DE202004010567U1

DE202004010567U1 - Verbindungsmittel

Info

Publication number: DE202004010567U1
Application number: DE202004010567U
Authority: DE
Original assignee: UJDUR TONCI
Current assignee: UJDUR TONCI
Priority date: 2004-07-08
Filing date: 2004-07-08
Publication date: 2004-10-14
Anticipated expiration: 2014-07-09

Abstract

Verbindungsmittel zwischen mindestens zwei Aluminium-Materialien mittels Wärmeeinwirkung, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsmittel (3) als Grundbestandteil zumindest Aluminium aufweist und dass die Wärmeeinwirkung mit Hilfe einer Wärmequelle (4) bis zu einer Diffusion der Materialien (1 und 2) und flussmittelfrei durchgeführt ist.

Description

Solche Verbindungsmittel sind üblich beim Schweißen oder Löten. Sie werden meist in Form von Drähten, Stäben oder Stangen angewendet. Zum Beispiel beim Schweißen oder Löten von Aluminium bildet das Material der Drähte, Stäbe oder Stangen eine Schweißraupe, die weit in die Stoßfuge der beiden zu verbindenden Materialien hineinreicht, sie ist auch unschön und hat einen großen Materialverbrauch. Zudem hat eine solche Verbindung auch den Nachteil, dass sie nur mittels Trennschleifer oder dergleichen wieder zu trennen ist. Das ist umständlich und teuer. Des Weiteren muss beim Aluminium-Schweißen immer mit Flussmittel gearbeitet werden. Schließlich ist die Schweißtemperatur sehr hoch.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die aufgezeigten Nachteile zu vermeiden und ein Verbindungsmittel der eingangs genannten Art zu schaffen, das sehr wenig aufträgt, das bei verhältnismäßig niedrigen Temperaturen zu verarbeiten ist und das ohne besonderes Flussmittel auskommt. Auch sollen der Energie- und Materialverbrauch gering sein.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruches. Vorteilhafte Weiterbildungen des Gegenstandes des Anspruches 1 ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche sowie aus der Beschreibung und der Zeichnung.
Zeichnung
Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
1 ein Verbindungsmittel zwischen zwei in einer Ebene liegenden Aluminium-Materialien,
2 ein Verbindungsmittel zwischen zwei im rechten Winkel zueinander angeordneten Aluminium-Materialien,
3 ein Verbindungsmittel zwischen zwei T-förmig angeordneten Aluminium-Materialien,
4 eine Folie als Verbindungsmittel und
5 ein Pulver als Verbindungsmittel.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Zwei Aluminium-Materialien 1 und 2 sind als Platten ausgebildet und liegen mit einer Seitenkante auf Stoß lose aneinander. Um sie in dieser Lage aneinander zu befestigen, wird ein Verbindungsmittel 3 in Form eines Drahtes verwendet. Als Material für das Verbindungsmittel 3 hat sich eine Aluminium-Legierung als vorteilhaft herausgestellt, die neben Aluminium-Bestandteilen auch noch andere Metallanteile, z.B. Zink aufweist.
Das drahtförmige Verbindungsmittel 3 und die auf Stoß aneinander liegenden Seitenkanten werden mit Hilfe einer Wärmequelle 4 erhitzt, wobei das werkstückseitige Ende des Verbindungsmittels 3 schmilzt. Die Arbeitstemperatur beträgt etwa 420° Celsius. Mit einem Meter Draht kann man etwa 20 Meter Naht erzeugen, d.h. die beiden Platten auf etwa 20 Meter miteinander verbinden.
Im Einzelnen ist es dabei notwendig, eine sich auf der Oberfläche von Aluminium-Materialien üblicherweise bildende Oxydschicht 5 mittels Schraubendreher oder Reißnadel aufzureißen.
Die Wärmequelle 4 kann ein Laser sein oder mit Hilfe von Butan- oder Propangas oder mittels Induktionswärme oder mittels Heißluft erstellt werden. Das Verbindungsmittel 3 kann statt eines Drahtes auch eine Stange oder eine Folie oder ein Pulver sein.
Zur Herstellung der Verbindung ist es notwendig, das Aluminium-Material 1 und 2, also das Werkstück, zunächst auf eine Arbeitstemperatur von 380° Celsius zu erhitzen. Mit dem Verbindungsmittel 3 (z.B. Draht) wird nun am Werkstück geprüft, wann diese Temperatur erreicht ist. Sobald sich das Verbindungsmittel 3 durch das erwärmte Werkstück verflüssigt, wird es an der zu verbindenden Stelle aufgetragen. Während des weiteren Aufbringens des Verbindungsmittels 3 muss die aufgetragene Schmelze durch weitere Wärmezufuhr flüssig gehalten werden. Dabei muss nun aber noch die Oxydschicht 5 durchbrochen werden, indem mit einem spitzen Gegenstand (Schraubendreher, Anreißnadel) mehrmals durch die flüssige Schmelze gefahren wird. In einer Serienfertigung kann die Oxydschicht 5 auch fortlaufend mittels Ultraschall oder Laser durchbrochen werden. Die Wärmequelle 4 wird nun für kurze Zeit noch weiter angewendet, um am Werkstück eine Diffusion einzuleiten. Bei einer Erwärmung auf etwa 420° Celsius arbeitet sich die Schmelze durch die Oxydschicht 5 des Werkstückes hindurch und stellt eine zuverlässige Verbindung der beiden Aluminium-Materialien 1 und 2 her. Nach dem Zusammenfügen wird das Ganze langsam abkühlen lassen.
Es ist zu erkennen, dass auf diese Weise eine Verbindung verschiedener Aluminium-Materialen ermöglicht ist. Für den Handwerker, der mit dem Verbindungsmittel 3 arbeitet, ist keine Spezialausbildung und sind keine Spezialgeräte notwendig. Die so geschaffene Verbindung hat eine hohe Festigkeit (bis zu 85 N/mm²). Durch die verhältnismäßig niedrige Arbeitstemperatur von maximal 420° Celsius wird das Werkstück nur wenig oder gar nicht deformiert. Es entstehen keine giftigen Abfälle, weil kein Flussmittel verwendet wird. Damit gibt es auch keine Entsorgungskosten. Die geschaffene Verbindung ist zudem frei von Blei und Cadmium.
Wenn die Verbindung wieder getrennt werden soll, müsste früher ein Trennschleifer verwendet werden, und die Trennfläche war demoliert. Bei dem erfindungsgemäßen Verbindungsmittel 3 dagegen ist lediglich eine Erwärmung der Verbindung auf den Schmelzpunkt des Verbindungsmittels 3 , also auf 380° Celsius, notwendig. Dann lassen sich die beiden Materialien 1 und 2 ohne Beschädigung an der Stoßkante wieder voneinander trennen.
Und die Herstellung einer neuen Verbindung der beiden Aluminium-Materialien 1 und 2 ist dann auch ohne Entfettung möglich.
Als Anwendungsbereiche der Erfindung sind Auto-, Motorrad-, Modellbau und Industrie-Einrichtungen möglich. Außerdem ist das erfindungsgemäße Verbindungsmittel 3 auch für Reparaturen geeignet, es kann nämlich gebohrt, gefräst, gedreht, gehobelt oder mit Gewinde versehen werden. Des Weiteren ist es zum Verschließen von Rissen und Löchern geeignet. Es ist auch beim Modellieren, beim Verbohren oder beim Fräsen verwendbar. Schließlich kann das Verbindungsmittel 3 auch poliert, eloxiert und lackiert werden.
Als technische Gegebenheiten sind zu nennen:

– Zugfestigkeit bis zu 85 Newton/mm²
– Härte: Brinell 90 – 92
– Wärmeausdehnung: 4–8% in Abhängigkeit vom Abkühlen
– Arbeitstemperatur: 380 – 420° Celsius
– Hitzebeständigkeit bis zu 240° Celsius.

1: Aluminium-Material (Werkstück)
2: Aluminium-Material (Werkstück)
3: Verbindungsmittel
4: Wärmequelle
5: Oxydschicht

Claims

Verbindungsmittel zwischen mindestens zwei Aluminium-Materialien mittels Wärmeeinwirkung, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsmittel (3) als Grundbestandteil zumindest Aluminium aufweist und dass die Wärmeeinwirkung mit Hilfe einer Wärmequelle (4) bis zu einer Diffusion der Materialien (1 und 2) und flussmittelfrei durchgeführt ist.
Verbindungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Grundbestandteile des Verbindungsmittels (3) Aluminium und Zink verwendet sind.
Verbindungsmittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsmittel (3) in Form eines Drahtes erstellt ist.
Verbindungsmittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsmittel (3) in Form einer Stange erstellt ist.
Verbindungsmittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsmittel (3) in Form einer Folie erstellt ist.
Verbindungsmittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsmittel (3) in Form eines Pulvers erstellt ist.
Verbindungsmittel nach einem der Ansprüche 1–6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmequelle (4) ein Laser ist.
Verbindungsmittel nach einem der Ansprüche 1–6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmequelle (4) in Form von Butan- oder Propan-Gas erstellt ist.
Verbindungsmittel nach einem der Ansprüche 1–6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmequelle (4) mittels Induktionswärme erstellt ist.
Verbindungsmittel nach einem der Ansprüche 1–6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmequelle (4) mittels Heißluft erstellt ist.
Verbindungsmittel nach einem der Ansprüche 1–10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Oxydschicht (5) des Aluminium-Materials (1 und 2) durch mechanische Einwirkung mittels eines spitzen Gegenstandes aufbrechbar ist.
Verbindungsmittel nach einem der Ansprüche 1–10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Oxydschicht (5) des Aluminium-Materials (1 und 2) mittels Laser oder Ultraschall aufbrechbar ist.
Verbindungsmittel nach einem der Ansprüche 1–12, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsmittel (3) durch Wärmeeinwirkung einer Wärmequelle (4) verflüssigbar ist, dass die Oxydschicht (5) der Aluminium-Materialien (1 und 2) aufreißbar ist, dass die Oxydschicht (5) von dem flüssigen Verbindungsmittel (3) unterkriechbar und in das Aluminium-Material (1 und 2) hinein diffundierbar ist, und dass hiermit eine Verbindung erstellbar ist.
Verbindungsmittel nach einem der Ansprüche 1–13, dadurch gekennzeichnet, dass zu einem dem Arbeitsgang des Verbindens folgenden Trennen der Aluminium-Materialien (1 und 2) lediglich eine Erwärmung der Verbindung auf den Schmelzpunkt des Verbindungsmittels (3) erforderlich ist und dass anschließend die Herstellung einer neuen Verbindung ohne Entfettung möglich ist.