DE1828914U

DE1828914U - Mit titan oder titanlegierungsblech plattierte platte, insbesondere fuer behaelter od. dgl.

Info

Publication number: DE1828914U
Application number: DEC7519U
Authority: DE
Original assignee: CONTINENTAL TITANIUM METALS CO
Current assignee: CONTINENTAL TITANIUM METALS CO
Priority date: 1959-11-27
Filing date: 1960-08-31
Publication date: 1961-03-30
Also published as: US2985747A; GB898927A

Description

Mit Titan oder Titanlegierungsblech plattierte

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an] ."b on Behälter od dergleichen.

Die vorliegende Neuerung bezieht sich auf Gegenstände, wie Plat-

ten, Behälter oder dgl. aus Eisenmetallen, insbesondere Stahl,

die mit Blechen aus Titan oder Titanlegierungen plattiert sind.
Es ist bekannt, daß die Herstellung von Plattierungen zwischen den genannten Werkstoffen insofern häufig auf Schwierigkeiten stösst als die Verbindungsstellen durch Bildung intermetallischer Verbindungen leicht verspröden. Diese Schwierigkeiten treten vor allen Dingen beim Walzplattieren auf, wie es bei Blechen üblich ist. Sie sind u. a. ein Grund dafür, daß es auch heute noch praktisch sehr schwierig ist, Plattierungen mit Titan oder Titanlegierungen auf Blechtafeln grösserer Abmessungen herzustellen.
Das Hauptziel der vorliegenden Neuerung ist daher, eine Verbesserte Verbindung anzugeben, mit der die genannten Teile aneinander befestigt werden können, und zwar derart, daß die Verbindung einerseits fest und andererseits duktil ist.
Zur Erreichung dieses Zieles wird vorgeschlagen, in der Oberflächenschicht der Teile aus Eisenmetallen zunächst eine Einlage aus Vanadin anzubringen und+dort durch Schweissen zu befestigen.
Die Teile aus Titan oder dessen Legierungen werden anschliessend durch Schweissen an der Vanadineinlage befestigt. Es wurde festgestellt, daß sich Vanadinmetall ohne Schwierigkeiten sowohl mit Eisenmetallen bzw. dessen Legierungen wie auch mit Titan und dessen Legierungen verschweissen lässt und daß in beiden Fällen eine Schweißverbindung entsteht, die keinerlei Versprödungserscheinungen zeigt.
Es ist zwar bereits bekannt, Plattierungen, vor allen Dingen Walzplattierungen, zwischen Titanmetall und Eisenmetallen auszuführen, bei denen eine Zwischenschicht vorgesehen wird, die dazu dient, die Verbindung zwischen den beiden Metallen herzustellen und die Ausbildung spröder, intermetallischer Verbindungen an der Berührungsfläche der beiden Metalle zu verhindern. Häufig liegt jedoch die Aufgabe vor, bereits fertige oder halbfertige Vorrichtungsteile, wie etwa Apparate der chemischen Industrie nachträglich mit Blechen aus Titanmetall oder Eisenlegierungen auszukleiden. In diesen Fällen sind die bisher bekannten Plattierungsverfahren natürlich nicht anwendbar. Es hat sich gezeigt, daß diese Lücke durch die Anwendung der neuerungsgemässen Schweißverbindung ausgefüllt werden kann.
Zum Befestigen von Blechen aus Stahl, insbesondere nichtrostendem Stahl, etwa im Innern von Behältern, ist es bereits bekannt, an der Behälterwand Schienen zu verankern, etwa durch Nieten, Verschweissen oder auch durch Aufkleben und die Auskleidungsbleche sodann an diesen Schienen durch Schweissen zu befestigen. Diese Verbindungsart kann jedoch nicht ohne weiteres beim Befestigen von Teilen aus Titan an Teilen aus Stahl angewandt werden, da hierbei ebenfalls eine Schweißverbindung zwischen Stahl und Titan entstehen würde, die also die gleichen Versprödungserscheinungen zeigen würde, wie sie beim unmittelbaren Verschweissen der Titanteile mit der stählernen Behälterwand entstehen. Durch die vorliegende Neuerung wird vorgeschlagen, Zwischenstücke aus Vanadinmetall vorzusehen, was den Erfolg hat, daß die Schweißverbindung nicht versprödet, d. h. also fest und duktil ist.
Zur Herstellung der neuerungsgemässen Verbindung wird so vorgegangen, daß zunächst die miteinander zu verbindenden Teile aus Titanmetall auf der einen Seite und Eisenmetallen auf der anderen Seite in der gewünschten Weise aufeinander gelegt und gemeinsam durchbohrt werden. Hierbei greift das Bohrwerkzeug von der Titanseite her an und erzeugt im Titanteil ein durchgehendes Loch.
Der Bohrer wird jedoch nur so weit in das Metall eingeführt, daß im darunterliegenden Eisen-oder Stahlteil eine mehr oder weniger tiefe Höhlung entsteht. Ist die Bohrung an einer oder auch an mehreren Stellen der beiden Metalle fertiggestellt, so wird das Titanteil entfernt und gegebenenfalls der Durchmesser der Bohrung im Eisen-oder Stahlteil durch Aufbohren, Fräsen oder dgl. geringfügig vergrössert. In die so erzeugte Höhlung wird eine passende Einlage aus Vanadinmetall gelegt, welche am Rande mit dem Stahlteil verschweisst wird. Besonders einfach ist es, die Vanadineinlage im Querschnitt kreisrund zu wählen und sie mittels einer ringförmigen Schweißnaht an ihrem Rand mit dem Rand der Höhlung im Stahlteil zu verbinden.
Anschliessend wird die Oberfläche der Einlage, einschl. der Schweißraupe durch Hobeln, Schmirgeln oder dgl. geglättet, d. h. also auf gleiche Höhe mit der Oberfläche des Eisen-ddr Stahlteiles gebracht und sodann das zu befestigende Titanteil, also etwa das aufzuplattierende Titanblech, wieder aufgelegt. Hierbei ist darauf zu achten, dass die Bohrungen im Titanteil möglichst genau, also konzentrisch über die im Stahlteil festgeschweisste Einlage zu liegen kommen. Anschliessend wird der der Einlage zugewandte Lochrand des Titanteiles durch Verschweissen mit der Vanadineinlage verbunden und auf diese Weise das Titanteil am Grundwerkstoff befestigt. Das nah verbleibende Loch im Titanteil wird nunmehr durch Auftragsschweissung mit Titan oder einer Titanlegierung ausgefüllt.
Die Schweißverbindungen zwischen der Fanadineinlage und dem Eisen-oder Stahlteil einerseits und dem unteren Lochrand des Titanteiles andererseits können an sich auf beliebige Weise hergestellt werden.
Als günstig hat es sich erwiesen, diese Schweißverbindungen durch Lichtbogenschweissung unter Verwendung einer Wolfram-Elektrode herzustellen. Hierbei erübrigt sich in den meisten Fällen die Verwendung eines Schweißzusatzwerkstoffes, da durch die Hitze des Lichtbogens ein leichtes Verschmelzen der beiden Metalle erreicht werden kann.
Bei der abschliessend auszuführenden Auftragsschweissung zur Ausfüllung des im Titanteil noch verbleibenden Loches wird empfohlen, nach dem Lichtbogenschweißverfahren unter Verwendung eines inerten Schutzgases-etwa Argon-zu arbeiten.
Als Werkstoff zur Herstellung der Auftragsschweissung dient vorzugsweise der gleiche Werkstoff, aus dem auch das Titanteil selbst besteht.
Um die neue Verbindung näher zu erläutern, wird auf die beiliegenden Abb. 1 bis 3 verwiesen, welche auch die Herstellung der Schweißverbindung in den einzelnen Phasen zeigen.
In Abb. 1 ist bei 10 eine Platte etwa aus Stahl im Querschnitt dargestellt, auf der das Titanblech 12 befestigt werden soll. Zunächst ist eine Höhlung 14 in der Oberfläche der Platte 10 durch Bohren, Fräsen oder ähnliche Verfahren angebracht worden. Wie bereits erläutert, ist diese Bohrung in der Weise erzeugt worden, dass die beiden miteinander zu verbindenden Teile in der gewünschten Weise aufeinandergelegt worden sind und von der Titanseite her angebohrt wurden. Auf diese Weise ist es leicht möglich, auch im Titanteil eine Bohrung zu erzeugen, die genau konzentrisch über der Höhlung 14 im Stahlteil liegt. Die Bohrung im Titanteil ist in der Abb. bei 2o zu erkennen.
Anschliessend ist die Höhlung 14 im Teil 10 durch Fräsen oder Bohren vergrössert und eine Einlage 16 aus Vanadinmetall in diese eingesetzt worden. Diese Einlage wird durch Schweissung, vorzugsweise Lichtbogenschweissung, unter Verwendung einer Wolframelektrode mit dem Teil 10 verbunden, wodurch eine Schweißraupe 18 entsteht.
Abb. 1 lässt erkennen, dass die Oberfläche des Teiles 10 auf genau gleicher Höhe liegt wie die Oberfläche des Teiles 16 und der Schweißraupe 18.
Im Anschluß hieran werden die Teile 10 und 12 wieder aufeinandergelegt, wobei die Bohrung 2o möglichst konzentrisch über die Einlage 16 zu liegen kommt, wie dies aus Abb. 2 zu ersehen ist. Im nächsten Schritt wird der untere Lochrand, d. h. also derjenige Teil des Randes des Loches 22, der der Vanadineinlage 16 zugewandt ist, durch Schweissen mit der Vanadineinlage verbunden, wie dies in Abb. 2 bei 24 angedeutet ist. Auch diese Schweissung wird vorzugsweise durch Lichtbogenschweissung unter Verwendung einer Wolframelektrode ausgeführt.
Nachdem auf diese Weise eine feste und duktile Verbindung zwischen den Teilen 10 und 12 erzeugt ist, kann das noch im Teil 12 verbleibende Loch durch Auftragsschweissung mit Titan oder einer geeigneten Titanlegierung ausgefüllt werden, wie dies in Abb. 3 bei 26 angedeutet ist. Die Auftragsschweissung wird vorteilhafterweise in mehreren Lagen angebracht, wobei sich die Anzahl der Lagen nach der Tiefe des Loches, also nach der Stärke des aufzuplattierenden Titanbleches 12, richtet.

Claims

S c h u t z a n s p r ü c h e 1. Mit Titan oder Titanlegierungsblech plattierte Gegenstände, wie Platten, Behälter oder dgl. aus Eisenmetallen, insbesondere Stahl, dadurch gekennzeichnet, daß in die Oberflächenschicht der Teile aus Eisenmetallen insbesondere Stahl eine Vanadineinlage eingelassen und festgeschweiß und mit dieser Einlage die Teile aus Titan oder Titanlegierungen verschweist sind.
2. Gegenstände nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vanadineinlage in der Oberflächenschicht der Teile aus Eisenmetallen insbesondere Stahl einen kreisförmigen Querschnitt aufweist.
3. Gegenstände nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vanadineinlage in der Oberflächenschicht der Teile aus Eisenmetallen insbesondere Stahl an ihrem Rande mittels einer ringförmigen Schweißnaht mit den Teilen aus Eisenmetallen verbunden ist.
4. Gegenstände nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die in der Oberflächenschicht der Teile aus Eisenmetallen, insbesondere Stahl festgeschweisste Vanadineinlage mit dem Innenrand eines Loches der aufgelegten blechförmigen Teile aus Titan oder Titanlegierungen verschweist, das noch verbleibende Loch durch Auftragsschweissung mit Titan oder Titanlegierungen ausgefüllt und schließlich durch Hobeln, Schleifen oder dgl. geglättet ist.
5. Gegenstände nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Loches in den blechförmigen Teilen aus Titan oder Titanlegierungen kleiner als der Durchmesser der Vanadineinlage ist.