DE19828869A1 - Metal electrode production consisting of several metals or alloys - Google Patents
Metal electrode production consisting of several metals or alloysInfo
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstel lung einer aus mindestens zwei unterschiedlichen Metallen oder Metallegierungen bestehenden Metallelektrode.The present invention relates to a method of manufacture one of at least two different metals or Metal alloys existing metal electrode.
Üblicherweise werden aus einer Metallegierung bestehende Metal lelektroden für Verbindungstechniken wie z. B. Hartlöten, Schweißen, Plasmaschweißen, Elektronenstrahlschweißen und YIG-Schweißen eingesetzt. Die Herstellung von Metallegierungen ist allerdings ein aufwendiger Prozeß.Metal is usually made from a metal alloy Oil electrodes for connection techniques such. B. brazing, Welding, plasma welding, electron beam welding and YIG welding used. The manufacture of metal alloys is however, it is a complex process.
Eine für eine bestimmte Anwendung - z. B. zum Schweißen - opti mierte Metallzusammensetzung hat andererseits eventuell schlechtere Verarbeitungseigenschaften hinsichtlich der Her stellung und Legierungsbildung, was einen höheren Aufwand bei der Herstellung der Elektroden selbst erfordert, falls die Her stellung überhaupt möglich ist.One for a specific application - e.g. B. for welding - opti Mated metal composition, on the other hand, may have poorer processing properties with regard to the Her position and alloy formation, which means a higher effort the manufacture of the electrodes themselves, if the Her position is even possible.
Es ist daher Ziel der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung einer Metallelektrode zu schaffen, die in weiten Bereichen an bestimmte Anwendungen adaptierbar und kostengünstig herstellbar ist.It is therefore an object of the invention to provide a process for the production to create a metal electrode that works in wide areas certain applications can be adapted and manufactured inexpensively is.
Erfindungsgemäß werden zumindest zwei Metalldrähte oder -stäbe aus unterschiedlichen Metallen oder Metallegierungen verwendet und an einer Verbindungsstelle zusammengeführt. An der Verbin dungsstelle werden die Metalldrähte oder -stäbe durch eine lo kal wirkende Wärmequelle wenigstens in ihrem Kontaktbereich an der Verbindungsstelle angeschmolzen und so miteinander verbun den.According to the invention, at least two metal wires or rods are used made of different metals or metal alloys and merged at a junction. At the verbin the metal wires or rods are replaced by a lo Kal-acting heat source at least in their contact area melted the connection point and thus bonded together the.
Auf diese Weise können Metallelektroden mit gewünschten Be standteilen aus Metalldrähten oder -stäben unterschiedlicher Metalle oder Metallegierungen hergestellt werden. Es können so mit für die Herstellung der Metallelektroden als Ausgangsmate rial Metallstäbe oder Metalldrähte verwendet werden, die entwe der kostengünstig zu beziehen oder herzustellen sind oder es können Metallelektroden aus unterschiedlichen Metallen herge stellt werden, die sich bislang nicht in den gewünschten Zusam mensetzungen legieren ließen.In this way, metal electrodes with desired loading components made of metal wires or rods of different Metals or metal alloys are produced. It can with for the production of the metal electrodes as starting material rial metal rods or metal wires are used which can be obtained or manufactured inexpensively or it can produce metal electrodes from different metals be put, which are not yet in the desired compilation alloyed alloys.
Die Metalldrähte oder -stäbe können entweder an dem Verbin dungspunkt oder über eine größere oder ihre gesamte Länge an einandergelegt werden, wobei die - möglichst punkt- oder lini enförmig wirkende - Wärmequelle dann über den Verbindungsbe reich zumindest teilweise geführt wird. Für eine optimale Hand habung der Metallelektrode ist es wünschenswert, wenn die Me tallstäbe oder -drähte im gesamten Kontaktbereich angeschmolzen und miteinander verbunden sind.The metal wires or rods can either be on the connector point or over a greater or all of its length be placed one on top of the other, with the - preferably point or line en-acting - heat source then over the connection rich is at least partially managed. For an optimal hand It is desirable to have the metal electrode if the me tall rods or wires melted in the entire contact area and are connected.
Es ist theoretisch möglich, daß die Metalldrähte oder -stäbe durch die Wärmequelle total aufgeschmolzen und so miteinander legiert werden. Dies ist jedoch von der Verfahrensführung her eher aufwendig und eventuell bei Vorhandensein unlegierbarer Bestandteile in den Metalldrähten oder Metallstäben physika lisch nicht möglich.It is theoretically possible that the metal wires or rods totally melted by the heat source and so together be alloyed. However, this is from the procedural point of view rather complex and possibly unalloyable in the presence Components in the metal wires or metal rods physika not possible.
Als Wärmequelle werden vorzugsweise kontaktlose Energiequellen wie z. B. Laser-, Elektronenstrahl-, Plasmastrahl-, Röntgen strahl- oder Lichtgeneratoren verwendet. Diese Wärmequellen er möglichen die Ausbildung einer lokal begrenzten Wärmezone, die über den Kontaktbereich der Metalldrähte oder -stäbe geführt werden kann.Contactless energy sources are preferably used as the heat source such as B. laser, electron beam, plasma beam, X-ray beam or light generators used. These heat sources he possible the formation of a localized heat zone, the passed over the contact area of the metal wires or rods can be.
Selbstverständlich muß nicht die Wärmequelle über die Verbin dungsstelle gezogen werden, sondern es ist ebenso möglich, daß die Metalldrähte oder -stäbe durch die von der Wärmequelle er zeugte Wärmezone geführt werden. Of course, the heat source does not have to go through the connector extension point, but it is also possible that the metal wires or rods through the from the heat source generated heat zone.
Weiterhin lassen sich durch das erfindungsgemäße Verfahren nicht nur zwei Stäbe oder Drähte aus unterschiedlichen Metallen oder Metallegierungen miteinander verbinden, sondern, soweit es technisch möglich ist, auch mehrere, z. B. drei, vier oder fünf Stäbe. Die Zusammensetzung des schließlich erhaltenen Mehrkom ponentendrahtes kann auch über die Stärke der miteinander zu verbindenden Stäbe oder Drähte eingestellt werden. Der Durch messer der Drähte kann so z. B. zwischen 0,01 mm und 2 mm, vor zugsweise zwischen 0,1 mm und 0,6 mm variieren. Es ist klar, daß sich die Zusammensetzung des Mehrkomponentendrahtes über die Wahl der Drahtdurchmessers sehr genau und in weiten Grenzen einstellen läßt.Furthermore, by the method according to the invention not just two rods or wires made of different metals or metal alloys together, but as far as it is technically possible, even several, for. B. three, four or five Rods. The composition of the Mehrkom finally received component wire can also have the strength of each other connecting rods or wires can be adjusted. The through knife of the wires can z. B. between 0.01 mm and 2 mm preferably vary between 0.1 mm and 0.6 mm. It's clear, that the composition of the multi-component wire over the choice of wire diameter is very precise and within wide limits can be adjusted.
Die Einstellung der Zusammensetzung erfolgt natürlich auch über die Bestandteile der einzelnen miteinander zu verbindenden Drähte.The composition is of course also set via the components of the individual to be connected Wires.
Für die Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich prinzipiell alle Vorrichtungen verwenden, die eine Rela tivbewegung zumindest zweier Metalldrähte oder -stäbe relativ zu einer Wärmequelle ermöglichen. Vorzugsweise enthält die Vor richtung zumindest zwei Drahtzuführeinrichtungen in der Art von Vorschubeinrichtungen, die in einem spitzen Winkel zueinander angeordnet sind. Die Drahtzuführeinrichtungen sind derart aus gebildet, daß sich die zugeführten Drähte an einem Verbindungs punkt treffen, in welchem die Wärmezone der Wärmequelle liegt. Nach dem Durchlaufen der Wärmezone wird der Mehrkomponenten draht durch die Zuführeinrichtungen für die Einzeldrähte ein fach weitergeschoben. Der fertig hergestellte Draht kann an schließend geschnitten und/oder aufgerollt werden. Die Wärmezo ne wird vorzugsweise durch kontaktlose Energiequellen, z. B. La sergenerator erzeugt, der an einer Seite oder vorzugsweise an beiden oder mehreren Seiten des Kontaktbereiches der Drähte an geordnet ist/sind. Durch das Verschweißen von beiden Seiten entsteht ein luftdichtes Gefüge zwischen den Drähten. Die Ver bindung erfolgt vorzugsweise unter Vakuum oder Schutzgas um Oxidationen zu vermeiden.Leave for the implementation of the method according to the invention use in principle all devices that a Rela relative movement of at least two metal wires or rods allow to a heat source. Preferably the front contains direction at least two wire feeders in the manner of Feed devices that are at an acute angle to each other are arranged. The wire feeders are made of such formed that the wires fed to a connection where the heat zone of the heat source lies. After passing through the heating zone, the multi-component becomes wire through the feed devices for the individual wires pushed further. The finished wire can be on finally cut and / or rolled up. The heat zone ne is preferably by contactless energy sources, e.g. B. La generates the generator on one side or preferably on both or more sides of the contact area of the wires is / are ordered. By welding from both sides an airtight structure is created between the wires. The Ver binding is preferably carried out under vacuum or protective gas To avoid oxidation.
In einer alternativen Ausführungsform könnten auch zumindest zwei Drähte nebeneinander auf einer Halterung angeordnet werden und die Wärmequelle wird über den Kontaktbereich der beiden Me tallstäbe oder Metalldrähte gezogen. Für eine kontinuierliche Herstellung einer (Endlos-)Metallelektrode aus mehreren Kompo nenten ist jedoch die erste Vorrichtung besser geeignet.In an alternative embodiment, at least two wires can be arranged side by side on a bracket and the heat source is over the contact area of the two me drawn rods or metal wires. For a continuous Production of an (endless) metal electrode from several compos However, the first device is more suitable.
Beispiele für eine Zusammensetzung einer Zweikomponentenelek trode sind:Examples of a composition of a two-component electronic trode are:
97,9-99,3 Gew.-% Fe
0,3-0,9 Gew.-% C
0,1-0,3 Gew.-% Si
0,3-0,9 Gew.-% Mn97.9-99.3 wt% Fe
0.3-0.9 wt% C
0.1-0.3 wt% Si
0.3-0.9 wt% Mn
47,6-88,45 Gew.-% Fe
0,05-0,4 Gew.-% C
5-25 Gew.-% Cr
5-20 Gew.-% Ni
1-5 Gew.-% Mo
0,5-2 Gew.-% Ti.47.6-88.45 wt% Fe
0.05-0.4 wt% C
5-25 wt% Cr
5-20 wt% Ni
1-5% by weight Mo
0.5-2% by weight of Ti.
Durch die Verbindung von Draht 1 und Draht 2 wird, z. B. mittels der Vorrichtung in Fig. 1 eine Schweißelektrode gebildet. Die Drähte haben einen identischen Durchmesser.By connecting wire 1 and wire 2, z. B. by means of the device in Fig. 1, a welding electrode. The wires have an identical diameter.
Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise anhand eines Aus führungsbeispiels in Zusammenhang mit der schematischen Zeich nung beschrieben. In dieser zeigen: The invention is described below, for example, using an off management example in connection with the schematic drawing described. In this show:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Vorrichtung zur Herstellung einer Mehrkomponenten-Metallelektrode mit zwei Drahtzuführungen, Fig. 1 is a perspective view of an apparatus for producing a multi-component metal electrode with two wire leads,
Fig. 2 Querschnittsdarstellung von zwei Zweikomponentenelek troden. Fig. 2 cross-sectional view of two two-component electrodes.
Die Vorrichtung 10 enthält zwei rohrförmige Drahtzuführungen 12, 14, die in einem spitzen Winkel α relativ zueinander ge neigt sind. Die Drahtzuführungen 12, 14 sind mit weiter nicht dargestellten Drahtzuführeinrichtungen verbunden, die bezüglich ihrer Zufuhrgeschwindigkeit synchronisiert sind, um die Her stellung einer Endloselektrode zu ermöglichen. Die Drahtzu führungen 12, 14 sind derart angeordnet, daß sich die aus ihnen hinaustretenden Drähte 16, 18 an einem Verbindungsbereich 20 treffen. Dieser Bereich wird, vorzugsweise beidseitig, von ei ner oder mehreren punktförmigen Wärmequellen 19 a,b, wie z. B. einem Laser- oder einem Elektronenstrahlgenerator, beauf schlagt, so daß die beiden Metalldrähte 16, 18 in dieser Zone 20 aufschmelzen und miteinander verbunden werden. Die miteinan der verbundenen Metalldrähte werden hinter der Wärmezone 20 als Mehrkomponenten-Elektrode 22 durch die nicht dargestellten Drahtzuführeinrichtungen weitergeschoben. Die fertige Mehrkom ponenten-Metallelektrode 22 kann dann geschnitten oder aufge rollt werden. Diese Vorrichtung ist für eine kontinuierliche Verfahrensführung geeignet und ermöglicht die effiziente, ko stengünstige Herstellung von Metallelektroden aus mehreren Me tallen oder Metallegierungen, sogar aus Metallen oder Metalle gierungen, die üblicherweise nicht miteinander legierbar sind.The device 10 contains two tubular wire feeders 12 , 14 which are inclined at an acute angle α relative to one another. The wire feeders 12 , 14 are connected to wire feed devices, not shown, which are synchronized with respect to their feed speed in order to enable the manufacture of an endless electrode. The wire guides 12 , 14 are arranged such that the wires 16 , 18 emerging from them meet at a connecting region 20 . This area is, preferably on both sides, of egg ner or more point heat sources 19 a, b, such as. B. a laser or an electron beam generator, strikes so that the two metal wires 16 , 18 melt in this zone 20 and are connected together. The miteinan of the connected metal wires are pushed behind the heat zone 20 as a multi-component electrode 22 by the wire feed devices, not shown. The finished multi-component metal electrode 22 can then be cut or rolled up. This device is suitable for continuous process control and enables the efficient, cost-effective production of metal electrodes from several metals or metal alloys, even from metals or metal alloys which are usually not alloyable with one another.
Bei Vorsehen mehrere Drahtzuführungen 12, 14 ist es auch mög lich, mehr als zwei Metalldrähte zu einer Metallelektrode zu verbinden.If several wire feeders 12 , 14 are provided , it is also possible to connect more than two metal wires to form a metal electrode.
Fig. 2 zeigt einen Querschnitt von zwei Zweikomponenten-Me tallelektroden bestehend aus zwei Drähten 16, 18. In Fig. 2a haben beide Drähte den gleichen Durchmesser, weshalb eine Me tallelektrode entsteht, die die Komponenten beider Drähte in gleichen Anteilen enthält. Sehr gut zu sehen sind die beiden Aufschmelzbereiche 24, 26 der beiden Drähte 16, 18, in welchen lokal eine Verschmelzung der Drähte stattfindet. Diese Auf schmelzbereiche stellen die Verbindung zwischen den Drähten 16, 18 der Elektrode sicher. Fig. 2 shows a cross section of two two-component metal electrodes consisting of two wires 16 , 18th In Fig. 2a, both wires have the same diameter, which is why a metal electrode is formed which contains the components of both wires in equal proportions. The two melting areas 24 , 26 of the two wires 16 , 18 , in which the wires locally fuse, can be seen very well. These melting areas ensure the connection between the wires 16 , 18 of the electrode.
In Fig. 2b ist der Durchmesser des zweiten Drahtes 18 etwa dop pelt so groß wie der des ersten Drahtes. Das Gewichts- oder Vo lumen-Verhältnis der Komponenten des ersten Drahtes 16 zu den Komponenten des zweiten Drahtes 18 beträgt somit etwa 1 : 4. Also läßt sich neben der Zusammensetzung der Drähte auch deren Durchmesser, d. h. die Drahtstärke zum Erzielen einer gewünsch ten Zusammensetzung der Elektrode nutzen.In Fig. 2b, the diameter of the second wire 18 is approximately twice as large as that of the first wire. The weight or volume ratio of the components of the first wire 16 to the components of the second wire 18 is thus about 1: 4. Thus, in addition to the composition of the wires, their diameter, ie the wire thickness to achieve a desired composition of the Use the electrode.
Claims (8)
Zusammenführen von zumindest zwei Metalldrähten oder -stä ben (12, 14) an einem Verbindungsbereich (20), an welchem die Metalldrähte oder -stäbe (12, 14) in Kontakt kommen oder zumin dest sehr eng beabstandet sind;
Richten wenigstens einer Wärmequelle (19a, 19b) mit einer lokal begrenzten Wärmezone auf den Verbindungsbereich (20), so daß die Metalldrähte oder -stäbe (12, 14) zumindest teilweise angeschmolzen werden.1. A method for producing a metal electrode consisting of several metals or metal alloys with the following process steps:
Bringing together at least two metal wires or rods ( 12 , 14 ) at a connection area ( 20 ) at which the metal wires or rods ( 12 , 14 ) come into contact or are at least very closely spaced;
Aligning at least one heat source ( 19 a, 19 b) with a locally limited heat zone onto the connection area ( 20 ) so that the metal wires or rods ( 12 , 14 ) are at least partially melted.
es ist eine Wärmequelle (24) vorgesehen, die an dem Verbin dungsbereich (20) eine lokal begrenzte Wärmezone ausbildet, die die zugeführten Metalldrähte oder -stäbe (12, 14) im Bereich ih rer Kontaktstelle zumindest anschmilzt.5. Apparatus for producing a metal electrode ( 22 ) consisting of several components, consisting of at least two wire feeds ( 16 , 18 ) inclined at an acute angle (α) to one another, which are arranged in such a way that the wires are fed to a connection area ( 20 ) meet;
a heat source ( 24 ) is provided which forms a locally limited heat zone on the connecting region ( 20 ), which at least melts the metal wires or rods ( 12 , 14 ) supplied in the region of their contact point.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DE1998128869 DE19828869A1 (en) | 1998-06-26 | 1998-06-26 | Metal electrode production consisting of several metals or alloys |
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Publications (1)
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| DE1998128869 Withdrawn DE19828869A1 (en) | 1998-06-26 | 1998-06-26 | Metal electrode production consisting of several metals or alloys |
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| Country | Link |
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| DE (1) | DE19828869A1 (en) |
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1998
- 1998-06-26 DE DE1998128869 patent/DE19828869A1/en not_active Withdrawn
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