DE2111446A1

DE2111446A1 - Oberflaechenvorbehandlung zu Fuegeverfahren

Info

Publication number: DE2111446A1
Application number: DE19712111446
Authority: DE
Inventors: Friedrich Pr Erdmann-Jesnitzer
Original assignee: ERDMANN JESNITZER FRIEDRICH PR
Current assignee: ERDMANN JESNITZER FRIEDRICH PR
Priority date: 1971-03-10
Filing date: 1971-03-10
Publication date: 1972-09-21
Also published as: LU63206A1

Description

Prof. Dr.-Ing. habil. Dr. ir. h.c.
Friedrich Erdmann-Jesnitzer 3 Hannover-Davenstedt Heimburgstr. 2 Dipl. -Ing. Ernst-Friedrich Beutin 3001 Vinnhorst Dammstr. 18 Oberflächenvorbehandlung zu Fügeverfahren Oberflächenschichten, z.B. auf zur Verschweißung kommenden Blechen, sind als Farbanstriche sowie Reaktionsschichten, etwa dem Rost bei Eisenwerkstoffen und für Auftrags- und Verbindungsschweißungen sowie für das Löten sowie Kleben zu beachtende Einflußfaktoren auf die Güte, z.B. der Verbindungsnaht beim Schweißen, Löten, Kleben und Plattieren. Da heute oft aus wirtschaftlichen Erwägungen angestrebt wird; die z.B. zur Verschweißung kommenden Halbzeuge mit vorbehandelten Oberflächen aus Gründen des Korrosionsschutzes oder der Asthetik dem Verbraucher anzuliefern, wurden in letzter Zeit zahlreiche Untersuchungen, z.B. für Farbanstriche oder Kunststoffüberzüge, ermittelt, bei denen diese Schichten vorab des z.B.
Schweißens nicht entfernt, sondern überschweißt wurden.
Die sich dabei ergebenden Gütewerte z.B. einer Verbindungsnaht werden von den verschiedenen Anwendern eines solchen Verfahrens sehr unterschiedlich beantwortet. Offensichtlich sind gute, ebenso wie schlechte Ergebnisse hierzu zu verzeichnen und die Schädigung des Nahtwerkstoffes, z.B. durch Porenbildung, wird einerseits nicht in jedem Fall beobachtet, und sie erweist sich offensichtlich abhängig vom Schweiß- oder Fügeverfahren, den Arbeitswerten sowie dem Schichtwerkstoff. Verwiesen sei auf eine die bisherigen Ergebnisse zusammenfassende Darstellung des Für und Wider" eines Belassens von Farb-und anderen Oberflächenschichten, welche überschweißt werden, die als Ergebnis bisheriger Erfahrungen in Form eines Rundgespräches anläßlich der Jahrestagung des Deutschen Verbandes für Schweißtechnik 1970 in der Zeit vom 16. - 18. September in Stuttgart stattfand (auszugsweise veröffentlicht in der Zeitschrift "Schweißen und Schneiden" 12 (1970), S. 499 sowie in "Werkstoffe und Korrosion, 2 (1971), s. 16ffi).
Gehen solche Erprobungsversuche aus von der Aufgabenstellung, zu erreichen z.B. Farbanstriche nicht zu entfernen, so liegt dem die Forderung nach Wirtschaftlichkeit zugrunde, weil die Entfernung einer Oberflächenschicht, z.B. eines Farbanstriches, die Fertigungskosten belastet. Es gibt erkennbar kein einfaches und mit Erfolg anwendbares und vor allem mit der Lötung oder der Schweißung kontinuierlich arbeitendes Verfahren, um z.B. Farbanstriche vorab der Verschweißung zu entfernen. Die bisherigen Arbeitsweisen beziehen sich auf das vorherige mechanische Säubern oder thermisch auf das Abbrennen von Farbanstrichen mit dann sich anschließendem mechanischen Säubern. So sind solche Verfahren zwar anwendbar und auch erfolgreich, aber sie lassen sich nicht im kontinuierlichen Fertigungsablauf beim Entstehen einer Naht dem Schweißprozeß zeitlich vorauslaufend anwenden.
Die technische und wirtschaftliche Aufgabenstellung besteht daher darin, ein neues Verfahren anzugeben, welches eine technisch mögliche, wirtschaftlich vertretbare und für den schweißtechnischen oder löttechnischen.Fertigungsablauf zeitlich parallel laufende Methode anzugeben, derartige Oberflächenschichten zu entfernen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß Wasser schlag" zum Absprengen und Entfernen von Oberflächenschichten", z.B.
Farbanstrichen, verwendet wird. Wasser, kompakt als Strahl oder in einzelne tropfenähnliche Teilvolumina aurgeteilt und mit großer Relativgeschwindigkeit der zu säubernden Oberfläche zugeführt, ist in der Lage, Oberflächenschichten zu entfernen, z.B. Lack- und Farbanstriche erst abzutrennen und dann noch abzuführen. Dazu wird Wasser einem Düsensystem dem Werkstück nahtnahe unter hohem Druck und demzufolge hoher Austrittsgeschwindigkeit zugeführt , wobei entweder im zeitlichen Vorlauf Bleche gesäubert werden oder es kann die Säuberung der zur Verschweißung, zur Lötung oder zur Auftragung galvanisch oder durch Metall spritzen kommenden Bleche im kontinuierlichen Fertigungsablauf erfolgen.
Da nasse Bleche und auch Wasserreste für die Schweißnaht ungünstig sind, erfolgt nun mit oder auch ohne eine Erwärmung sowie noch vorab des z.B. Schweißens eine Werkstücktrocknung, um Nahtporigkeit und ungünstige Einflüsse des Wassers, z.B. bei Stahl auszuschließen.
Der technische Vorteil der Anwendung von Wasserschlag zur Entfernung von sonst als ungünstig angesehenen Oberflächenbeschichtungen von Werkstücken, die anschließend einem Fügeprozeß unterzogen werden, stellt ein bisher hierfür technisch nicht angewendetes neues Verfahren dar, das mit relativ geringem Zeit- und Apparateaufwand, z.B. in der Schweißtechnik oder in der Löttechnik, Anwendung finden kann und die bisherigen Unsicherheiten anderer thermischer oder mechanischer Verfahren hierzu beseitigt, die sich in Form von Porigkeit, ungünstigem Nahtaufbau sowie mangelnden Festigkeitswerten der Auftragungs- oder Verbindungsnähte sonst bei Überschweißen von z.B. Fertigungs-, z.B. Farbanstrichen einstellen können.

Claims

Patentansprüche

1.) Verfahren zur Säuberung als Oberflächenvorbehandlung von anschließend sofort oder später einem thermischen und/oder mechanischen Fügeprozeß unterworfenen Werkstücken, z.B. Blechen, wobei deren Oberflächenbeschichtung oder Oberflächenschichten wie etwa Rostbildung auf Eisen und Stahl, z.B. auch Farbanstriche, mechanisch durch FlUssigkeitsschlag und dieser vorwiegend als Wasserschlag abgetragen und von der örtlichen Stelle des Belages entfernt werden mit dem Ziel, eine durch die Beschichtung bei einer Fügung, d.h. einer thermischen und/oder mechanischen, ohne vorherige Entfernung sonst auftretende Schädigung einer Schweißnaht durch Porenbildung, Kaltschweißstellen, Nahtüberhöhung sowie Einbrandkerben nicht auftreten zu lassen sowie ebenfalls bei einer Preßschweißung oder bei einer Plattierung oder bei einem galvanischen oder metalAgespritztem Überzug.

2.)Gerät nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß Wasser kalt oder vorgewärmt aus einer oder mehreren Düsen mit hoher Geschwindigkeit der Werkstückoberfläche zugeführt wird und auf dieser schlagend auftrifft und wobei der Überdruck in der rohrförmigen Zuführungsleitung in Verbindung mit der Form und Größe sowie geometrischen Gestaltung der Düse oder der Düsen insgesamt so aufeinander abgestellt sind, daß bei einer eingestellten Entfernung zwischen Düse und Werkstückoberfläche der Strahl immer zerstäubt der Werkstückoberfläche zum Zweck der Säuberung durch das auf die Werkstückoberfläche erfolgende Aufschlagen von Wassertropfen zugeführt wird.

3.) Gerät nach Anspruch 1 sowie 2 dadurch gekennzeichnet, daß vorab der Anwendung eines Fügeverfahrens eine mechanische und/oder thermische Entfernung anhaftender Wasserreste auf den wasserschlagbehandelten Werkstückoberflächen durch z.B. sich an die Flüssigkeitsschläge anschließendes Abblasen mit Preßluft erfolgt und dies mit und ohne Anwärmung des Werkstückes oder der Preßluft oder beider und dies insgesamt zum Zwecke der Trocknung vorab der sich anschließenden Fügung vorgesehen wird.

4.) Gerät nach Anspruch 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß Wasser auf hohe Auftreffgeschxindigkeit durch heraufgesetzten Druck in den Zuführungsleitungen gebracht wird, und wobei hierzu eine Hochdruckpumpe Verwendung findet, die den Düsen dieses Wasser kontinuierlich, gesteuert oder geregelt in der Höhe des Druckes zuführt, und wobei für eine Prozeßsteuerung die zum Antrieb der Hochdruckpumpe verwendete Kraftmaschine, z.B. ein Elektromotor, so elektrisch geregelt wird, daß eine Zerstäubung der Flüssigkeit, z.B. Wasser als Hochgeschwindigkeitsstrahl-(en) unmittelbar vor dem Auftreffen auf die zu säubernden Bleche erfolgt und wodurch eine dauernde mechanische intensive Beanspruchung der Schicht oder der Beschichtung auftritt.

5.) Verfahren nach Anspruch 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß in Wasserbösliche oder unlösliche Stoffe zugegeben werden, die dessen spezifisches Gewicht und dessen physikalische Eigenschaften, z.B. die Schalleitfähigkeit, und die chemischen Eigenschaften verändern und wobei sich diese Änderung auf den Säuberungseffekt mechanisch oder chemisch oder beides gemeinsam günstig auswirkt, z.B. daß zugesetzter Schmirgel nach Wasserschlagauswirkung anschließend noch zusätzlich schmirgelnd die Oberfläche säubernd abträgt oder daß ein solcher Oberflächenabtrag durch chemische Auswirkung erfolgt.