DE1627608B2 - Verfahren zum verschweissen von explosionsplattierten stahlplatten - Google Patents
Verfahren zum verschweissen von explosionsplattierten stahlplattenInfo
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- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
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- B23K9/0288—Seam welding; Backing means; Inserts for curved planar seams for welding of tubes to tube plates
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum
is Verschweißen von explosionsplattierten Stahlplatten,
deren Plattierungsschicht aus einem mit Stahl nicht schmelzschweißbaren Metall besteht.
Solche explosionsplattierte Stahlplatten eignen sich insbesondere zum Bau von Behältern zur Aufnahme
von Stoffen, die mit Bezug auf Stahl aggressiv sind. Diese Stahlplatten sind durch das Explosions-Plattierungsverfahren
mit einer festhaftenden dünnen Schicht aus einem wertvolleren Metall, z. B. Tantal,
versehen, welches infolge seines wesentlich höheren Schmelzpunktes nicht mit Stahl schmelzverschweißbar
ist. Daher war es bisher nicht möglich, solche explosionsplattierten Stahlplatten z.B. stumpf zusammenzuschweißen.
Es ist Aufgabe der Erfindung, dieses Problem mit relativ einfachen Mitteln zu lösen und ein Verfahren
zum Verschweißen solcher explosionsplattierter Stahlplatten zu schaffen, welches sich nicht nur zum
Stumpfschweißen solcher Platten, sondern auch insbesondere zum Herstellen von Rohrboden für Wärmeaustauschvorrichtungen
eignet, wodurch die Verwendung solcher Verbundwerkstoffe für Kühl- oder Heizregister erschlossen wird, um auch für Stahl aggressive
Stoffe in einer dauerhaften Vorrichtung einem Wärmeaustauschprozeß unterziehen zu können.
, ■·." Dies wird erfindungsgemäß in erster Linie dadurch
erreicht, daß zunächst die Stahlschicht der zu verschweißenden Platten an den zu verbindenden Stellen
von der derPlattierungsschicht abgelegenen Seite her bis nahezu an die Plattierungsschicht heran spanabhebend
bearbeitet wird und der an die Plattierungsschicht angrenzende Rest der Stahlschicht zur Bildung
einer Nut so weit weggeätzt wird, daß ein überstehender Rand der Plattierungsschicht verbleibt, daß
50: dann dieser überstehende Rand über einen Radius
etwa rechtwinklig hoch gebogen wird und daß daraufhin die hochgebogenen Ränder der Plattierungsschicht
verschweißt werden.
Bei Anwendung dieses Verfahrens zum Stumpfschweißen zweier explosionsplattierter Stahlplatten
wird nach dem Verschweißen der hochgebogenen Ränder der Plattierungsschicht auch die Stahlschicht
verschweißt.
Bei der Herstellung von Rohrboden für Wärmeaustauschvorrichtungen,
deren Plattierungsschicht aus einem mit Stahl nicht schmelzverschweißbaren Metall,
z. B. Tantal, besteht, aus welchem auch die Rohre der Wärmeaustauschvorrichtungen bestehen, wird
erfindungsgemäß so verfahren, daß zunächst an den Stellen, an denen die Rohre mit dem Rohrboden verbunden
werden sollen, sowohl die Stahlschicht als auch die Plattierungsschicht mit Bohrungen kleineren
Durchmessers versehen werden, daß dann jede BoIi-
rung in der Stahlschicht bis nahezu an die Plattierungsschicht
heran erweitert wird, daß anschließend der noch an dem nach innen vorstehenden Plattierungsschichtrand
anhaftende Stahlrest bis zur Bildung einer über den Durchmesser der erweiterten Bohrung der Stahlschicht hinausgehenden Ringnut
weggeätzt wird, daß daraufhin der Plattierungsschichtrand unter Beibehaltung eines Radius zur Bildung
einer mit der Stahlschichtbohrung fluchtenden Aushalsung aufgebogen wird, wonach das aus dem
gleichen Werkstoff wie dem der Plattierungsschicht bestehende Rohr in die Gesamtbohrung mit Preßsitz
eingeschoben wird, bis das Rohrende mit der Aushalsung im wesentlichen bündig abschneidet, woraufhin
die Aushalsung mit dem Rohrende verschweißt wird.
Dabei wird zum Herausätzen der Ringnut ein säurebeständiger Stopfen mit freier Innenbohrung in die
Bohrung der Stahlschicht so weit eingeführt, daß zwischen seiner Innenstirnfläche und dem Plattierungsschichtrand
ein Abstand verbleibt, welcher der axialen Breite der beabsichtigten Ringnut entspricht, und
daß daraufhin jede so vorbereitete Bohrung des Rohrbodens bis zu einer vorbestimmten Füllhöhe innerhalb
der Stopfenbohrung mit einer Säure gefüllt wird, welche man über eine Zeitspanne, die für das
Ausätzen der Ringnut notwendig ist, einwirken läßt.
Die Erfindung wird nunmehr an Hand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnung ausführlicher
beschrieben, und zwar zeigen die
F i g. 1 bis 5 die verschiedenen Verfahrensstufen zum Stumpfschweißen zweier explosionsplattierter
Stahlplatten, die
F i g. 6 bis 10 die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Rohrbodens für
Wärmeaustauschvorrichtungen in den verschiedenen Verfahrensstufen, während
Fig. 11 einen Ausschnit eines erfindungsgemäß
hergestellten Rohrbodens in Perspektive wiedergibt.
In Fig. 1 sind zwei explosionsplattierte Stahlplatten
1 dargestellt, die aus einer Stahlschicht 2 und einer dünnen (hier etwas stärker gezeichneten) Plattierungsschicht
3, beispielsweise aus Tantal, bestehen. Es handelt sich bei der Plattierungsschicht 3 um ein
Metall, welches infolge seines höheren Schmelzpunktes nicht durch Schmelzschweißung mit Stahl verbunden
werden kann. Durch das bekannte Explosionsplattieren haftet jedoch die Plattierungsschicht 3 sehr
fest an der Stahlschicht 2.
Um nun solche explosionsplattieren Stahlplatten 1 stumpf aneinanderschweißen zu können, werden die
stumpfzuschweißenden Endflächen der beiden Platten 1, wie in F i g. 2 dargestellt, bearbeitet, und zwar
wird durch Zerspanungsarbeit die der Plattierungsschicht 3 abgelegene Kante 4 schräg weggenommen
und das an die Plattierungsschicht 3 angrenzende Material der Stahlschicht 2 mit einer Säure weggeätzt,
welche die Plattierungsschicht 3 nicht angreift. Durch das Wegätzen wird eine Nut 5 gebildet, so daß
ein Rand 6 der Plattierungsschicht 3 über die Stahischicht 2 hinaus vorsteht.
Daraufhin werden die Ränder 6 nach oben gebogen, wie in F i g. 3 dargestellt. Da die Plattierungsschicht
3 aus einem ziemlich spröden Material, z. B. Tantal, besteht, muß der Rand 6 der Plattierungsschiclil
3 über einen Radius 7 «cboücn \\orcL-;i. und
die weggeätzte Nut 5 dient dazu, das Biegen des Radius 7 zu ermöglichen. Ferner ist das Ausätzen der
Nut 5 deshalb notwendig, weil man beim spanabhebenden Bearbeiten der schrägen Kante 4 mit dem
Zerspanungswerkzeug nicht bis dicht an die Plattierungsschicht 3 herangehen kann, da sonst diese wertvolle
Plattierungsschicht 3 beschädigt werden könnte. Anschließend werden die Platten 1 zusammengebracht
und die hochgebogenen Kanten 6 durchgehend verschweißt, wie bei 8 in F i g. 4 dargestellt.
Auch hierbei erweisen sich die ausgeätzten Nuten 5 deshalb als nützlich, weil sie beim Schweißen der
Kanten 6 der Plattierungsschicht 3 (was mit sehr hoher Temperatur geschieht) einen ausreichenden Abstand
von der Stahlschicht 2 gewährleisten, so daß letztere durch die hohe Schweißtemperatur nicht in
Mitleidenschaft gezogen wird.
Zum Schluß können dann die Stahlschichten 2 der Platten 1 an den schrägen Kanten 4, die eine V-Nut
bilden, mit einer V-Naht 9 verschweißt werden, wie in F i g. 5 dargestellt ist.
Auf ähnliche Weise können auch Rohrböden 10 (s. Fig. 11) für Kühl- oder Heizregister hergestellt
werden, wobei die Rohrboden 10 aus einer expiosionsplattierten
Stahlplatte 11 mit einer Stahlschicht 12 und einer Plattierungsschicht 13 bestehen und mit
Rohren 14 verbunden werden, die aus dem gleichen Metall wie dem der Plattierungsschicht 13. z. B. aus
Tantal, bestehen. Dadurch werden dauerhafte Wärmeaustauschvorrichtungen geschaffen, in denen auch
Stoffe verarbeitet werden können, die gegenüber einfachem Stahl aggressiv sind.
In den Fig. 6 bis 10 sind die einzelnen Verfahrensschritte
zur Herstellung eines Rohrbodens 10 dargestellt. Wie in Fig. 6 gezeigt, wird zunächst die
beispielsweise mit Tantal explosionsplattierte Stahlplatte 11 an denjenigen Stellen, an denen die Rohre
14 (s. F i g. 10 und 11) an der Platte 11 befestigt werden sollen, mit Bohrungen 15 kleineren Durchmcssers
versehen, und zwar werden sowohl die Stahlschicht 12 als auch die Plattierungsschicht 13 durchbohrt.
Danach wird nur die Stahlschicht 12. wie in F i g. 7 gezeigt, mit einer erweiterten Bohrung 16 verschen,
und zwar bis kurz vor die Plattierungsschicht
13. Der noch an dem nach innen vorstehenden Platüerungsschichtrand
17 anhaftende Stahlrest 18 wird anschließend so weit weggeätzt, daß, wie in F i g. S
dargestellt, an der Grenze zwischen der Plattierungsschicht 13 und der Stahlschicht 12 eine Ringnut 19
gebildet wird (ähnlich der Nut 5 in den F i g. 2 bis 5). Zu diesem Zweck wird in die Bohrung 16 der Stahlschicht
12 ein Stopfen 20 eingeführt, der aus einem weichen, säurebeständigen Material besteht und eine
freie Innenbohrung 21 aufweist. Der Stopfen 20 wird so weit eingeführt, daß zwischen seiner Innenstirnfläche
22 und dem nach innen vorstehenden Ringrand 17 der Plattierungsschicht 13 ein Abstand verbleibt,
welcher der Breite der beabsichtigten Ringnut 19 entspricht.
Zum Ausätzen der Ringnut 19 wird die gesamte Platte 11, mit der Plattierungsschicht nach unten, auf
eine Dichtungsplatte 23 aufgepreßt, welche die Bohrungen J 5 in der Plattierungsschicht 13 abdichtet.
Dann werden die Bohrungen 21 der Stopfen 20. die Bohrungen 16 der Stahlabschnitte 12 (soweit sie
durch die Stopfen 20 frei gelassen sind) und die Bohrungen 15 der Plattierungsschicht 13 mit einer Säure
24 bis etwa zu einer Füllhöhe 25 «efüllt. Man Kioi die
Säure 24, die nur die Stahlschicht 12 angreift, so lange'
einwirken, wie es zum Erreichen der gewünschten Tiefe der Ringnut 19 erforderlich ist
Danach werden die Säure 24 und die Stopfen 20 entfernt und die Säurereste abgespült. Die vorstehenden
Plattierungsschichtränder 17 (Fig. 7 und 8) werden dann, wie in F i g. 9 dargestellt, über einen
Radius 26 zur Bildung von Aushalsungen 27 etwa rechtwinklig aus der Ebene der Plattierungsschicht 13
hochgehoben, und zwar so, daß die Innenbohrungen der Aushalsungen 27 mit den Stahlschichtbohrungen
16 fluchten. Nun werden die Rohre 14 in die Bohrungen 16 (s. Fig. 10) so weit mit Preßsitz eingeschoben,
bis die Rohrenden 28 mit den Aushalsungen 27 im wesentlichen bündig abschneiden, woraufhin diese
Rohrenden 28 mit den Aushalsungen 27 verschweißt werden, wie bei 29 in den Fig. 10 und 11 darge-
• stellt.
Auch hierbei ermöglichen die Ringnuten 19 das Ausbiegen des Radius 26 an den Aushalsungen 27
und gewährleisten beim Verschweißen der Rohrenden 28 mit den Aushalsungen 27 einen ausreichenden
Abstand der Schweißnaht 29 von der Stahlschicht 12.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Verfahren zum Verschweißen von explosionsplattieren
Stahlplatten, deren Plattierungsschicht aus einem mit Stahl nicht schmelzverschweißbaren
Metall besteht, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst die Stahlschicht
(2,12) der zu verschweißenden Platten (1, 11) an den zu verbindenden Stellen (4; 15, 16)
von der der Plattierungsschicht (3, 13) abgelegenen Seite her bis nahezu an die Plattierungsschicht
(3, 13) heran spanabhebend bearbeitet wird und der an die Plattierungsschicht (3, 13)
angrenzende Rest der Stahlschicht (2,12) zur Bildung einer Nut (5, 19) so weit weggeätzt wird,
daß ein überstehender Rand (6, 17) der Plattierungsschicht (3, 13) verbleibt, daß dann dieser
überstehende Rand (6, 17) über einen Radius (7,* 26) etwa rechtwinklig hochgebogen wird und daß
daraufhin die hochgebogenen Ränder (6, 27) der Plattierungsschicht (3, 13) verschweißt werden
(8, 29).
2. Verfahren nach Anspruch 1 zum Stumpfschweißen zweier explosionsplattierter Stahlplatten,
dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Verschweißen der hochgebogenen Ränder (6) der
Plattierungsschicht (3) auch die Stahlschicht (2) verschweißt wird.
3. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 zur Herstellung von Rohrboden für
Wärmeaustauschvorrichtungen, wobei die Rohrboden aus explosionsplattierten Stahlplatten bestehen,
deren Plattierungsschicht aus einem mit Stahl nicht schmelzverschweißbaren Metall, z. B.
Tantal, besteht, aus welchem auch die Rohre der Wärmeaustauschvorrichtungen bestehen, dadurch
gekennzeichnet, daß zunächst an den Stellen, an denen die Rohre (14) mit dem Rohrboden (10)
verbunden werden sollen, sowohl die Stahlschicht
(12) als auch die Plattierungsschicht (13); mit Bohrungen (15) kleineren Durchmessers versehen
werden, daß dann jede Bohrung (15) in der Stahlschicht (12) bis nahezu an die Plattierungsschicht
(13) heran erweitert wird, daß anschließend der noch an dem nach innen vorstehenden Plattierungsschichtrand
(17) anhaftende Stahlrest (18) bis zur Bildung einer über den Durchmesser der erweiterten Bohrung (16) der Stahlschicht (12)
hinausgehenden Ringnut (19) weggeätzt wird, daß daraufhin der Plattierungsschichtrand (17) unter
Beibehaltung eines Radius (26) zur Bildung einer mit der Stahlschichtbohrung (16) fluchtenden
Aushalsung (27) aufgebogen wird, wonach das aus dem gleichen Werkstoff wie dem der Plattierungsschicht
(13) bestehende Rohr (14) in die Gesamtbohrung (16) mit Preßsitz eingeschoben wird, bis das Rohrende (28) mit der Aushalsung
(27) im wesentlichen bündig abschneidet, woraufhin die Aushalsung (27) mit dem Rohrende (28)
verschweißt wird.
4. Anwendungsverfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Herausätzen der
Ringnut (19) ein säurebeständiger Stopfen (20) mit freier Innenbohrung (21) in die Bohrung (16)
der Stahlschicht (12) so weit eingeführt wird, daß zwischen seiner Innenstirnfläche (22) und dem
Plattierungsschichtrand (17) ein Abstand verbleibt, welcher der axialen Breite der beabsichtigten
Ringnut (19) entspricht, und daß daraufhin jede so vorbereitete Bohrung (16) des Rohrbodens
(10) bis zu einer vorbestimmten Füllhöhe (25) innerhalb der Stopfenbohrung (21) mit einer
Säure (24) gefüllt wird, welche man über eine Zeitspanne, die für das Ausätzen der Ringnut
(19) notwendig ist, einwirken läßt.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NL6814278A NL6814278A (de) | 1967-10-13 | 1968-10-04 | |
CH1521668A CH481714A (de) | 1967-10-13 | 1968-10-11 | Verfahren zum Verschweissen von explosionplattierten Stahlplatten |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DES0112391 | 1967-10-13 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1627608A1 DE1627608A1 (de) | 1971-07-08 |
DE1627608B2 true DE1627608B2 (de) | 1972-05-10 |
Family
ID=7531749
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19671627608 Pending DE1627608B2 (de) | 1967-10-13 | 1967-10-13 | Verfahren zum verschweissen von explosionsplattierten stahlplatten |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1627608B2 (de) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5580636A (en) * | 1993-09-17 | 1996-12-03 | Alusutsse-Lonza Services Ltd. | Welded composite panels |
-
1967
- 1967-10-13 DE DE19671627608 patent/DE1627608B2/de active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE1627608A1 (de) | 1971-07-08 |
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