903837/0610 - : BAD OHIQINAL
■■■■■- .-.■ « 19 -
Sprengkraft benötigt wird, ferner ist ein jflachmaterial erhältlich,
das sich zu 30$ aus einem Kunststoffbindemittel-'.und- zu
70^ aua dem Sprengstoff:PE2N zusammensetzt· 2iti weiterer Spreng·
stoff» der jsumExplosionssch^sißen geeignet ist» i>,t Zyklotrlmethylentrinitrainin
bzw» RDX* Ein weiterer -brauchbarer Sprengstoff
ist Mtroguauidin· Als weiterer geeigneter Sprengstoff
sei Ammoniumpicrat genannt, der 'gewöhnlich als Pikrinsäure be-
* Eine ideale Verbindung zwischen zwei Bauteilen wird
dann ersielt, wenn das kalte fließen des Materials, das bei der
etoßartigen berührung zwischen den beiden Bauteilen auftritt, zur ä
Entsehung einer gewellten Fläche 28 an den beiden ""eriihrungsflachen
führt, wie es in. Fig* 2 gezeigt ist· ßemäß i'ig. 2 passen eicli
die. Srköhuagen und Vertiefungen der Anlagefläche eines der Bau-
teile entsprechenden ertiefungen und Erhöhungen auf der benachbarten
flache des anderen Bauteils an, so daß die beiden Bauteile
praktisch aneinander verankert werden. Venn eine solche gewellte
Oberflächenform bei der stißartigen Berührung zwischen den beiden
Bauteilen erzielt werden soll, erweist es sich als sweckffläßig»
wenn sich die augenblicklich vorhandene 3toßlinie «-,-isehen den
beiden Bauteilen über die Anlageflachen hinweg iait einer Geschwindigkeit
bewegt, die niedriger ist als die Sehallgeschwindigkeit
in den beiden lüetallen. ^war kann eine mechanische Verankerung erwünscht sein, doch besteht der Hauptvorteil der V/ellenbildung d·-
rin, daß eine neue bzw. frische Oberfläche entsteht, ■ denn; diese
Tatsache trägt dazu bei, daß-die. beiden Metalle einwandfrei miteinander
verbunden werden· "^an kann -bewirken, daß sich die Stoßlinie mit einer begrenzten üerenwindigkeit bewegt, und zwar dadurch,
das man ei:.en sprengstoff verwendet, der mit einer solchen begrenzten Geschwindigkeit abbrennt, oder alternativ dadurch, daß man
. 909837706IÜ BAD ORIGINAL
die ,ö'läclien der beiden »iferkstücke unter einem Winkel zueinander
und in einem gegenseitigen Abstand anordnet, oder daß man geeignete
andere Mittel vorsieht, z.B. daß man dem Sprengstoff gemäß
jriti. 4 eine sioli verjüngende QuerschnittsfOrm gibt, damit das
bewegliche Bauteil mit einer variierenden Geschwindigkeit gegen
das ruhende Bauteil geschleudert wird.
Die Detonation eines Sprengstoffs führt zur iuntstehung
einer iteihe von ^Stoßwellen. Bei diesen Stoßwellen handelt es
sich um intensive Verdiclitungs- und Entspannungawellen» die sich
P annähernd mit der Schallgeschwindigkeit fortpflanzen· Schall-
und Stoßwellen benötigen ein Utertragungsmediura, und das Medium,
das hierbei gemäß der Erfindung eine Holle apielt, wird durch die
Bauteile 11 und 13 aus Metall gebildet. In gewöhnlichen Metallen
beträgt die Schallgeschwindigkeit etwa 4500 m/sec. Wie schon
erwähnt, muß die Geschwindigkeit der Bewegung der Stoßlinie zwischen den Bauteilen 11 und 13 unter der Schallgeschwindigkeit
liefen, d.h. sie muß beim Schweißen der meisten Eetalle unter
etwa 4500 m/sec betragen*
Hieraus läßt sich ableiten« daß sich die 3toßwellen,mdie
bei der Detonation und dem Aufeinandertreffen der Bauteile entstehen, schneller bewegen als die Stoßlinie» deren Geschwindigkeit
unter der Schallgeschwindigkeit liegt. Die Stoßwellen führen zur Entstehung der gewellten Oberflächen 28 nach Pig* 2, und
zwar kurz vor dem Zeitpunkt, in dem die beiden Flächen zur Anlage aneinander kommen. Zwar beträgt die Amplitude der Wellen
zwischen den Wellenbergen und den Wellentälern nur etwa 0,025 mm,
doch wird in einem erheblichen Ausmaß eine neue bzw. frische
909837/Q6 1D ■ -Ki
-.■:■■ ■-...■■■■■- - -:■.-. BAD ORIGINAL
Fläche erzeugt» und zwar kurz bevor die .Bauteile 11 und 13 in
Berührung miteinander kommen«, In diesem Augenblick haben die Oxyde
oder korrodierend« wirkenden Überzüge» die gewöhnlich als eine
Verfärbung der -Tetalle erscheinen, die fris h entstandenen Flächen
noch nicht überdeckt· Daher werden die Werkstücke * 11 und stoßartig vereinigt» und zwar an neu entstandenen !Flächen, wobei
eine ,xplosionskraft zur Wirkung kommt, die schätzungsweise in
Q . 7 -
der Größenordnung von 70 000 kg/cm liegt» v'/enn die neu entstandenen
Flächen unter der f/Irkung solcher Kräfte vereinigt werden,
werden die Moleküle des einen Bauteils innig mit den iiolekülen des anderen
Bauteils verbunden, so daß man eine hervorragende Schweißverbindung
erhält. Pig« 2 gibt schematisch eine ..iikrop'iotographie
der /erbindungsBbelle zwischen zwei Bauteilen wieder, die mit
Hilfe des Exploslonssehvveißverfahrens verbunden wurden, ils sei
bemerkt, daß die -Erhöhungen und Vertiefungen des einen -Bauteils
jeweils genau den Vertiefungen und Erhöhungen des anderen .Bauteils
entsprechen, so daß eine Verankerung zwischen den Bauteilen zusätzlich
zu der normalen Schweißverbindung erzielt Wird, die zwischen den Molekulargefügen der beiden Bauteile vorhanden ist.
ferner Ist"zu bemerken, daß zwischen den"Bauteilen keine Hohl- '
räume oder Spalte zurückbleiben, wie es der fall'wäre, wenn
öase zwischen den Bauteilen eingeschlossen wurden«
Bei der Anwendung bekarmter Explosionsschweißverfahren zeigt
es sich, daß die Stoßwelle, die aus dem ruhenden Werkstück In den
Amboß übertritt, häufig zur Entstehung einer reflektierten Stoßwelle fuhrt} solche reflektierten Stoßwellen hatoen häufig eine
Bolche Stärke, daß das ruhend· Werkstück verbogen werden kann»
ΰ·Φΐβ der Erfindung wird das Auftreten «olcher reflektierten
909837/0610 i
BAD ORIGINAL
-.■■■■ - 22 - ■;. ■.;..■
Stoßwellen dadurch verhindert oder erheblich abgeschwächt, daß
man einen Amboß verwendet, dessen Stoßwiderstand dem Stoßwider—
stand dea ruhenden werkstücke angepaßt ist·. Der Stoßwiderstand
eines i3autells ist definiert als das Produkt aus der Schallgeschwindigkeit
C in dem betreffenden Material und der Dichte d des -!Materials'.· Da der Stoßwiderstand eine Punktion sowohl der
Schallgeschwindigkeit als auch der Dicht© ist, liegt es auf der Hand, daß der Amboß nicht aus dem gleichen Material zu bestehen
braucht wie das ruhende vVerkstückj man kann z.B.- einen - Amboß
t verwenden, der aus einem Metall besteht, das eine höhere Dichte
hat als das ruhende Werkstück, wenn das Metall des Ambosses
eine entsprechend niedrigere Schallgeschwindigkeit als das Werk-'
stück aufweist.», so daß der Stoßwiderstand in beiden Fällen'annähernd
der gleiche ist.
■(Jemäß Fig. 3 ist .es .möglich, "mehr, als .zwei Bauteile mit
JiIfe eines einzigen J£xplosions3chwei'ßverganä*3 -miteinander zu
verschweißen. Wie bei den schon beschriebenen Anordnungen unterstützt ein Amboß 12 ein erstes werkstück 11a, das auf einem
Polster 27 aus Leim oder Mylar ruht· Das bewegliche <«erkstück
13a wird durch eine jasabschirmung 14.'unterstützt» die in einem
Abstand oberhalb des ruhenden Werkstücks und unter einem'Winkel
o£- dazu angeordnet ist, läine Sprengstoff ladung 1?a ist auf der
Oberseite der Grasabschirmung 14 angeordnet und erstreckt sich
allgemein über die ganze fläche des beweglichen Werkstücke 13&{
jedoch erstreckt sich ein Seil 17f der Sprengstoffladung» der
eine geringere Dicke aufweist» von einem inde der Ladung aus,
und Tom anderen ü)nde der Ladung aus erstreckt sich ein Abschnitt
23' von geringerer Dick· bis zu der Sprengkapsel 23. Geelß Pig.3
909837/06 *t 0
BAD ORIGINAL
■ '■■■■ ■;' ■■-" ; ■."■■ ; ν - -25 - - ν..-.. : ■■'
wird ein Gummipolster ode,r Dämpfer 16a unter der üaaabacliirmung
14 auf der .Oberseite des beweglichen. .ierkstü.cks 13a angeordnet.
Der Dämpfer kann über oder unter der 'Gasahschirmung 14 angeordnet
werden, denn in beiden Fällen bewirkt" er, 'daß die maximale Explosionekraft etwas verringert wird, und daß sich die
Wirkungsdauer der Explosion vergrößert. In 1'1Ig. 1a und Tb ist
der Dämpfer 16 zwischen der Sprengladung 17 und der ixasabschirmung
14 angeordnet, während er in Ji1Ig* ■ 3 auf der anderen ^eite
der Gaaabächirmung vorgesehen ist· Die Anordnung nach /ig. 3
unterscheidet sich ferner von der Anordnung nach i'ig« ta und 1b
dadurch, daß ein iiuckfederungs- oder üeaktionsklotz 29 über der
Sprengladung 17a liegt. Der Klotz 29 verstärkt die Explosionskraft,
da er eine Masse bildet, an der sich die Explosionsgase
abstützen können, um zu bewirken, daß ein größerer i'eil der
Kraft nach unten wirkt. In der Araxis hat es sich gezeigt, daß
man den Klotz 29 aus Gummi herstellen kann, um seine Geschoßwirkung
zu verringern. Da der Klotz 29 über der Sprengladung 17a angeordnet ist, wird er natürlich durch die Explosion nach oben
geschleudert, und er kann die Decke der evakuierten Kammer beschädigen,
wenn man nicht ein relativ stark zusammendrückbares (j Material wie Lrummi verwendet»
Gemäß Fi&·- 5 sind zv/ei weitere »erkstücke 30 und 31 in
Abötänden zvviBchen dem ruhenden Werkstück 11a, daa Bich auf dem
Amboß 12 abstützt, und dem beweglichen »erkstück 13a angeordnet.
Bei 32 sind Mittel vorgeseiaen, um die beiden werkstücke 30 und
31 mit iiilfe ihrer Lnden in einem Abstand von dem ¥»erkstück 11a
sowie in einem Abstand voneinander zu unterstützen. Gemäß Fig.
können die zeitweilig verwendeten Unterstützungsmittel für die
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■·...-■■■■■■■ BAD OHIGiNAL
Werkstücke 39 und 51 durch Drähte gebildet werden, doch könnte
man auch leichte Klammern aus Kunststoff verwenden·. Yienn die
Sprengladung 17a zur Detonation gebracht wird, wird das bewegliche werkstück 13a"gegen das erste zusätzliche Werkstück 30
geschleudert» Ein großer ieil der" vYupht des tierkstücks 13a wird
auf das werkstück 30 übertragen, das seinerseits nach unten gegen das werkstück 31 geschleudert wird. Entsprechend nimmt das
Werkstück 31 tfuchtenergie auf, und es wird seinerseits gegen das
ruhende werkstück 11a geschleudert· Auf diese Weise ist ee möglich,
mit Hilfe eines Explosionsschweißvorgangs mehrere Platten
^ miteinander zu verschweißen, so daß ein geschichteter Verband
entsteht. Die verschiedenen Werkstücke können aus ähnlichen Materialien bestehen, wie es in Fig· 3 durch die gewählt«
Schraffur angedeutet istj alternativ kann man Platten aus verschiedenen
Materialien übereinander anordnen und sie zu einem
einheitlichen Körper verschweißen·
■Fig* 4 zeigt ein Verfahren und Mittel zur Durchführung eines
Explosionsschweißvorgangs, bei dem ein bewegliches Werkstück. 13b mit Hilfe einer Gasabschirinung 14 in einem gleichmäßigen
" Abstand d von der Oberseite eines ruhenden Werkstücks 11b unterstützt
wird. In diesem Falle wird eine Sprengladung 17b von unterschiedlicher Dicke verwendet, die auf der Oberseite der
Gasabschirmung 14 angeordnet ist. Wie bei den schon besciiriebenen
Anordnungen kann man eine Sprengkapsel 23 und einen Linienwellengenerator
23a benutzen, um die Sprengladung bei 34 zu zünden,
d.h. dort, .v/o die Sprengladung die größte Dicke hat· Die Dicke
der Sprengladung 17b verringert sich mit gleichmäßiger Neigung
in Richtung auf ihr anderes jinde 35· Die Explosionskraft, die
■'.■■■ 909037/0610
nach unten durch die Grasabschirmung 14 und den Kämpfer 16b
hindurch zur Wirkung kommt, weist in diesem Falle ebenfalls zwi-
■ "■■"■■■-
sehen den Kanten 34 und 35 der Sprengladung einen Gradienten auf.
■ßerec inurigen. haben gezeigt, daß man gemäß fig« 4 dem linken I'eil
des beweglichen *erkotücks 13b eine Geschwindigkeit nach unten
von etwa 450 m/sec verleihen kann? dies geschieht mit Hilfe der
bei <|4 auftretenden Explosionskraft. Diese Explosionskraft verringert,
sich» .während -die Detonation längs der .Ladung 17b fortschreitet, und. gemäß Fi^* 4 wird dein rechten Teil des Werkstücks
13b eine Abwärtsgeschwindigkoit von etwa 300 m/sec verliehen.
Ferner haben Berechnungen:, gezeigt, daß dann, wenn der gleichmäßige
Abstand d etwa 25.mm beträgt f das ^erkatück 13b mit dem
Werkstück Hb auf der linken Seite stoQartig in üer hrün'g gebracht
wird und daß sich eine ötoßllnie gemäß Pig· 4- yon'links'nach
rechts über die beiden Werkstücke hinweg bewegt,-wobei die Geschwindigkeit der Stoßlinie unter der Schallgeschwindigkeit-'
liegt. Da sich die Stoßlinie längs der beiden «.erkstücke langsamer
bewegt als der Schall, werden die beiden Flächen durch eine Schweißstelle verbunden, die die in Mg. 2gezeigten „eilen aufweisen
kann.
Bei einer anderen Anordnung könnte man ein bewegliches
werkstück 13b vorsehen, dao sich in einer Richtung verjüngt, so
daß die Masse ,Je Flächeneinheit variiert, 3el einer weiteren
abgeänderten Anordnung könnte man einen sich verjüngenden Dämpfer
oder ein anderes inertes .Bauteil vorsehen, um die wirksam·
Hasse des Werkstücks 13b ge Flächeneinheit zu variieren· In
jedem dieser Fälle wird dem "erkstüek 13b eine variable Geschwindigkeit
derart verliehen, daß eine sich bewegende Stoölinie
hervorgerufen werden kann. g^Q QRKäiNAL
O L/xj.
15275Λ8
- 26 «
!■'ig· 5 Zeigt ein erstes ^erfahren und Mittel zum Ein—
einer Auskleidung in einen Hohlzylinder oder einen
tlalbaylinder. Gejiiäß Fig. 5 kann ein erstes Bauteil 11c vorgeeehen
sein, das eine zylindrische öffnung 37 aufweist, in die eine
Auskleidung eingeschweißt werden soll, die aus einem anderen Material
beateh.cn; kunn, so daß man ein Maschinenteil, z.B. ein Lager
fur eine ϊ/elle oder dergleichen, erhält. Das Auskleidungsteil
13c kann zunächst eine konische Form habeni in das Auskleidungsteil
13cwird eine konische Gasabschirmung 14c eingeführt»
die auch durch beide .binden der zylindrischen öffnung 37 ragt· Der Abfjtandawinkel o^-wird praktisch-dadurch vorgesehen, daß das
bewegliche „orkstüek 13c konisch ausgebildet wird, während das
ruhende """»erkstück 11c bei 37 eine zylindrische i-'orm-hat·. Ein-Dämpfer
16c aus ikiiuoi oder dergleichen wird innerhalb der Gasabschirmung
angeordnet, doch könnte er auch auf der Außenseite der
Sasabschirmung 14c, jedoch innerhalb des Auskleidungsteils 13o
angeordnet werden. Die Sprengladung 17c erhält ebenfalls eine
konische Form und wird in den Dämpfer I6c und die Grasabechirmung
14c eingeführt. Wie bei der vorstehend beschriebenen Anordnung
hat die Sprengladung 17e eine gleichmäßige Dicke innerhalb einer Fläche, die sich im wesentlichen mit der Fläche deß beweglichen
Bauteils bzw. der Auskleidung 13c deckt} an beiden Knden hat. die
Sprengladung jedoch eine geringere Dicke, ßine Sprengkapsel 23
wird so angeordnet, daß es möglich ist, einen Iinienwellengenerator
23* aur Detonation zu bringen, der in diesem Falle eine
kreisrunde oder halbrunde Form erhalten und sich an die konische Hauptladung 17o anschließen nuß. Um den Schweißvorgans durchzuführen,
wird die Sprengladung gemäß Fig. 5 auf der linken Seite
atur Detonation gebracht, so daß sich die detonation von ein·*
909837/0610 ' BAD 0R1G1NAL
Ende zum anderen, fürtpflanzt. Die.. Auskleidung 13c wird hierbei
nach außen ge^.en die zylindrische Bohrungawand 37 des Bauteils
Hc geschleudert, und eine Gtoßlinie ■ "bewegt eich gemäß .31Ig. 5
von links nach rechts von einem TJnde des Zylinders sum anderen·
Die Ixplosionskraft "bewirkt eine Aufweitung der Aui.%1eiduug.t3c,
die atoßartig in -.erülirun^ mit der zylindrischen Bohrung 37 gebracht wird.
Fig. 6 veranschaulicht ein anderes Verfahren, um eine
zylindrische-^oder halbzylindrische Öffnung-mit einer Auskleidung
zu versehen» In diesem Fall hat die Auskleidung 13d eine
zylindrische £orm, jedoch ist der Außendurehmeaser der Auskleidung
kleiner als der durchmesser der Auf nalimebohrung, so daß ein
Abstand zwischen den beiden zu verschweißenden Bauteilen 13d und
1td vorhanden ist· Entsprechend haben die Gasaböchirmung 14d,
der Dämpfer 16d aus Gummi und die Sprengladung 17& eine zylindrische
Form, und dieae j'eile sind gemäß 1±&>- 6 ineinander angeordnet.
Durcli geeignete Zu&abe von Verunreinigungen oder
durch Variieren der Dichte des Sprengstoffs oder durch geeigneteWahl des Bjirengstoffs ist es möglich, die Dotönatipnsgeschwindigkeit
der Sprengladung 17d aof einen »/ert ου. verringern,
der niedriger ist alä die 3challgeiäehvvincli^keit in den betreffenden
:1etallen. *rird die ladung mit Hilfe der Dpre-ngLapsel 23
und'des I'iniomvellen^enerators 23* zur Detonation gebracht, be-Tiegt
sich eine Dctonätionslinie mit einer unter der Bchallgecchwindigkelt
li-:oenden Geschwindigkeit von einem ;nde des
Z linders atm anderen, und die Auskleidung 13d wird nach außen
gegen die sylincrische Wand-'des Bauteils 11d geschleudert, so
daß eine Gtoßlinie entsteht, die sich entsprechend der Detonationsgeschwihdigkeit
des Sprengstoffs langsamer als die
909837/06 10
BAD ORIGINAL
- 28 Schallgeschwindigkeit'-bewegt·
In Fig» 5 und 6 sind die gezeigten Seile schraffiert dargestellt
um anzuzeigen» daß es sich um einen vollständigen Schnitt durch eine Anordnung handelt, mittels deren ein vollständiger
Zylinder mit einer Auskleidung versehen werden kann·
tfenn nur ein Halbzylinder mit einer Auskleidung versehen werden
soll» kann man die xeile im wesentlichen in der gleichen »ieiee
anordnen, doch würden in diesem fall die freiliegenden Flächen
bei der Anordnung nach Fig» 5 bzw« 6 als nicht schraffiert·
P flächen erscheinen müssen. Somit gelten Fig. 5 und 6 auch für
Anordnungen, mittels deren halbzylindrische Flächen mit einer
Auskleidung versehen werden können· Es sei bemerkt, daß die innerhalb der zylindrischen Auskleidungen wirksame Explosionsraft
die verschiedenen !'eile des Zylinders von der Mittellini·
weg nach außen schleudert, so daß sieh der Durchmesser des
Auakleidungsteils entsprechend vergrößert.
Fig. 7 veranschaulicht ein weiteres Verfahren und Mittel
zum Einschweißen einer Auskleidung in einen Halbzylinder, In Y diesem Fall ist daa ruhende *erketück 11e mit einer halbzylindrischen X^läche 39 versehen, und eine halbzylindrische Auskleidung 13e ist in einem Abstand von der halbzylindrischen fläche
39 angeordnet· Innerhalb der Auskleidung 13e kann eine Gaaabschirmung
14e eusauimen mit einem Dämpfer 16e aus Gummi angeordnet
werden· Die Sprengladung hat eine halbzylindriecLe Form und
liegt innerhalb der Gasabschirmung 14e und des Dämpfers 16e· jDie ladung 17e kann eine gleichmäßige Dicke haben und sich im
wesentlichen mit der Fläche der Auskleidung 13e decken; außerdem
können verlängerte iändabschnitte von geringerer Docke
809837/0610
vorgesehen sein.* ma ein Abscheren der Gasabschirmung 14e zu ■
verhindern*
Gemäß Big, 7 ist der Außendurchmesser der Auskleidung 13e
kleiner --als der durchmesser der halbzylindrischen Fläche 39»
und die Auskleidung ist etwas exzentrisch gegenüber der Fläche
angeordnete wie bei den schon bescüriebehen Anordnungen kann die
Grasabschiriuung 14e eine zeitweilig wirksame Unteratützung für
das gesamte die Sprengladung umfassende Aggregat derart bilden, ä&iä der Teil der Auskleidung, an welchem die .Detonation beginnt,
in einem kleineren Abstand von der dalbzylinderflache 39
angeordnet ist als das andere Jinde· Auf diese ..eise ist praktisch
ein Dieigungswinkel zwischen dem beweglichen erlcotück 13e
und dem ruhenden Werkstück 1 te vorhanden, denn der Abstand zwischen
den Oauteilen 11e und 13e nimmt von einer Ssite zur anderen
allmählich, zu· »Venn die Sprengladung mit rlilfe der Sprengkapsel
23 und des Xinienwellengenerators 23♦ zur Detonation gebracht
wird, bewegt sich eine Stoßlinie gemäfl J?lg. 7 von liiüs nach
rechts längs der beiden Werkstücke 13e und 11e mit oiner Geschwindigkeit,
die niedriger ist als die Schallgeschwindigkeit. ν ie schon erwähnt, erhält man eine Schweißverbindung von hervorragender ixUte, wenn sich die Stoßlinie langsamer als die
Schallgeschwindigkeit bewegt.
Auch Bauteile von anderer geometrischer iOna können mit
Hilfe des üxplosionööchweißverfyhrena verschweißt werden} Fig.8
zeigt ale-Beispiel das Anschweißen einer verkleidung aus metall
an ein halbkugelföriaiges Bauteil oder dergleichen. In dieseia Fall
kann man ein ruhenden »Verkstück Hf vorsehen, fae hohl sein
kann» hierbei wird der Hohlraum des Werkstücks 1If mit eine«
909837/0610 BAD ORIGINAL
niedrigachmelzenden Material gefüllt, das gemäß I1Ig. 8 eine
Wuohufalle oder Verdammung 40 bildet, v/enn das Bauteil 11f massiv
wäre, könnte es sieh natürlich direkt an dem Amböß 12 abstützen,
und man könnte auf die Verwendung des materials 40 verzichten·
Ein bewegliches zweites werkstück 13f wird über dem ruhenden
Werkstück 1If angeordnet; es ist so bemessen, daß swischen beiden
Werkstäcken 11f und 13f ein Spalt vorhanden ist. Über dem beweglichen1 „jrkstäck 13f ordnet man einen gewölbten Dämpfer 1öf und
eine ebenfalls gewölbte üasabschirmung 14f an. Wie bei den schon
beschriebenen Anordnungen kann die Gasabschirmung die übrigen
beweglichen i'öile des ziggregats zeitweilig unterstützen» doch
bietet die Schaffung einer zeitweiligen Unterstützung bei der
Anordnung nach ..-'ig. 8 im übrigen keine Schwierigkeiten, Die
Sprengladung 17f erstreckt sich gleichmäßig über die Gasabschirriiung
hinweg, und sie deckt sich im wesentlichen mit der Außenfläche des beweglichen Werkstücks 13f* Eine Sprengkapsel 23 kann
direkt auf der Oberseite des Aggregats in dessen Mitte angeordnet
werden, üo daß der Sprengstoff zuerst an der Oberseite dee Werkstücks 13f und in dessen Mitte detoniert· Hierbei bewegt eioh eine
ψ ringförmige Detonationalinie nach außen und nach unten, so daß
das Werkstück 13f gegen das //erkstüek 11f geschleudert wird, und
'zwarzuerst an dessen oberem mittlerem Teil und danach längs einesKreises, der sich in Richtung auf die Kanten der beiden Werkstücke vergrößert. Bei dieser Anordnung soll die Sprengladung 17f
eine solohe Zusararaenaeteung und Dichte haben» daß sie mit einer
Geschwindigkeit detoniert, die niedriger ist als die Schallgeschwindigkeit in den betreffenden Metallen, damit sich die Stoßlinie zwischen den beiden Werkstücken 13f und ITf wiederum langsamer als die Schallgeschwindigkeit bewegt,
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fig, 9 zeigt eine geeignete Χ>όγιϊι eines laniemvellengenerators,
der es ermöglicht, eine Sprengladung 17 12 n/;^ einer
geradlinigen Prorit zur .Detonation zu "bringen.,■ die längs der
Sprengladung fortschreitet und als geradlinige iront erkalten
bleibt. Eine Sprengkapsel 23 von geringer Intensität dient dazu,
die ^auptladung 17 zur Detonation zu bringen, ^ewönnlich verläuft
die Detonation mit einer gleichmäßigen. Geschwindigkeit von der
Sprengkapsel 23 aus, d.h. die würde sich in .Form eines sich vergrößernden
Kreises ausbreiten. Der Linienwellengenerator 23' mach
fig. 3 kann als allgemein dreieckig geformte nasse miß Sprengstoff
ausgebildet sein und aus dem gleichen Sprengstoff beste- "
hen wie die aauptladung 17· Jedoch ist der Idnienwellengenerator
23■' mit Öffnungen 41 verseben, die nach einem regelmäßigen
geometrixschen Muster auf den Ecken gleichseitiger Iireiecke liegen·
Alternativ kann man den Sprengstoff mit Einlagen aus einem inerten rVaterial versehen, deren Anordnung der regelmäßigen Verteilung der Öffnungen 41 entspricht. Wenn die Detonation von der
Sprengkapsel 23 aus fortschreitet, wird die kreisrunde. V/ellenfront
durch, die öffnungen 41 unterbrochen. Die Detonation breitet sich, um die Öffnungen herum längs Wegen aus, die zu den λ
Seiten von gleichseitigen Dreiecken werden. Die Zeit, welche die
Detonation benötigt, um sich längs der dreieckigen '7ege vom
Deuonationspunkt 23 aus zu einer Linie 42 forts!upfl£inzen, ist
für alle «funkte längs der Linie 42 im wesentlichen die gleiche. Daher erhält die Detonationsfront die Form einer geraden linie*
wenn sie die dickere Hauptladung 17 an der Linie 42 erreicht.
^Tatsächlich wird die Setonationsfront in dem Zeitpunl^t, in welchem die Hauptmasse der Sprengladung zur Detonation gebracht wird,
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im wesentlichen mit der Linie 42 zusammenfallen, und diese geradlinige
Detonationsfront pflanzt sich dann längs der Hauptladung
fort· Gewöhnlich erfordert die Ausbildung einer linearen Deto-.nationsfront
von der Sprengkapsel 25 aus eine Zeitspanne von
etwa 10 iJikroSekunden. In gewöhnlichen blattförmigen Ladungen
aus PE(PN bewegt sich eine Detonationsfront mit einer Geschwindigkeit von etwa 7 mm je MikroSekunde bzw. von etwa 7000 m/sec·
Diese Detonationageschwindlgkeit kann auf weniger als die Schallgeschwindigkeit
von etwa 4500 m/sec in Metallen verringert werden, indem man in dem Sprengstoffgemisch Verunreinigungen vorsieht, oder indem man die Dichte oder Kompaktheit variiert, mit
der die Sprengstoffteilchen in dem Sprengstoffgemisch angeordnet
sind·
Wie schon erwähnt, muß man geeignete Mittel vorsehen, üb
die Atmosphäre aus dem Raum zwischen den Werkstücken abzupumpen· Fig. 1a und 1b zeigen schematisch die Benut ung einer evakuierbaren Kammer♦ Ähnliche Mittel zum Abpumpen der Atmosphäre können
bei den Anordnungen nach fig« J bis 8 vorgesehen werden. Ferner
sei bemerkt, daß man Wuchtfallen oder Verdammungen aus einem
niedrigschmelzenden Metall in Verbindung mit den Anordnungen nach Pig. 3 bis θ vorsehen kann.
Zusammenfassend 1st teeteustellen, daß bei dem erfindungsgemäßen
.Explosionsschweißverfahren die Stoßwirkung zwischen zwei
Bauteilen aus Metall eine Rolle spielt, wobei eine Stoßlinie auftritt, die sich mit einer unter der Schallgeschwindigkeit
liegenden Geschwindigkeit bewegt. Gasmoleküle werden aus.dem Raum
zwischen den Bauteilen dadurch ferngehalten, daß sich die Bauteile in einer evakuierten Kammer befinden, und daß eine Gasab-
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BOhirmung vorgesehen ist· .Bei den Anordnungen na eh vi^, ta, Ib,
3» 5 und 7 wird die JSntstehung einer sich lan^amor ala die
■Schallgeschwindigkeit bewegenden Stoßlinie dadurch bewirkt, daß
ein bewegliches Werkstück, "unter-einem- bestimmten Neigungswinkel.
gegenüber einem ruhenden Werkstück angeordnet wird· In diesen
Fällen kann die Detonationsgesohwindigkeit des 'Sprengstoffa höher
sein als die Schallgeschwindigkeit, doch bestellt die erzielte
Wirkung darin, daß dem beweglichen Bauteil 13 eine bestimmte Geschwindigkeit verliehen wird. Da sich das bewegliche Bauteil
durch den, Haum zwischen den beiden Bauteilen bewegen muß, bevor
es auf das ruhende "Jaut eil auf trifft, ergibt sich ein Jtoßverzögerungügradient,
der sich in einem Gradienten der Zunahme
des" Abytündes . awiscnen den beiden Bauteilen ausv/irkt. öei den
Ausbildungsformen, bei welchen das bewegliche -'/-erkstück unter
einem bestimmten iieigungswinkel angeordnet wird, ist zu bemerkea,
dai3 eine anfängliehe Stoßwirkung in der Mähö des -üetonations'-puiöktes
auftritt, und daß das fortschreiten der ßtoßwirkung eine
Ji'unlEtion des Abstandes zwischen den zu verschweißenden Sauteilen
'iüt, wobei praktisch die wirkung einer hohen Detonationsge—
schv/indigkeit derart verlangsamt wird, daß sich die Stoßlinie
■zwischen: den Bauteilen mit einer unter der Schallgeschwindigkeit
liegenden Geschwindigkeit bewegt. Einwandfreie Schweißverbindungen
konnten erzielt werden, wenn ..der. Neigungswinkel des beweglichen Bauteil» bis herab zu 1° betrug, und wenn man diesen
lieigungswinkel auf mehr als 10° vergrößerte. %ar Wird angenommen, daß der optimale Keigungawinkel bei der Verwendung, von
Sprengstoffen für militärische Zwecke und bei gewöhnlichen Metallen in der iirößenordnung von 2° bis 3° liegt, doch ochelnea
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die Frenzen für den Neigungswinkel innerhalb eines großen Bereichs
zu variieren. Cfemäß ]?ig. 1b trifft das bewegliche Werkstück.
13 auf dafi ruhende .';erk3tüek 11 unter einora dynamischen
Y/inkel β auf, der erheblich größer ist als der anfängliche "liei—
gün^FjninkeliC« ..si vrird angenommen» daß der Winkel 13 In den meisten
i/lLllen um-3° bis 5° größer ist als der winkel oC9 Die .Bedeutung
des .,inkelij ß liegt in der j-atsaehe, daß das Werkstück 13
auf das Verkatüak 11 derart auf trifft, daß aioh eine erhebliche
Lichorkraft ergibt, die bestrebt ist, zu bewirken, daß das Metall
deo ri.iixonden verl-.stucks in der -ßewegungsriohtunfj der Stoßlinie
™ 'fließt, "--/ar kann ein großer Vinkel ß zu einer srolleren Welligkuit
der rlachoa nach Vi^, 2 führen, da waagerechte otoßv/ellen
'auftreten, dio: bestrebt sind, das V/erkstüek i'i abzuscheren» doch
hat ein großer \/inkel ß insofern eine schädliche ./irlmng, als
hierbei die efahr besteht, daß die Schweißstelle beansprucht
und abgeschert wird.
wie schon erwähnt*, richtet sich der optimale '.«inkel cC zwischen, den au -verschweißenden Bauteilen nach der .vahl des zu verwendenden
Sprengstoffs und den juigenschaften der zu verschweißenden Metalle. Wenn der Sprengstoff eine Detonationsgeschwindigkeit aufweist, die niedriger ist als die Schallgeschwindigkeit
in den betreffenden Metallen, kann der Winkel oC gleich Null sein,
d.h. man kann die Werkstücke parallel zueinander anordnen. Ist
dieser V/inkel vergrößert, kann ein Grenzwert erreicht werden, bei dem die tangentialen Kräfte so groß sind, daß das Metall in
der Ebene der Sehweißeteileabgeschert wird. Man kann diesen
Grenzwert so definieren* daß die· tangentiale Wucht oder Bewegungegröße je Flächeneinheit und je Zeiteinheit kleiner sein aut al·
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die Scherfestigkeit des -Materials,
Wenn eine einwandfreie Schvieißverbindun&· oraiolt werden
QoIl9 müssen die iff'erkatüoke in einem solchen Abstand voneinander
angeordnet werden, daß das bewegliche werkstück vor »einem Auftreffen
auf das ruhende werkstück eine geschwindigkeit in der
Größenordnung von etwa 300 m/sec erreicht· In der Praxis zeigt
es sich, daß man einwandfreie Schweißverbindungen erhält, wenn
der Abstand zwischen den werkstücken in der Größenordnung von
1 nun liegt· Die Explosionskraft beschleunigt das bewegliche
Werkstück durch einen Satz von Stoßwellen, «enn sieh eine erste
verdiohtungsstoßwelle nach unten durch das bewegliche »erkstück
bewegt, wird die Unterseite des Werkstücks beschleunigt; von
dort aus bewegt sich eine reflektierte Yerdünnungüßtoßwalle nach
oben sur Oberseite des iVerkstücke, und von hier aus bewegt sich
eine eweite Verdiohtungsstoßwelle nach unten sur Lntc?raeite
usw. Jede nachfolgende Stoßwelle vergrößert die ucGcliwindigkeit
der Unterseite in einem abnehmenden 'Ausmaß» Bainit die'Energie.
der Sprengladung, im wesentlichen vollstäud.£ aua^enutst werden
kann, muß man einen ausreichenden ^eöchleunigun^uraum vorsehen,
so daß die otoßv/elle das bewegliche Werkstück etwa vier— bie
fünfmal nach unten und oben durch·;*andern kanu, /iv.ar liefert ein
Abstand in er Größenordnung von 1 mm eine gute ■schweißverbindung,
da dem bov/e^lichen bauteil eine ausreichende. · e schwind igköit
verliehen v;-ira, wobei die kleinötmö<:;liclie ^preiiütitoffmenge
benötigt wird, doch könnte man die gleiche Wirkung-.bei einem
kleineren Abstand, jedoah unter Verwendung einer grörseren Sprengstöffienge
erzielen. Wenn die erste Stoßwelle ausreichen würde,
;der fläche des Werkstücks eine Geschwindigkeit in der Größen-
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-'i1 von etwa 3Ö0 m/eec au erteilen, kann eine einwandfrei·
■Schweißverbindung-.bei .einem minimalen Abstand zwischen den Werkstücken
erzielt -werden·
Die Explosioneenergiemenge» die für einen Sohweißvorgang
benötigt wird, richtet sich nach der Masse des beweglichen Werkstücks.
Wenn das obere werkstück das dickere und schwerere der beiden Werkstücke ißt, würde man eine entsprechend größere
Sprengstoffmenge benötigen. Bei der Verwendung des Sprengstoff0
PETH, der von der DuPont Company unter der Bezeichnung EI
" vertrieben wird, und wenn das bewegliche Werkstück aus Stahl
besteht, zeigt es sich, daß die Dicke der schichtförmigen Sprengladung
1? etwa gleich der Dicke des Werkstücke 13 aus Stahl sein muß. Würde das bewegliche Werkstück aus Leichtmetall« z.B.
Aluminium, bestehen, könnte man die Dicke der schichtförmigen
Ladungerheblich verringern,
£3 sei bemerkt, daß man bei den vorstehend beschriebenen
Auüführungübeispielen die verschiedensten Abänderungen und
'Abwandlungen vorsehen kann, ohne den bereich der-Erfindung
verlassen*
Patentansprüchet
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Claims (1)
- PA T E E 1S AN S PllÜCHEΤ· Verfahren zum Verschweißen eines ersten Bauteils aus Metall mit einem zweiten bauteil aus Metall, dadurch gekennzeich net, daß daa aweite -Bauteil in einem Abstand von dem ersten Bauteil angeordnet wird» daß die Atmosphäre aus dem Raum zwischen den Bauteilen evakuiert wird» daß eine Sprengladung gegen das zweite Bauteil eur Detonation gebracht wird, um das zweite Bauteil gegen das erste Bauteil zu treiben, und daß die Sprengladung abgeschirmt wird, um zu verhindern, daß durch die. Sprengladung erzeugte Gase in den liaum zwischen den Bauteilen eintreten.2· Verfahren zum Verschweißen eines ersten Bauteils aus Metall mit einem zweiten Bauteil aus uietall, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Bauteil auf einem Amboß angeordnet wird, daß daa zweite Bauteil in einem Abstand von dem ersten Bauteil angeordnst wird, daß die Atmosphäre aus dem Haum zwischen den Bauteilen evakuiert wird, daß eine Sprengladung gegen.das zweite Bauteil zur Detonation gebracht wird, um das zweite Bauteil gegen das erste Bauteil zu treiben und eine Stoßlinie zwischen den Bauteilen zu erzeugen, wobei die Stoßlinie veranlaßt wird, sich mit einer unter der Schallgeschwindigkeit liegenden Geschwindigkeit längs dee ersten Bauteils au bewegen, und daß zusätzliches Material an einer Kante des ersten Bauteile angeordnet wird, ua den Exploaionaetoß aufzunehmen, wenn die Stoßlinie das zusätaliohe Material erreicht.909837/06103. Verfahren zum Verschweißen eines ersten bauteile aus Metall mit einem zweiten Bauteil aus Metall, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Bauteil in einem Abstand von dem ersten Bauteil angeordnet wird, daß die Atmosphäre aus dem Raun »wischen den Bauteilen evakuiert wird, daß eine Sprengladung gegen das zweite Bauteil zur Detonation gebraoht wird, um das zweit· Bauteil ge^en aas erate Sauteil zu treiben, und daß der Explo-8ioni33toft von dem ersten Bauteil durch einen Amboß fortgeleitet wird, dessen ./iderstand dem Widerstand des ersten Bauteils angepaßt ist.4. Verfahren zum Verschweißen eines ersten Bauteils aus Metall mit einem zweiten Bauteil aus Metall, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauteile gekühlt werden, daß das erste Bauteil in einem Abstand von dem zweiten Bauteil angeordnet wird, daß di· Atmosphäre aus dem Haum zwischen den Bauteilen evakuiert wird, und daß cine Sprengladung gegen das erste Bauteil zur Detonation gebracht wird, um Aas erste Beuteil gegen das zweite Bauteil au treiben.5. /erfahren zum Verschweißen eines ersten Bauteils aus Metall mit einem zweiten Bauteil aus Metall, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Bauteil in einem Abstand von den ersten Bauteil in einem evakuierten Haus angeordnet wird, daß ein· Sprengladung zur Detonation gebracht wird, um das zweite Bauteil auf das erste Bauteil auftreffen au lassen, wobei sich di· augenblickliche Stoßlinie swischen den Bauteilen über die Bauteil· hinweg mit einer Geschwindigkeit bewege die niedriger ist als die Schallgeschwindigkeit in beiden Bauteilen, und daß ein weiteres Bauteil nahe eine« d«r Bauteile aus Metall angeordnet wird,909837/0610 5AD νuns tfuchtkräfte von mindestens einem der Bauteile au3 i.?Gtall aufzunehmen«6. Verfahren zum Verschweißen eines ersten -Bauteils aus iuetall «it einem zweiten Bauteil aus Metall, dadurch gekennzeichnet daß ein Amboß bereitgestellt wird, der im wesentlichen den gleichen akustischen Widerstand aufweist wie das erste Bauteil, daß das erste Bauteil auf d«a Amboß angeordnet wird, daß das sweite Bauteil in einem Abstand von dem eruton Bauteil angeordnet wird, und daß eine Sprengladung gegen das zweite Bauteil ssur Detonation gebracht wird, um das zweite Bauteil gegen das erste Bauteil zu treiben, wobei sich zwischen den Bauteilen eine Stoßlinie ausbildet, die veranlaßt wird, sich mit einer unter der Schallgeschwindigkeit liegenden Geschwindigkeit länge des ersten Bauteils zu bewegen·7· Verfahren zum Verschweißen eines ersten Bauteils aus xletall alt einem zweiten Bauteil aus Metall, dadurch gekennzeichnet, daß ein Amboß bereitgestellt wird, der im wesentlichen den gleichen akustischen Widerstand aufweist wie das erste Bauteil, daß das erste Bauteil auf dem Amboß angeordnet wird, daß das zweite Bauteil in einem Abstand von dem ersten Bauteil angeordnet wird, daß eine Gasabsohirmung vorgesehen wird, die über den ersten Bauteil angeordnet ist und zeitweilig dazu dient, das zweite Bauteil zu unterstützen, und daß eine Sprengladung gegen die GasabBchiriaung zur Detonation gebracht wird, um das zweite Bauteil gegen das erste Bauteil zu treiben, so daß zwisohen fen Bauteilen eine ütoßwirkung auftritt, wobei die Gasabschirmung eine Verlängerung des Weges bewirkt, den Gasmoleküle zwischen der Sprengladung und dem Raum zwischen de» ersten und dem zweitenBADBauteil zurücklegen müssen·8. Verfahren «um Verschweißen eines ersten Bauteils aue Metall mit einem zweiten Bauteil aus Metall, dadurch gekennzeichnet, daß ein Amboß bereitgestellt wird» der im wesentlichen den gleichen akustischen Widerstand aufweist wie das erste Bauteil, daß in einem der Bauteile vorhandene Hohlräume nit einer Legierung von niedrigem Schmelzpunkt gefüllt werden» daß das oröte Bauteil auf dem Amboß angeordnet wird, daß das zweite Bauteil in einem Abstand von dem ersten Bauteil angeordnet wird, ™ daß eine Sprengladung gegen das aweite Bauteil zur Detonation gebracht wird, um das zweite Bauteil gegen das erste Bauteil zu treiben, so daß sich zwischen den Bauteilen eine Stoßlinie ausbildet, wobei die Stoßlinie veranlaßt wird, sich ait einer unter der Schallgeschwindigkeit liegenden Geschwindigkeit länge des ersten Bauteils zu bewegen, damit die Bauteile miteinander verschweißt werden, und daß die Temperatur der verschweißten Bauteile erhöht wird, ua die Legierung au» Schmelzen zu bringen und 3ie auf diese »eise aus den Hohlräumen zu entfernen.' 9. Verfahren zum Verschweißen eines ersten Bauteils aus Metall mit einem zweiten Bauteil aus Metall, dadurch gekennzeichnet, daß ein Amboß bereitgestellt wird, der in wesentlichen den gleichen akustischen Widerstand aufweist wie das erste Bauteil« daß das erste Bauteil auf den Amboß angeordnet wird, daß eine Stütamasse aus einen Material mit dem gleichen akustischen Widerstand wie das erate Bauteil in Anlage an einer Kante dee ersten Bauteils angeordnet wird, daß das zweite Bauteil in einen Abstand τοη den ersten Bauteil angeordnet wird, daß eine Spreng-909837/0610 BAD ORIGINALladung gegen das zweite Bauteil zur Detonation gebracht wird, um das aweite Bauteil gegen das erste Bauteil zu treiben» so daS sich zwischen den Bauteilen eine Stoßlinie ausbildet, die veranlaßt wirdt eich längs dee ersten Bauteils mit einer unter der Schallgeschwindigkeit liegenden Geschwindigkeit au bewegen, um die Bauteile miteinander zu verschweißen, und daß die !Temperatur der verschweißten Bauteile erhöht wird, um eine Legierung sub Schmelzen zu bringen, sit der in einem der Bauteile vorhanden· Hohlräume ausgefüllt waren·10· Verfahren zum Verschweißen eines ersten Bauteils aus λ Metall mit einem zweiten Bauteil aus Metall, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Bauteil unter einem v.'inkel zu dem ersten Bauteil angeordnet wird, so daß der Abstand zwischen den Bauteilen auf einer ersten Seite kleiner ist als auf der gegenüber liegenden Seite, daß eine Gasabschirmung über dem zweiten Bauteil aua Metall angeordnet wird, und daß eine Sprengladung über der ttasabschinnung zur Detonation gebracht wird, um da« zweite Bauteil mit einer Stoßwirkung gegen das erste 'Bauteil su treiben, wobei die Sprengladung von der ersten Seite der Bauteile aus zur Detonation gebracht wird, so daß die erste Seite des zweiten Bauteils auf das erste Bauteil längs einer Linie auftrifft, die sich «it einer unter der Schallgeschwindigkeit liegenden Geschwindigkeit längs der beiden Bauteile von der ersten Seite zur gegenüber liegenden Seite bewegt·11. Verfahren zum Verschweißen eines ersten Bauteils aue Metall «it einen zweiten Bauteil aus Metall, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Bauteil auf eine« Amboß angeordnet wird, daß das zweite Bauteil unter eines Winkel zu dem ersten Bauteil9 0 9 8 3 7/0610 BAD ORiGiNAL15275A8angeordnet wird, daß die Atmosphäre aus dem Raum zwischen den Bauteilen eveikuiert wird, daß eine brasabschirmun^ vorgesehen wird, mittels deren das zweite Bauteil in seiner Winkellage gegenüber dem ersten Lauteil unterstützt wird, daß ein zusaiomeodriickbarer Dämpfer vorgesehen wird, der durch die ^asabsohirmung unterstützt wird, und daß eine Sprengladung auf der von dem traten Bauteil abgewandten Seite des zweiten Bauteils, der Saaabschirmung und des Dämpfers zur Detonation gebracht wird, um das zweite Bauteil mit einer ütoßwirkung gegen das erste Bauteil su treiben, so daß sich zwischen den Bauteilen eine Stoßlinie ausbildet, die veranlaßt wird, sich nit einer unter der Sehallgeschwindigkeit liegenden Geschwindigkeit längs der Bauteile se bewegen.12. Verfahren zum Verschweißen eines ersten Bauteile aus iVietall mit einem zweiten Bauteil aus Metall, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Bauteil auf einem Anboß angeordnet wird, wobei ein nichtmetallische« Material das erste Bauteil τβη dta Amboß trennt, daß das zweite Bauteil unter einem Winkel iu de« ersten Bauteil angeordnet wird» daß die Atmosphäre aus d«a Baus zwischen den Bauteilen evakuiert wird, daS eine Sprengladung ·· angeordnet wird, daß sie es ermöglicht, das sweite Bauteil alt einer ütoSwirkung gegen das erst« Bauteil zu treiben, da* «1b zusa mendrückbarer Dumpfer zwischen der Sprengladung und dem zweiten Bauteil angeordnet wird, daß eine Öasabschirmung »wischen der sprengladung und dem zweiten Bauteil vorgesehen wird, um die »fege zu verlängern, welche Gasmoleküle aus der Strangladung zu dem Raum zwischen den Bauteilen zurücklegen mUeaen, und daß die sprengladung zur Detonation gebracht wird, um dae «weite909837/06 10BADBauteil mit einer otoßwirkung ge^en das erste miiteil zu treiben, wobei sich eine Stoßlinie ausbildet, die veranlaßt wird, sich Bit einer unter der Schallgeschwindigkeit liegenden Geschwindigkeit längs der Bauteile zu bewegen.13· Verfahren zum Verschweißen von drei oJ.ar mehr Bauteilen, dadurch gekennzeichnet, daß ein erateo ,^autoi! auf einem Amboß angeordnet wird, daß ein oder mehrere weitere Bauteile in einem Abstand von dem ersten Bauteil und in gegenseitigen Abständen angeordnet v/erden, daß ein bewegliches Bauteil in einem Abstand von dem ersten Bauteil und den weiteren Bauteilen angeordnet wird, und daß eine Sprengladung zur Detonation gebracht wird, tu das bewegliche Bauteil derart gegen die v/eiteren Bauteile au treiben, daß Wuchtenergie übertragen wird, um die v/eiteren Bauteile ait einer otoßwirkung gegen das erste Bauteil zu treiben, wobei sich zwischen je zwei benachbarten Bauteilen eine Stoßlinie ausbildet, und wobei die otoßlinien veranlaßt werden, sich mit einer unter der Schallgeschwindigkeit lie^jnden Geschwindigkeit längs der Bauteile zu bewegen·14· Verfahren zum Verschweißen von drei or?er n'i.r Bauteilen, dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes Bauteil auf einem Amboß angeordnet wird, daß ein zweites Bauteil in einem AIu tnnd von dem ersten üauteil angeordnet wird, daß ein bewegliches Bauteil unter einem Kinkel zu dem ersten und dem zweiten Bauteil angeordnet wird, daß eine Sprengladung vorgesehen wird, mittels deren das bewegliche Bauteil gegen das zweite Bauteil getrieben werden kann, daß eine üasabschirmung und ein Dämpfer zwischen der Sprengladung und dem beweglichen Bauteil angeordnet werden, daß909837/0610die Atmosphäre aus den Räumen »wischen den Bauteilen evakuiert wird, und daß die Sprengladung zur Detonation gebracht wird» um das bewegliche .Bauteil derart gegen das zweite Bauteil asu treiben, daß ..uciit energie übertragen wird, uia das zweite Batiteil gegen das erste Bauteil su treiben, wobei sich zwischen je zwei benachbarten Bauteilen Stoßlinien ausbilden, die veranlaßt werden, aioh mit einer unter der Schallgeschwindigkeit liegenden ^esohwindigkeit längs der Bauteile zu bewegen·15· Verfahren zum Verschweißen eines ersten Bauteils aus Metall mit einem zweiten Bauteil aus Metall, dadurch gekennzeichnet, daß ein Aaboß bereitgestellt wird, der im wesentlichen den gleichen akustischen Widerstand aufweist wie das erste Bauteil, daß das erste Bauteil auf dem Aeboß angeordnet wird, daß das zweite Bauteil in einem Abstand von dem er ten Bauteil angeordnet wird, daß eine Sprengladung Über dem zweiten bauteil so angeordnet wird, daß das «weite Bauteil gegen das erste Bauteil getrieben werden kann, daß eine zusammendrückbar Materialmasse Über der Sprengladung angeordnet wird, um eine Reaktionskraft zu erzeugen, damit die Explosionsenergie zur Wirkung auf das zweite Bauteil gebracht wird, daß die Atmosphäre aus dea Kaum zwischen den Bauteilen evakuiert wird, und daß die Sprengladung zur -Uetonation gebracht wird, um 3as zweite Bauteil gegen das erste Bauteil zu treiben, wobei sich zwisohen den Bauteilen eine Stoßlinie ausbildet, die veranlaßt wird, sich alt co einer untar der Schallgeschwindigkeit liegenden Geschwindigkeitω zu bewegen·ct 16· Verfahren zum Verschweißen eines ersten Jautoils aus ο Metall mit einem zweiten Bauteil aus Metall, dadurch gekennzeichnet, daß ein Amboß bereitgestellt wird, der im wesentlichenBAD ORIGINALden gleichen akustischen vifiderötand aufweist wie daß erste Bauteil, daß das erste Bauteil auf dem Amboß angeordnet wird, daß das zweite Bauteil durch einen Abstand Ton dem ersten Bauteil angeordnet wird» und daß ein· Sprengladung über dein zweiten Bauteil angeordnet wird, wobei die Sprengladung eine unterschiedliche Dicke aufweist, daß die Sprengladung von einer ersten Seite aus, an der ihre Dicke am größten ist, zur Detonation gebracht wird, wobei 3ich die Detonation längs der L'prcsngladung au der die kleinste Dicke aufweisenden Seite fortpflanzen kann, so daß eine erste Seite des zweiten Bauteils mit einer höheren Geschwindigkeit als die gegenüber liegende Seite ge^en das erste bauteil getrieben wird, wobei zwischen den beiden bauteilen eine Stoßlinie entsteht, die sich mit einer unter der Schalige ochv/indigkeit liegenden Geschwindigkeit bewegt.17. Verfahren zum Verschweißen eines ersten Bauteils aus idetall mit einem zweiten Bauteil aus i£ stall, dadurch gskennzeichnet, daß ein Amboß bereitgestellt wird, der im wesentlichen den gleichen akustischen j/iderstand aufweist wie das erste Bauteil, daß das erste Bauteil auf dem Amboß angeordnet wird, daß das zweite Bauteil in einem Abstand von dem ersten Bauteil und parallel dazu angeordnet wird, daß eine Sprengladung über den zweiten Bauteil angeordnet wird, daß eine Gasabschinsung und ein dämpfer zwischen der Sprengladung und dem zweiten Bau beil angeordnet werden, wobei die Sprengladung eine Dicke besitzt, die entsprechend einem Gradienten von einer ersten Seite zu einer zweiten Seite variiert, und daß die Sprengladung von der ersten Seite aus, wo ihre Dicke ein Maxiaue let, *ur Detonation gebracht wird, so daß sich die Detonation längs der Sprengladung909837/0610BAD ORiSiNALzu der dio kleinste Dicke aufweisenden Seite derselben fortpflanzen kann, wobei eine erste Seite des zweiten Bauteile alt einer höheren Geschwindigkeit als die gegenüber liegende Seite ge^en das erste Jautail getrieben wird, so daß zwischen den beidun bauteilen eine Stoölinie entsteht, die sich mit einer unter der .Schallgeschwindigkeit liegenden Geschwindigkeit bewegt.18· Verfahren auia Verschweißen eines Auskloiöunjr.fceile Bit einer zylindrischen Vandfläehe eines äußeren -Jautoil-o, dadurch gekennzeichnet, daß das Auskleidungsteil in dem Hohlraum dea fc äul3eren 3auteila in einem Abstand von der zylindrischen »and an- £3ordnet wird, daß die Atmosphäre aus dem Haum zwischen dem AuiJkloidungsteil und der zylindrischen //and des äußeren Bauteils evakuiert wird, daß eine Sprengladung zur Detonation gebracht wird, um das Auskleidungsteil stoßartig gegen die zylindrische «»and des äußeren Jauteila zu treiben, wobei eine Stoölinie awisehen den beiden Uauteilen auftritt, die 3ich mit einer iieschwindißkeit bewegt s. welche niedriger ist als die Schallgeschwindigkeit in den Materialien der beiden Bauteile» und daß die Wege der iiasmoleküle von der Sprengladung zu dem Raum zwischen den beiden Bauteilen dadurch verlängert werden, daß eine Gasabschirinung vorgesehen wird.19. Verfahren zum Verschweißen eines Auskleidungsteils alt der Wand eines zylindrischen Hohlraums nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß dem Auskleidungsteil eine konische Form gegeben wird, daß der Sprengladung eine konische Torrn gegeben wird, und daß die Sprengladung von dem ünde aus aur Detonation gebracht wird, an dem die konische Form ihren größten Durchaesaer909837/06 10BAD ORiGfNALhat, um dae Auukleidungsteil aufzuweiten und stoäartig ge^en die zylindrische «.and ssu treiben, wobei eine Stoßlinie auftritt, die sich mit einer unter der Schallgeschwindig; eit liegenden Geschwindigkeit von des den größten Kegeldurchmesser aufweisenden Ende zu dem den kleineren Durchmesser aufweisenden Ende bewegt·20. Verfahren zum Verschweißen eines Auskleidungsteils mit der ..and eines zylindrischen Hohlraums nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß den Auskleidungsteil die üorni eines Zylinders gegeben wird, dessen Außendurchmesser kleiner ist als der Durchmesser des Hohlraums, daß eine Sprengladung von eines Ende des Zylindern aus zur Detonation gebracht wird, um zu bewirken, daß die Sprengladung mit einer Geschwindigkeit detoniert, die niedriger iot als die Schallgeschwindigkeit" in den Materialien der beiden Bauteile, so daß das Auukleidungateil ausgeweitet und geöen die zylindrische „and getrieben wird, wobei eine Stoßlinie entsteht, die sich »it einer unter der Schallgeschwindigkeit liegenden Geschwindigkeit τοη einem Ende der zylindrischen \.and zu ihrem anderen Ende bewegt·21. Verfahren zum Verschweißen eines Auakleidungüteils mit einem halbz^linurischen Hohlraum nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß dem Auakleidungoteil die i-orm eines Zylinders gegeben wird, dessen Außendurchmesser kleiner ist als der j/uruhüieooer aea xionlraums, daß das Auakleidungsteil exzentrisch in dem uolilrauxa angeordnet wird, so daß der Abstand zwischen den beiden Bauteilen auf einer ersten Seite kleiner ist als auf der anderen Seite, daß eine Sprengladung innerhalb des Auskleidungsteils angeordnet wird, die sichnia wesentlichen über die ganze309837/06'lü BAD ORIGINALLänge des Auskleidungsteils erstreckt» daß ein Dämpfer und ein« wraeaböchiramng zwischen dem Auskleidungsteil und der Sprengladung angeordnet werden, und daß die Sprengladung von einer ersten üeite derselben aus zur ü tonation gebracht wird* um dna Auakleidungsteil aufzuweiten und es stößartig gegen die zylindrische V^and des Hohlraums zu treiben» so dai3 bewirkt wird, dai sich eine Stoßlinie längs dee Uafangs des Hohlraums von einer Seite desselben sur anderen bewegt·22. Anordnung zum Verschweißen einen ersten Bauteils au· Metall mit einem zweiten Bauteil aus Metall, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, um das erste Bauteil so su unterstützen, daß es sich nicht bewegen kann» ferner durch zeitweilig zur Wirkung kommend« Unterstützungsmittel, ua das aweite Bauteil In eine« Abstand von dem ersten Bauteil iu halten, Mittel, um die Atmosphäre aus den Raum zwischen den beiden Bauteilen zu evakuieren, eine Sprengladung, die so angeordnet ist, daß die das zweite bauteil mit einer ütoßwirkung ge^en das erst« Bauteil treiben kann, und Mittel« um die *'ege von Guumolekülen von der Sprengladung zu dem liaum «wischen den -Bauteilon su verlängern·*23. Anordnung zum Verschweißen eines ersten .Bauteile au« Metall mit einem zweiten Bauteil aus Metall, gekennzeichnet durch «inen Amboß, durch den das erste Bauteil so unterstützt wird, daß es sich nicht bewegen kann, eine zeitweilig wirksaae Unterstützung« mittels dtren das zweite Bauteil in einem Abstand von dee ersten Bauteil gehalten wird, Mittel, um die Atmosphäre aus des Kaue zwieohen den beiden Bauteilen su evakuieren, ein« Sprengladung« Sprtnfkapeelaittel, ua dl« Sprengladung in ein·«909837/0610ν .ersten bereich derselben zur Detonation zu bringen, so daß di· Detonation in tforra einer iJ'ront längs der Sprengladung fortschreitet, sowie eine Gasabschimnung, die zwischen der Iprengladung und dem av/oiten Bauteil angeordnet lot und dazu dient, die Wege von üasnolekülen τοη der Sprengladung zu dem iaum zwischen den Bauteilen zu verlängern, wobei die Sprenglalun^ geei^nat ist, dann, wenn sie zur Detonation gebracht wird, das sv/eite Bauteil mit einer Stoßwirkung ge^en das erste Bauteil zu treiben, so daß sich eine utoßlinie mit einer unter der uchallgcschr/indigkeit liegenden Geschwindigkeit längs der Bauteile bewegt, J24· Anordnung nach Anspruch 23t dadurch gekonnt:'chnet, daß die Gasabuchiriaunä" die zeitweilig wirksamen Unterstützungsmittel für das zweite Bauteil bildet·25· Anordnung nach Anspruch 23, gekennzeichnet cli roh einen ■ zwischen der Sprengladung und dem zweiten Haufcuil angeordneten Dämpfer aud zuaatiinendrückbarem "aterial, durch den dio zeitliche Dauer der auf das zweite bauteil wirkenden Explooionskraft verlängert wird.26· Anordnung nach Anspruch 23» gekennzeichnet durch ein· zuofj mandriickbare Heaktionsmas3e, die in Αηΐε^ο an der Sprengladung auf ihror von deia zweiten Jautoil abüewandten -^dte angeordnet ist und dazu disnt, die Lxplosionsenertiie üu /ergröliorn, die ^u^n dan zweite bauteil gerichtet wird·27· Anordnung nach Anupruch 23» dadurcli gekennzeichnet, daß die Amboö- bzw· ünterütützungaiaittel au3 einem Material bestehen, das in wesentlichen den gleichen otoßwideratand aufweist wie das Materie! de* ersten Bauteile. 9 0 9 8 3 7/0610 BAD ORIGINAL28. Anordnung nach Anspruch 23, gekennzeichnet durch ein· swiaeheu dein ersten bauteil und den Unterstützung« itteln bzw· dom Amboß angeordnete Schicht aus einem nichtmetallischen Material, die dazu dient, ein unerwünschtes Verschweißen des erstes Sauteils mit dem Amboß zu verhindern·29. Anordnung nach Anspruch 23, gekennzeichnet durch Mittel aua einem cntfernbaren "aberial, die in Anlage an einer Kante d.:.j v.vü fco η Jaateils angeordnet sind, um Stoßwellen- von dem er-BtGii Bauteil abzuleiten und das Abplatzen der betreffenden Kant« zu va30. Anordnung nach Anspruch 23» gekennzeichnet dr.rch eine *.tüt£;.j£iij£j3 auü einer niecirigöchmelaenden Lo^iai'un^, Ji-3 in Anlage a.i üinor iiente de^ ersten ^auteila angeordnet iot und eine Stoßv/idorstandsckarakteristik besitzt, die der L-itoßwiderstandscliarakuüritjtik deü ersten -Bauteils angepaßt iat.31· Anoi^dnun^ na ca Anspruch 23» dadurch gekennzeichnet, daS eine j der jauteile xlohlräume aufweist, und daß diese Hohlräuae mit einer legierung von niedrigem ochmelzpunkt gefüllt sind.32, Anordnung nach Anspruch 23» dadurch gekennzeichnet, dafl dia ,3Qitweili^· wirksauen ünterstützungsiaittel das zweite Bauteil in einer winkelstellung gegenüber dein eraten bauteil halten, und daß die ;.Jprongkapselmlttel so angeordnet aind, daß ei« die Spra .-gladung länja einer linienfövsaigen Front zur Detonation brin^wii, und zwar in dem dem ersten Bauteil am nächsten benachbarten Bereich, ao daß eine ütofllinie zwischen den Bauteilen entsteht, die aich mit einer unter der Schallgeschwindigkeit liegenden 'geschwindigkeit bewegt· 90983 7/06'IUBAD33· Anordnung nach Anapruoh 23, dadurch geLernr-rjchnet, daß die zeitweilig wirksamen Unterstützungsmittel dar r^ eite Bauteil parallel au. uem eruten Jcuteil unterstützen, und daß die Sprengladung eine uolche Zuuu^mcnaetaun^; hut, el:." ihm I etonationageaahwindigkoit niedriger ist als die Dchillgeßchv.dndigkeit, ao daß av,lochen den Bauteilen eine Ctoßlinio ontnteht, die sich mit einer unter der Sohallgeuclivvindigkoit Holenden Geschwindigkeit bewegt·34· Anordnung nach Anspruch 23» dadurch gekennzeichnet* daS die Sprengladung in Torrn einer »Schicht auo-ßDÜöet ißt, die auf einer ersten oeite eine maximale Dicke und auf einer anderen Seite eine minimale x-icke hat, wobei die Dicke dazwischen gemäB einem Gradienten variiert, und daß die Detonationnmittel auf der ersten oeite der Sprengladung angeordnet sind, um eine Explo-Bionskraft au er2seugen, die längs des zweiten Bauteils einen Gradienten aufweist, so daß zwischen den Bauteilen eine Stoßlinie entsteht, die sich alt einer unter der Schallgeschwindigkeit liegenden ^eachwindigkeit bewegt.35· Anordnung nach Anspruch 23» gekennzeichnet Ci:roh mindestens ein mittleres bauteil, das zwischen dem ersten und dem zweiten Bauteil v<r^chwelßt werden soll, sowie zeitweilig wirksame Mittel, um dan mittlere Bauteil zwischen den ersten und des zweiten bauteil und in einem Abstand von beiden Bauteilen sv unterstützen.36. Anordnung zum einschweißen eines Auakleldimgßteils aua Metall in einen Hohlraum ait einer zylindrischen "wand in elnea äußeren Bauteil aus Metall, gekennmeichnet durch zeitweilig909837/OB 10 BAD\ ■■ : - 52 - -.■'■■ ;■':■.'■-:.■.wirksame Unterstützungsmittel» um das Auskleidung teil Innerhalb des Hohlraums und in einem Abstand von der aylindrisclieft Wand zu unterstützen» Mittel» um die Luft aus dem Kaum zwischen- den beiden Bauteilen zu evakuieren» eine Sprengladung, Detonations* mittel, um die Sprengladung in einem ersten Bereich derselben zur Detonation zu bringen, so daB die Detonation längs einer Front über die Sprengladung hinweg fortschreitet, sowie durch eine Ghasabschirmung, die zwischen der Sprengladung und dem Aus-» kleidungsteil angeordnet ist, um die Wege von Cfasmolekulen von der Sprengladung zu dem llaum zwischen den Bauteilen au verlängern» wobei die Sprengladung geeignet 1st, dann» wenn sie sur Detonation gebracht wird, daß Auskleidungsteil aufzuweiten und es mit einer Stoßwirkung gegen die zylindrische #and «u treiben,so daß eine Stoßlinie entsteht» die sich mit einer unter derSchallgeschwindigkeit liegenden Geschwindigkeit bewegt·"37· Anordnung nach Anspruch 36» dadurch gekennzeichnet, daß das Auskleidungsteil, die Gaöabschiraiung und die Sprengladung eine konische Form haben und ineinander angeordnet sind» und daß die Detönationsmittel.an dem den größten konischen Querschnitt aufweisenden Ende der Sprengladung angeordnet sind» so daß sich eine Detonationsfront ausbildet und zwischen den Bauteilen eine Stoßlinie entsteht, die sich von einem Ende dee zydrißchen Hohlraums zum anderen bewegt·38· Anordnung nachAnspruch 36# dadurch gekennzeichnet, daß das Auskleidungateil, die (Jaeabschirmung und die Sprengladung eine zylindrische fona haben und ineinander angeordnet sind, daß die Detonationeinittel an einem ersten Ende der Sprengladung90 98 37/0610BADangeordnet sind, so daß sich eine -^etonationöfront ausbildet und sich zwischen den Bauteilen eine StoSlinie von einem Ende des zylindrischen Hohlraums zum anderen beweg'j, und daß die Sprengladung eine solche Zusammensetzung hat, daß iliro Oetonationögeschwinaigkeit niedriger ist alo die Sc39· Anordnung zum Einschweißen eines Auskleidungcteils aus Metall in einen halbzylindrischen Hohlraum eines äußeren Bauteils aus Metall, gekennzeiehenet durch zeitweilig wirksame Unterstützungsmittel, um das Auskleidungsteil in einer exzentrischen Lage innerhalb des Hohlraums so festzuhalten, daß eine erste Seite des Atiskleidungsteils dem äußeren i3auteil näher benachbart ist als die andere öeite, wobei der Abstand zv/i-schen dem Auskleidtingsteil und dem äußeren Bauteil entsprechend einem Gradienten variiert, Mittel, um die Atmosphäre aus dem Kaum zwischen den beiden Bauteilen zu evakuieren, eine Sprengladung in Porm eines Halbzylinders, die Innerhalb de3 Auskleidungsteils angeordnet ist, Betonationsmittel, um die Sprengladung an einer ersten Seite derselben zur Detonation 2u bringen, no dtiß sich die Detonation in Form einer i'ront längs des Dmf an^a 'der haltH" * sylindrischen ladung fortpflanzt, sowie eine zv/isehen der Sprengladung und dem A u akl ei dung s teil angeordnete Ci-asabacliirvnung zum Verlängern der ϊ/ege von .Gasiüolekülen von der .-prengl.-'dung zu dem kaum zwiachen den bauteilen, wobei die Sprengladung g-ooignet iüb, dann, wenn sie zur Detonation gebracht wird, das AuskleiduniiPteil aufzuweiten und es mit einer ötoßwirkung go-.-en die y/and des halbzylindriachen Hohlraums zu treiben, ao daß eine £3toßlinie entsteht, die sich mit einer unter der SchalIgeschwindigkeit liegenden Geschwindigkeit längs des Umfangs des Hai*·90983770610 BAD■■-■■, ■.'■.. "■ - - 54 - ...;.■ ■. '.Zylinders von der ersten Seite zur anderen »Seite bewegt·40· Anordnung zum Anschweißen eines "erkleldungsteile aua Lletall an die Außenfläche eines inneren Bauteils aua Metall, dae eine domf'ormi^e bzw* gewölbte o-estalt hatf gekennzeichnet durah Mittel, um daü /erkleidungsteil über dem inneren ^cuteil und Aft einem Abstand von letzterem, zu unterütütaen, . itxel, to die Atmosphäre aa.ü dem.xvaum awischen den beiden -üautoilen zu evakuieren, eine über dem Verkleidungsteil angeordnete Sprengladung, letönationainittel» um die Sprengladung in einem zentralen Bereich auf ihrer Oberaeite zur Detonation zu bringen, so daß sich die üebonation in i'orm einer iront fortpflanzt, die sich nach außen und unten erweitert» sowie eine zwischen der Sprengladung und dem verkleidungsteil angeordnete Gasabsehirmung zum Verlängern der «Zage von Gasmolekiilen von der Sprengladung zu dem Raum zwischen den beiden Bauteilen, wobei die Sprengladung geeignet ist, dann, wenn oie zur Detonation gebracht wird, -das ^erfcleidunü'ötcil. z-uaammenzudrii.ok'en und es ao nach innen zu treiben» daß eine dtoßlinie entsteht, die. sich mit einer unter der Schalle geschwindigkeit liegenden ueschY/indigkeit von dem oberen zentralen bereich der gewölbten Form aus in iiestalt eines sich erweiternden liingj nach außen und unten bewegt*909837/0 610Le ers ei te
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US3744119A (en) * | 1969-11-28 | 1973-07-10 | I Hanson | Method for explosively bonding together metal layers and tubes |
US3728780A (en) * | 1970-01-24 | 1973-04-24 | Inst Science And Technology | Explosive cladding on geometrically non-uniform metal material |
US3766635A (en) * | 1970-01-29 | 1973-10-23 | Western Electric Co | Explosive bonding of workpieces |
US3727296A (en) * | 1970-01-29 | 1973-04-17 | B Cranston | Explosive bonding of workpieces |
GB1369879A (en) * | 1970-12-15 | 1974-10-09 | Nippon Oils & Fats Co Ltd | Exploxive welding process |
US3733684A (en) * | 1971-11-26 | 1973-05-22 | Western Electric Co | Explosive bonding of workpieces |
US3736654A (en) * | 1971-11-26 | 1973-06-05 | Western Electric Co | Explosive bonding of workpieces |
US3761004A (en) * | 1972-04-10 | 1973-09-25 | E F Industries | Assembly for explosively bonding together metal layers and tubes |
US3847558A (en) * | 1972-08-24 | 1974-11-12 | Us Navy | Titanium-beryllium reinforced matrices |
US3868761A (en) * | 1973-03-22 | 1975-03-04 | Jury Ignatievich Apalikov | Method of cladding of metal products |
US3868131A (en) * | 1973-11-30 | 1975-02-25 | Ultra Centrifuge Nederland Nv | Methods and device for welding a metal pipe to a metal body by means of an explosive charge |
SE428182B (sv) * | 1976-07-06 | 1983-06-13 | Nitro Nobel Ab | Sett vid explosionssvetsning av pulvermaterial pa en fast yta |
SE467729B (sv) * | 1987-05-05 | 1992-09-07 | Exploweld Ab | Saett att sammanfoga plastmaterial medelst explosionssvetsning. |
US6715993B2 (en) * | 2002-07-25 | 2004-04-06 | General Electric Company | Methods and apparatus for manufacturing rotor shafts |
US6772934B2 (en) * | 2002-10-11 | 2004-08-10 | Dynamic Materials Corporation | Kinetic energy welding process |
FI123372B (fi) * | 2008-06-30 | 2013-03-15 | Outotec Oyj | Menetelmä metallurgisen uunin yhteydessä käytettävän jäähdytyselementin päällystämiseksi metallipäällysteellä ja jäähdytyselementti |
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US3140537A (en) * | 1961-06-30 | 1964-07-14 | Du Pont | Explosive welding process |
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