DE2161414A1 - Verfahren zum Explosionsplattieren - Google Patents

Description

betreffend
Verfahron zum Explonionsplattieren

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbindung von Metallblechen oder -platten unter Verwendung eines Projektiltvufschlags hoher Geschwindigkeit, insbesondere zur Verbindung von Ketallscfcichten unter Anwendung der Detonation einer Sprengmittelsohioht, welche sich in nicht paralleler Lage zu einer der Metallpartner befindet_t und dazwic-schen, nämlich zwischen der Sprengmittelschicht und asm Metallpartner, sich eine Projektilplatte befindet, die unter der Einwirkung der Explosion aufschlägt.

Eine ganze Anzahl verschiedener Verfahren wurde bisher voi-geschlagen, um eine metallurgische Verbindung von zwei Metallpartnern zu erreichen, indem der eine mit hoher Geschwindigkeit gegen den anderen getrieben wird und diese Kollision zuwoge gebracht wird durch die Detonation eines Sprengmittels, welches sich auf einem der Metallpartner befindet.

Aus Stanford Research Inatitute, Poulter Laboratories Technical lteport 012-58, ¹¹PSIMAIJi]IiT PERIODIG SURFACE l-¹S DUE TO A TRAVELLING JET", vom 18. Kürz 1958 geht

209827/0664

BAD

21614H

- 2 - 1A-40 655

hervor, daß-wenn ein Geschoß mit hoher Geschwindigkeit und flachem Kopf schräg auftrifft auf eine Metallplatte und in diese eindringt -der Teil der Platte, auf den dae Geschoß auftraf, mit dem Geochoßkopf über eine wellige Zwischenfläche verbunden wird. Obiger Arbeit kann auch entnommen werden, daß~wenn ein Kupferblech mit hoher Geschwindigkeit infolge der Detonation eines Sprengraittels schräg (oblique) aufgetrieben wird auf einen Stahlpartner-das Kupferblech mit dem Stahl über eine wellige Zwischen™ fläche verbunden wird.

Aus H.P. Tardif, Canadian Technical Journal, "ISTAL PROJREoS", Bd. 77 (1960), Nummer 1,-Seiten 128-130 ist bekannt, daß bei Zünden kleiner Sprengmifctelpellety an einer Stelle einige Zentimeter über einer Anordnung von Metallblechen, κ.Β« Aluminium-· oder Kupferbleche, aufeinanderliegend eine wellige Verbindung zwischen den einzelnen Blechen erreicht wird.

Schließlich ist aus "THfi IRON AGE" vom 4. Mai 1961, Seiten 63-05 bekannt, zwei Metallplatten durch Explosionsplattieren dadurch zu verbinden, daß die zwei Platten im Winkel zueinander αίΐ~ geordnet werden und auf die Außenfläche von einer oder beiden l'Ietö.llplatten eine bzw. zwei Sprengmitt el schichten vorgesehen werden. An der Seite, wo sich die Metallplatten am nächsten stehen, werden die Sprengmittelschichten gezündet, so daß die Detonation gegen die andere Plattenseite fortschreitet und die Metallplatten mit hoher Geschwindigkeit kollidieren. In diesem Fall erfolgt die Verbindung der beiden Metallplatten mit Hilfe eines Strahls, der sich an den einander zugekehrten Flächen dor Metallplatten ausbildet.

In "Light Metal Age", April 1962, Seiten 6-9 ist ein Verfahren beschrieben, wonach bei der Verbindung von zwei Metallplatten der Kollisionspunkt mit einer Geschwindigkeit unter der Schallgeschwindigkeit voranschreitet. Die beiden Platten sind schrägt oder geneigt zueinander angeordnet. Die Geschwindigkeit

209827/0664

BAD

21614H

- 3 - 1A-40 655

des Kollisionspunktes ist abhängig von der Detonationsgeschwindigkeit des Sprengmittels, der Aufschlaggeschwindigkeit der Metallplatte η relativ gegeneinander und dem Winkel zwischen den beiden Me tal3.pl alten.

Aus der USA-Patentschrift 3 137 937 ist ein Verfahren zur Explosionsplattierung "bekannt, wobei zwischen zwei Met all Partnern ein Abstand von zumindest 25 yum bestehen soll und diese im wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind. Auf einen der Iletallpartner wird eine Sprenginittelschicht aufgelegt, deren Detonationsgeschwindigkeit zumindest 1 200 m/s, jedoch weniger als 120/0 der Schallgeschwindigkeit des Metalls mit der höchsten Schallgeschwindigkeit in dem System beträgt. Dieses bekannte Verfahren wird im folgenden als "paralleles Plattierungsverfahron" bezeichnet.

Schließlich ist auch bekannt, zumindest zwei.Metallplatten in einem Winkel von nicht x^eniger als 1° anzuordnen und auf 'zumindest einepder beiden Platten eine Sprengmittelschicht vorzusehen, wobei die Geschwindigkeit des Kollisionspunkts der beiden Ketallplatten nicht größer 13t als 120,b der Schallgeschwindigkeit. Der Einfachheit halber wird dieses Verfahren als "Explosionsplattieren bei Winkelanordnung" benannt werden. Wenn die Geschwindigkeit des Kollisicnspunkts der Met all plat ten die Schallgeschwindigkeit von den Iletallen übersteigt, so läßt sich der Winkel zwischen den beiden Platten entsprechend einstellen.

Obzwar die verschiedenen Verfahren zur Plattierung unter Verwendung von Sprengmitteln gewisse Verbesseningen gegenüber üblichen Plattierungsverfahren erbrachten, weisen sie doch ver^ schiedene Nachteile auf. So ist z.B. bei dem Verfahren unter Verwendung eines Geschoßes der für die Verschweißung verfügbare Flächenbereich mit der Größe des G-eschoßes begrenzt, wobei letztere ihrerseits begrenzt wird durch die für das Vortreiben benötigten Gewehre oder Kanonen. Aus dem erstgenannten Forschung?,-

209827/0664

- 4 - 1A-40 655

bericht geht in keiner Weise irgendein Ersatz des Ge3choßes durch Metallplatten oder -Schichten oder irgendein Sprengmittel oder Detonationsmittel für das Vorantreiben von Metallplatten oder -blechen hervor. Aus der Literatursteile "Metal Progress" geht nur hervor, daß der Teil der Metallplatten, die aufeinanderlagen, durch die Detonation der kleinen Sprengmittelkügelchen oberhalb der Platten verschweißt wurden. Für die Reproduzierbarkeit, die Größe der verbundenen Fläche und die mechanische Festigkeit der Verbindung gibt es keine Gewähr.

In den Literaturstellen "The Iron Age", "Light Metal. Age", USA-Patentschrift 3 137 937 und der erwähnten USSN 264 373 werden verschieden Explosionsplattierungsverfahren von Metallblechen beschrieben, jedoch ist es schwierig, zwischen den zugeordneten Metallsohichten eine Bindung au erreichen, da die Detonation einer Sprengraittelachicht nicht notwendigerweise gleichmäßig genug ist, um bei den dort angegeben Verfahrensbedingungen eine einwandbreie Bindung zu erreichen.

Die Erfindung betrifft somit ein Verfahren, welches obige Schwierigkeiten nicht aufweist. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das Plattierungsblech so gegen ein Grundblech angeordnet , daß ein Abstand von Y20 bis der 25fachen Stärke des aufzuplattierenden Blechs vorliegt. Das Plattierungsblech soll zumindest so groß sein, als das Grundblech. An der Außenseite⁵ des Plattierungsblechs sollte sich eine Schutzschicht befinden. Schließlich wird eine Projektilplatte über der Schutzschicht in einem solchen Abstand angeordnet, der V20 bis die 25fach.e Stärke der Projektilplatte hat. Die Projektilplatte sollte zumindest die gleiche Größe wie die Plattierungsplatte haben. Auf der / Projektil platte wird nun eine Sprengmittelschicht vorgesehen und diese so gezündet, daß die Projektilplatte auf die Platt !erdungsplatte aufschlägt und diese dann mit genügender Energie gegen die Grundplatte treibt, so daß eine Verbindung entsteht. Die Sprengmittelschicht soll so angeordnet sein, betreffend den Abstand

209827/066A

21614U

- 5 - . U-40 655

zwischen Projektilplatte und Schutzschicht, daß die Projektilplatte auf die Schutzschicht mit einer Geschwindigkeit von mehr als 800 in/s, jedoch langsamer als die höchste Schallgeschwindigkeit eines Metalls in den "beiden zu verbindenden Platten aufschlägt .

Die Erfindung wird anhand der Figuren näher erläutert.

Die Pig. 1 "bis 3 zeigen schematisch die Anordnung bei bekannten Explosionsplattierungsverfahren.

Pig. 4 zeigt schematisch die Anordnung der Metallplatten, der Projektilplatte und 'der Sprengmittelschicht nach der Erfindung.

Pig. 5 zeigt sohematisch die Art, wie die Verbindung der Metallplatten bei der Anordnung nach Pig. 4 erfolgt.

Die Pig. 6 bis 8 zeigen andere Anordnungsweisen nach der Erfindung für Ketallbleche, eine Projektilplatte und eine Spreng-„mittelschicht.

Die Pig. 9 und 10 zeigen, wie die Detonation der Sprengst off schicht en aus den Pig. 6 und & voranschreitet.

Die Pig. 11 und 12 zeigen zwei weitere Ausbildungsformen der Anordnung nach Pig. 8; und

Pig. 13 einen Querschnitt durch die Anordnung nach . . ·> Beispiel 1.

Die Anordnung der Pig. 1 entspricht im wesentlichen der USA-Patentschrift 3 137 937· Dabei ist eine Zündvorrichtung 1 an einer Kante einer Sprengmittelsohicht 2 befestigt, die sich auf dem Plattierung3blech 3 befindet, so daß bei Zündung der Schicht das Blech 3 auf das Grundblech 4 aufschlägt und mit diesem verbunden wird. Die Sprengmittelschicht 2 soll so groß wie das Plattierungsblech 3 sein und der Zünder ist außerhalb des Sohichtbereichs, in dem die Verbindung angestrebt wird, vorgesehen.

209827/0664

- 6 - 1A-40 655

Um eine feste gerade oder gleichmäßige Bindung zwischen Plattierungsblech 3 und Grundblech 4 zu erreichen, soll die Detonation der Sprengmittelschicht 2 parallel zum Plattierungsblech 3 in gleichmäßiger Weise fortschreiten. Die tatsächliche Detonation der Sprengmittelschicht 2 in unmittelbarer Nähe de3 Zündpunkts ist einigermaßen instabil, z.B. innerhalb eines Bereichs von einigen zehn bis einigen hundert Millimeter im Abstand vom Zünder 1,abhängig von der Art des angewandten Sprengmittels. Diese instabile Detonation der Sprengmittelschicht in unmittelbarer Nähe des Zündpunkts führt zu schlechter Bindung zwischen Platt ierungsble ch 3 und Grundblech 4· Darüberhinaus kommt es zu einem Rückläufen der Welle über diese Kanten des Plattierungs- oder Grundblechs, wo das Portschreiten der durch die Detonation der Sprengmittelschicht impulsiv gebildeten Wellen beendet is^ und solch rücklaufende Wellen führen zu einer Schwächung der Bindung zwischen Plattierungsblech und Grundblech.

Stoß- oder Es kommt zu ähnlichen Reflexionen der/Aufschlagwellen, die beim Aufschlagen des Platt ierungsble chs auf dae Grundblech 4 entstehen und derartige rücklaufende Wellen entlang der Kanten des Plattierungs- oder Grundblechs führen zu einer Schwächung der Verbindung. Es zeigte sich, daß es außerordentlich schwierig ist, eine gute Verbindung an den äußeren Kanten zu erreichen nach dem bekannten Verfahren, wie es in Fig. 1 dargestellt ist. Es werden häufig in dem Plattierungsblech 3 entlang der Kanten bei diesem Explosionsplattierungsverfahren mit paralleler Anordnung Fehler, insbesondere Risse, festgestellt.

Es wurden sohon verschiedene Vorschläge gemacht, um diese Schwierigkeiten des Explosionsplattieren mit paralleler Anordnung nach USA-Patentsohr!ft 3 137 937 zu überwinden. Zwei dieser Vorschläge sind in den Fig. 2 und 3 dargestellt. Nach Fig. 2 soll das Plattierungsblech 3 größer sein als das Grundblech 4. Die überstehenden Teile des Plattierungsblechs werden abgetrennt im Kollisionsmoment von Plattierungsblech auf GrundMe^ ."arch die bei der Detonation der Sprengmittelsohicht 2 erzeugten

209827/0664 ^_{0 0B1G1N}m.

216141«

- 7 - 1A-40 655

Scherkräfte, die auf diese Kantenbereiche nach Aufschlagen des Plattierungsbleohs auf das Grundblech zur Einwirkung gelangen. Diese Bandbereiche des Plattierungsblechs 3, wo die Verbindung mit dem Grundblech 4 infolge instabiler Detonation in unmittelbarer Hähe des Zündpunkts und rücklaufender Wellen an den Kanten des

ungenügend ist,

Plattierungsblechs/können vollständig abgetrennt werden, vorausgesetzt, daß ein entsprechend breiter Rand um die Außenkanten des ursprünglich angewandten Plattierungsblechs 3 gegenüber der Größe des Grundbleohs 4 vorgesehen war« Das Risiko einer schlechten Bindung und Risse um die Außenkanten des Plattierungsmetalls kann weitgehend herabgesetzt werden, indem eben ein größeres Plattierungsbleoh als das Grundbleoh zur Anwendung gelangt.

Diese in Fig. 2 angedeutete Möglichkeit ist unwirtschaftlich, da beträchtliche Randbereiche von oft kostspieligen Plattierungsblechen abfallen, insbesondere da meistens das Grundblech verhältnismäßig billig ist, z.B. weicher Stahl, gegenüber den kostspieligen Plattierungsmetallen, wie korrosionsbeständiger Stahl, "Hastelloy", Messing, Bronze, Kupfer, Titan, Zirkonium, Nickel, Tantal, Gold,- Silber, Platin, Wolfram, Mob, Chrom, Kobalt, Aluminium, Molybdän, Magnesium, Vanadium, Zink, Zinn und deren Legierungen. Diese metallischen Werkstoffe sind wesentlich teurer und die Anwendung übermäßig großer Plattierungebleche führt zu einer unnötigen Kostensteigerung.

Um die Anwendung von teurem Metall an den Randbereichen des Plattierungsblechs zu vermeiden, wurde bereits vorgeschlagen, um das Plattierungsblech 3 im Sinne der Fig. 3 Randteile 3¹ von billigem Metallwerkstoff vorzusehen. Diese können z.B. aus weichem Stahl bestehen und sind mit dem Plattierungsblech 3 durch Punktschweißen oder mit Hilfe eines Klebers verbunden, so daß die .Gesamtgröße des aufzuplattierenden Blechs beträchtlich größer ist 'als da3 Grundblech 4. Die Anwendung von speziellen Randteilen 3^f hat den Kachteil, daß diese nur schwer in glatte Bindung mit dem Plattierungsblech 3 gebracht werden können und nennenswerte Arbeit

209827/0664

- 8 - 1A-40 655

aufgewandt werden muß zur Verbindung der Randteile 3' mit dem Plattierungsblech 3, so daß aus diesem Grund wieder das Explosionsplattierungsverfahren für praktische Anwendung unwirtschaftlich wird.

Außer den oben angegebenen Schwierigkeiteil hatten die bekannten Explosionsplattierungsverfahren noch andere Nachteile. So ist es schwierig, ein Blech mit vergleichsweise geringer Duktilität mit einem Grundblech su verbinden. So neigt ein sprödes Blech, wie Wolframblech, zur Rißbildung beim Aufschlagen infolge der Detonation des Sprengniittel3. Es ist praktisch unmöglich, ein Verbundmaterial herzustellen mit einem Metallwerkstoff, dessen Dehnung nicht größer als etwa 5y» ist.

Bei dem oben erwähnten bekannten Verfahren zur Bxplosionsplattierung mit Winkelanordnung hat man ebenfalls verschiedene Nachteile festgestellt. Die Sprengmittelschicht wird an dem Ende gezündet, an dem die sich zu verbindenden Bleche am nächsten stehen, so dafä die Detonation gegen das andere Ende, wo der größte Abstand zwischen den beiden Blechen herrscht, fortschreitet. Wenn der Abstand zwischen den beiden Blechen eine bestimmte maximale Grenze übersteigt, so neigt das durch die Detonation der Sprengmittolschioht vorgetriebene Blech zur Zerstörung oder zur Rißbildung infolge de3 Luftwiderstandes und der Reflexion der

Stoßwellen. Dieser maximale Abstand zv/ischen den beiden ^ Blechen hängt natürlich von den physikalischen Eigenschaften und den Dimensionen des Plattierblechs ab. Ein zu großer Abcstand zwischen den Blechen führt zu einer zu hohen Beschleunigung des Plattierung3blechs, so daß der Aufschlag bei der Kollision zu hoch wird und die Verbindung instabil.

Nach dem erfindungsgem&ßen Verfahren gelingt die Beseitigung oder zumindest wesentliche Verringerung der bei den bekannten Explosionsplattierungsverfahren auftretenden Schwierigkeiten. Es wurde festgestellt, daß eine stabile und gleichmäßige

209827/0664

216HU

- 9 - 1A-40 655

Verbindung zwischen dein Plattierungsbleoh und dem Grundblech leicht erhalten werden kann, indem die Sprengmittelschicht auf eine eigene Platte, die im folgenden als Projektilplatte bezeichnet wird, zxvr Anordnung gelangt. Es ergibt sich damit die Schichtfolge Projektilplatte, Plattierungsblech und Grundblech bzw. Projektilplatte, Grundblech und Plattierungsblech. Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens können die Bleche zueinander parallel oder schräg stehen. Die Projektilplatte, welche die Sprengmittelschicht trägt, kann man an der Rückseite entweder des Plattierungsblechs oder des Grundblechs vorsehen. Es ist zv/eckmäßig, eine Schutzschicht auf dem Metallblech vorzusehen, auf das die Projektilplatte aufschlagen wird.

In Fig. 4 ist schematisch die Anordnung nach der Erfindung gezeigt, und zwar die Sprengmittelschicht 2 befindet sich auf der Projektilplatte 5.An der Sprengmittelschicht ist links der Zünder 1 befestigt. Das Plattierungsblech 3 ist parallel zur Projektilplatte in entsprechendem Abstand davon gelagert. Aufder 'Oberseite des Plattierungsblechs 3 befindet sich eine Schutzschicht 6, die der Projektilplatte 5 zugekehrt ist. Um den erforderlichen Abstand zwischen Projektilplatte und Plattierungsblech aufrecht zu erhalten, werden Abstandsglieder 12 vorgesehen. Auf einem geeigneten Fundament 11 befindet sich das GruMblech 4, über dem in entsprechendem Abstand das Plattierungsblech 3 gelagert ist. Auch für die Einhaltung dieses Abstands werden Abstandhalter 13 angeordnet, z.B. Erhöhungen wie in der USA-Patentschrift 3 137 937 erwähnt.

Wird bei einer Anordnung im Sinne der Fig. 4 der Detonator betätigt und damit die Sprengmittelschicht 2 gezündet, so schreitet die Detonation von links nach rechts mit einer Detonationsgeschwindigkeit D fort, die abhängig ist von dem angewandten Sprengmittel, der Form der Sprengmittelschicht und der Flächenladung. Der bei der Detonation des Sprengmittels auftretende Druck treibt die Projektilplatte 5 nach unten und diese

209827/0664

216UU

- 10 - 1A-40 655

achlägt auf die Schutzschicht 6 des Plattierungsblecha 3 mit hoher Geschwindigkeit auf. Die Geschwindigkeit des Kollisionspunkts zwischen Projektilplatte und Schutzschicht, die im folgenden als Projektilplattenkollisionsgeschwindigkeit V^ "bezeichnet wird, ist gleich der Detonationsgeschwindigkeit D des Sprengmittels 2, da die Sprengmittelschicht 2 parallel zum Plattierungsblech 3 angeordnet ist. Durch den Aufschlag der Projektilplatte auf der Schutzschicht 6 wird dae Plattierungsblecb. 3 nach, unten getrieben und schlägt auf dem Grundblech 4 mit hoher Geschwindigkeit auf. Die Kollisionsgeschwindigkeit, also die Geschwindigkeit des Punkts der Kollision zwischen Plattierungsblech 3 und Grundblech 4, die im folgenden als Grundblechkollisionsgeschwindigkeit V bezeichnet wird, ist identisch mit der Projektilplattenkollisionsgeschwindigkeit V, und der Detonationsgeschwindigkeit D, weil Plaitierungsbleoh 3 und Grundblech 4 parallel zueinander angeordnet sind, ebenso wie die Projektilplatte 5· Die Bewegungsgeschwindigkeit des Plattierungsblechs 3 im Moment der Kollision mit dem Grundblech 4 wird im folgenden als -Plattierungsblechgeachwindigkeit V bezeichnet. Ist die G-rundblechkollision3geschwindigkeit V und die Plattierungsblechgeschwindigkeit V entsprechend gewählt, so erfolgt eine stabile metallurgische Verbindung.

Bei Fig. 5 wird die Projektilplatte 5 der Fig. 4 gegen die Schutzschicht 6 auf dem Plattierungsblech 3 vorgetrieben und ^ veranlaßt damit dieses, auf das Grundblech, aufzuschlagen. Aus der Fig. 5 ergibt sich leicht, daß die Detonationsgeschwindigkeit D des Sprengmittels direkt übertragen wird auf die Projektilkollisionsgeschwindigkeit V, und die Grundblechkollisionsgeschwindigkeit V_o, so daß die beiden Geschwindigkeiten V, und V im wesentlichen gleich sind mit der Detonationsgeschwindigkeit D.

Ein Metallatrahl 10 entsteht am Kollisionspunkt zwischen Plattierungsblech 3 und Grundblech 4, wie der Fig. 5 entnommen werden kann. Dieser Metallatrahl 10 erleichtert die

209827/0664

- 11 - 1A-40 655

metallurgische Binöiuig der beiden Bleche, indem er für dauernd frische Metalloberflächen sorgt. Auch verhindert er eine Trennung der Verbindung der beiden Bleche durch die Aufschlagwelle infolge der Kollision der beiden Bleche und ihrer rücklaufenden Welle. Die Projektilplatte 5 in der Ausführungsform nach den Fig. 4 und 5 ist etwas größer als das Platt ierungsblech 3 und das Grundblech 4, so daß Randbereiche der Projektilplatte 5 abgetrennt werden durch *1ά Kanten des Plattieru&gsblechs 3 und des G-rundblechs 4 bei der Kollision der Projektilplatt© mit den beiden Blechen,wie dies durch das abfallende Iiandsiüok 5¹ der Fig. 5 angedeutet ist.

Fig. 6 zeigt eine weitere mögliche Anordnung für das erfindungsgemäße Verfahren. Hier ist das Plattierungsblech 3 parallel, jedoch in einem gewissen Abstand von dem Grundblech 4 angeordnet. In diesem Fall ist die Projektilplatte schräg gegen da3 Plattierungoblech. unter einem Winkel-Χ angeordnet. Die untere Fläche der Projektilplatte 5 ist zugekehrt einer Schutzschicht 6 auf der oberen Fläche des Plattierungsblechs 3· Die Sprengmittel-'schicht 2 befindet sich auf der oberen Fläche der Projektilplatte 5. Bei der Anordnung nach Fig. 6 wird die Projektilplattenkollisionsgeschv/indigkeit V, kleiner als die Detonations geschwindigkeit D. Wenn die Geschwindigkeit der Projektilplatte 5 im Kollisionszeitpunkt mit der Schutzschicht 6 als V , bezeichnet vird, so ergibt sich für die Projektilkollisionsgeschwindigkeit V, nachfolgende Gleichung: -*

ν - Β Γ i - £?iⁿ#"· ·
worin

ist. Bei der Anordnung nach Fig. 6 ist die Gruiidblecnkollisionsgeschwindigkeit V im wesentlichen die gleiche als die der .Projektilplatte V^₁ da sich die beiden zu verbindenden Bleche parallel befinden«

209827/0664

- 12 - 1A-4-0 655

Pig. 7 zeigt nun eine weitere Möglichkeit zur Durchführung des erfindungsgeraäßen Verfahrens. Bei dieser Ausgestaltung wird die Anordnung der Fig. 6 dahingehend abgewandelt, daß die zu verbindenden Bleche sowie die Projektilplatte gegenüber dem-Plattierungßblech in einem Winkel ß bzw.cC liegen. Die beiden Winkelet, ß werden so ausgewählt, daß die entsprechende Bewegungsgeschwindigkeit V des Plattierungsblechs zum Zeitpunkt der !Collisions mit dem Grundblech 4 und die entsprechende Grundblechkollisionsgeschwindigkeit V erhalten werden.

Wenn die Geschwindigkeit des Plattierungsblechs V zur Zeit fe der Kollision mit dem Grundblech 4 zu gering ist, so tritt keine ausreichend große plastische Verformung an der Zwischenfläche zwischen den beiden Blechen auf, um eine einwandfreie feste metallurgische Bindung zu ergeben. Bei vergleichsweise niederen Geschwindigkeiten V prallt das Plattierungsblech elastisch auf das Grundblech oder kann auf diesem nur sehr schwach fixiert werden. Andererseits, wenn die Geschwindigkeit V zur Zeit der »Kollision zu hoch ist, so kommt es zu einer Deformation des Plattierungsblechs und das Grundblech wird übermäßig stark • hinsichtlich Rißbildung und Verwindungen des fertigen Verbundmaterials beansprucht, was wieder seinen kommerziellen Wert beeinträchtigt.

Manchmal kommt es zum Reißen des Verbundmaterials infolge zu hoher Geschwindigkeit V . Ss besteht ein gewisser Bereich.für dio Bewegungsgeschwindigkeit V des Plattierungsblechs bei der Kollision mit dem Grundblech, welches von den physikalischen Eigenschaften der beiden Werkstoffe abhängt. Der Fachmann ist in der Lage, ohne Schwierigkeiten die Bewegungsgeschwindigkeit V z.B. über einige Versuche zu ermitteln.

Was die oben erwähnte Kollisionsgeschwindigkeit V anbelangt, so wurde festgestellt, daß eine zufriedenstellende Bindung erreicht wird, solange die Kollisionsgeschwindigkeit V über

209827/0664

- 13 - ' U-40 655

800 m/s, jedoch unter der höchsten Schallgeschwindigkeit in den beiden Werkstoffen liegt. Der Begriff "Schallgeschwindigkeit¹¹ bedeutet die Geschwindigkeit der plastischen Schockwelle, die entsteht, wenn eine Spannung momentan aufgebracht die Elastizitätsgrenze bei Kompression in einer Richtung für ein spezielles Metallblech überschreitet. . Obwohl eine Kollisionsgeschwindigkeit V geringfügig über der höchsten Schallgeschwindigkeit des Systems eine einwandfreie metallurgische Bindung bewirken kann, ist diese Verbindung unter solchen Bedingungen instabil und

so

vergleichsweise schwach, so daß in der Praxis hohe Kollisionsgeschwindigkeiten V nicht zweckmäßig sind. Bei der Anordnungsweise naoh Pig. 7 läßt sich die Kollisionsgeschwindigkeit V in zwei

Hinsichten definieren, nämlich die Kollisionsgeschwindigkeit V ₁ in der Ebene des Plattierungsblechs 3 und die Kollisionsgeschwindigkeit V ₂ in der Ebene des Grundblechs 4. Es bestehen folgende Beziehungen für die Geschwindigkeiten V .. und V ₂'

£= 2 _Λ._

und V, die Projektilplattenkollisionsgeschwihdigkeit aus den Gleichungen (1) und (2) ist. .^

Eine der beiden Geschwindigkeiten V ₁, V ₂ kann als Grundblechkollisionsgeschwindigkeit herangezogen werden, abhängig davon, ob mit Hilfe der Projektilplatte 5 das Plattierungsblech 3 oder das Grundblech 4 in Bewegung gesetzt wird.

Aus den Gleichungen (1) bis (5) ergibt sich, daß man lediglich durch Auswahl entsprechender Winkel oC und ß geeignete Grundblechkollisionsgeschwindigkeit V über einen weiten Bereich der

Detonationsgeschwindigkeit D erhalten kann. Bei dem bekannten

209827/0664

- 14 - 1A-40 655

Explosionsplattierungaverfahren mit Winkelanordnung neigt der Winkel ß, wenn die Detonationsgeschwindigkeit D sehr hoch ist, dazu.zu groß zu werden, um die Grundblechkollisionsgeschwindigkeit V in einem bevorzugten Bereich zu halten, da dieser Winkel die einzige Variable bei diesen bekannten Verfahren unter diesen Bedingungen ist. Wird jedoch der Winkel ß aus Fig. 7 zu groß, so wird die Bewegungsgeschwindigkeit V des Plattierungsblechs zum Zeitpunkt der Kollision mit dem arundblech zu hoch, da das Plattierungsblech zu lang beschleunigt wird gegenüber einem kleineren Winkel ß. Wie oben erwähnt, kann eine übermäßig hohe Bewegungsgeschwindigkeit V zu einer unzulänglichen Verbindung führen und ein Einreißen- des Verbundmaterials veruraachen. Andererseits sind bei der erfindungsgemäßen Anordnung nach Fig. 7 zwei Variable für die Einstellung der Grundblechkollisionsgeschwindigkeit V bei gegebener Detonations geschwindigkeit D vorhanden, nämlich die Winkelei, und ß. Demzufolge kann die Bewegungsgeschwindigkeit V in geeigneter Weise begrenzt und die Schwierigkeiten der üblichen Verfahren mit Winkelanstellung >eliminiert werden.

In der Fig. 8 ist eine weitere Möglichkeit zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt, wobei hier eine Initialzündschicht zur Betätigung der Sprengmittelsehicht obiger Ausführungsformen zur Anwendung gelangt. Die Initialzündschicht 7 mit Zünder 1 befindet sich auf einer Aufschlagzündplatte 8. Wird mit Hilfe des Zündere 1 die Initialzündschicht 7 gezündet, so wird die Aufschlagzündplatte 8 schräg oder flaoh (oblique) . die Sprengmittelschicht 2 treffen, die sich auf der Projektilplatte 5 ähnlich der oben erwäiinten Ausführungsformen befindet. Bei den in den Fig. 4 bis 7 gezeigten Zündern oder einem Linearwellengenerator direkt mit einem Ende der Sprengmittelschicht verbunden schreitet die Detonationsfront (Fig. 9) so fort, daß sie nach oben gerichtet ist. Es geht daher ein Teil der freiwerdenden Energie in den oberen freien Raum verloren und dient nicht zur Beschleunigung der Projektilplatte 5. Demzufolge muß die Flächen-

209827/0664

. . - 15 - 1A-40 655

ladung auf der Projektilplatte 5 größer sein als die für die Plattierung tatsächlich erforderliche Menge, was wieder ein ungebührlicher Kostenaufwand ist. Bei der erfindungsgemäßen Ausführung mit größerer Initialzündschicht 7 als Sprengmittel-* schicht 2 kann die Gleichmäßigkeit der Bindung zwischen Plattierungsblech 3-und Grundbleoh 4 weiter verbessert werden, da durch diese größere Initialzündschicht 7 Unregelmäßigkeiten in der Detonationswellenfront 9 am entfernten Ende der Sprengmittelschicht vom Zünder aus betrachtet vermieden wird.

Der Zünder 1 oder ein Linienwellengenerator zur Betätigung der Initialzündschicht T sind bekannt. Um nun erfindungsgemäß die Detonationswellenfront 9 abwärts gegen die Sprengmittelschicht 2 bei der Anordnung nach Fig. 8 zu richten, wobei die untere !fläche der Aufschlagzündplatte 8 anfänglich parallel zu der oberen Fläche der Sprengmittelschicht 2 liegt, muß die Detonationsgeschwindigkeit d der Initialsprengechicht 7 größer sein als die Detonationsgeschwindigkeit D der Sprengmittelschicht 2.Die Neigung & der 'Detonationswellenfront 9 (Fig. 10), das ist der Winkel ö zwischen der Detonationswellenfront 9 und der oberen Fläche der Projektilplatte 5 stehen in folgendem Zusammenhang:

<g>= arc.sin (§) (6)

^d - Sä· <⁷>

Aus verschiedenen Untersuchungen konnte festgestellt werden, daß der Neigungswinkel© der Detonationswellenfront 9 vorzugsweise gleich oder kleiner als 60° sein soll. Daraus ergibt sich d = 1,16 . D (8)

Fig. 11 zeigt eine Abwandlung der Anordnung nach Fig. 8. In diesem Fall ist die Aufschlagszündplatte 8 geneigt angeordnet gegen die Projektilplatte 5, die die Sprengmittelschicht 2 trägt, und zwar in dem Winkel f. Der Detonator 1 ist wieder mit der Platte 8 an der Seite verbunden, die der Projektilplatte 5 am

209827/0664

- 16 - 1A-40 655

nächsten steht. Mit fortschreitender Detonation der Initialzünden
schicht 7 wächst der Abstand gegen die Projektilplatte 5· Bei der Ausführungsform nach Fig. 11 ist die Zündgeschwindigkeit d', das ist die Geschwindigkeit, mit der die Iv£schlagzündplatte 8 die SprengüJittelschicht 2 auf der Projektilplatte 5 zündet, geringer als die Detonationsgeschwindigkeit d der Initialzündschicht 7. Es wurde nun festgestellt, daß die Zündgeschwindigkeit d¹ nicht sehr viel geringer als 116$ der Detοnationsgeschwindigkeit D der Sprengmittelschicht 2 sein darf.

d« = 1,16.D (9)

fe Ein geeigneter Wert für den V/inlcel "£* zur Erfüllung der Bedingungen der Gleiehung(9)läßt sich leicht au3 den Gleichungen (1) und (2) "bei Einführung des Winkels X anstelle des Winkels ^- ermitteln.

Bei der in Fig. 12 gezeigten Anordnung ist die Zündgeschwindigkeit d¹ für die Erfüllung der Bedingungen nach Gleichung (9) dann gegeben, wenn eine Initialzündschicht 7 mit einer Detonationsgesohwindigkeit d unterhalb der Zündge-

angewandt wird.

schwindigkeit d' / Bei der Aus führungs form nach Fig. 12 befindet sich axxt der Aufschlagzündplatte 8 eine Initialzündschicht 7 in Schrägstellung zu der Projektilplatte 5 auf. der sich P die Sprengmittelschicht 2 befindet unter Einschluß eines Winkelet' . Der Zünder 1 ist an der Kante der Initialzündschicht fixiert, die am weitesteh entfernt von der Projektilplatte 5 ist. Die Zündgeschwindigkeit d' bei der Anordnung nach Fig. 12 ist abhängig von der Bewegungsgeschwindigkeit v* der Aufschlagzündplatte 8 im Kollisionszeitpunkt mit der Sprengmittelschicht 2.

fl do)

V '
= 2 arc. sin"¹ (—-) (11)

Aus der Gleichung (10) ergibt sich, daß der Wert für die Zündgeschwindigkeit d¹ einstellbar ist mit Hilfe des Winkels V^v wobei die Zündgeschwindigkeit d¹ größer als die Explosionsge-

209827/0664

- 17 - 1A-40 655

sohwindigkeit d ist, da der Ausdruck tg/tg(<j)-f) immer positiv ist.

Die Anordnungen nach Fig. 11 und 12 können auch dahingehend abgewandelt werden, daß ein "begrenzter WinkellA zwischen der Projektilplatte 5 und dan.Platt ierungsblech 3 (Fig. 6), wie auch der Winkel 13 zwischen Plattierungsblech 3 und Grundblech 4 (Fig. 7) vorgesehen wird. Die Bedingungen der Gleichungen (9) bis (11) bei den Anordnungen nach den Fig. 11 und 12 müssen dann unter Berücksichtigung der Gleichungen (1) bis (Q) gesehen werden, wenn die Haßnahmen der Fig. 11, 12 kombiniert werden mit denen der Fig. 6, 7. Derartige Überlegungen können durch den Fachmann leicht angestellt, werden, so daß darüber nichts weiter mehr ausgeführt werden muß, mit Ausnahme der folgenden Eigenschaften der Grundblechkollisionsgeschwindigkeit V . Insbesondere, wenn das Plattierungsblech 3 in paralleler Anordnung zum Grundblech 4 (Fig. 6) ist, dann ist die Grundblechkollisionsgeschwindigkeit V identisch mit der Kollisionsgeschwindigkeit der Projektilplatte V,, welche über die Gleichung (1) bestimmt werden kann durch Substitution der Detonationsgeschwindigkeit D durch die Zündgeschwindigkeit d¹ aus Gleichung (10). Andererseits, wenn das Plattierblech 3 gegen das Grundblech 4 geneigt ist (Fig. 7), wird die Grundblechkollisionsgeschwindigkeit V über die Gleichung (3)

oder (4) ermittelt, nachdem die Kollisionsgeschwindigkeit der Projektilplatte V, in obiger V/eise aus den Gleichungen (1) und (10) ermittelt wurde.

Bei obigen Betrachtungen wurde die Dicke der Schutzschicht 6 als gleichmäßig angenommen und der Winkel zwischen der unteren Fläche der Projektilplatte 5 und der oberen Fläche der Schutzschicht 6 gleich dem Winkel zwischen der unteren Fläche der Projektilplatte 5 und dem Plattierungsblech 3. Es ist aber auch möglich, abgeschrägte Schutzschichten anzuwenden, so daß verschiedene Verzögerungszeiten für die Einwirkung der Kollision der Projektilplatte 5 auf das Plattioningsblech 3 gegeben sind, abhängig von der Schichtstärke der Schutzschicht 6.

209827/0664

21"6"UU

¹A-40 655

Die Projektilplatte 5 kann aus Aluminium oder Stahl, gegebenenfalls mit einem metallischen oder Kunststoffüberzug bestehen. Der Werkstoff für diese Platte ist jedoch nicht auf Stahl und Aluminium beschränkt, sondern man kann grundsätzlich jeden schlagbeständigen metallischen Werkstoff anwenden, z.B. Titan, Zirkonium, korrosionsbeständigen Stahl, Nickel, Duralumin,

Kupfer, Messing, Bronze, Zink, Tantal oder deren Legierungen; Die Anwendung von kostspieligen Werkstoffen für die Projektilplatte ist nicht gerechtfertigt, wenn nicht besondere Eigenschaften dies zweckmäßig erscheinen lassen.

Die wirksame Fläche .der Projektilplatte 5 muß so groß wie das Plattierungsblech 3 sein. Unter der wirksamen Fläche der Projektilplatte 5 ist der Bereich zu verstehen, der von der Sprengmittelschicht 2 bedeckt ist. Es fallen al30 andere Bereiche, die mit anderen Materialien überdeckt sind, wie einem Holzrahmen zur Fixierung des Sprengmittels, aus dem wirksamen Bereich der Projektilplatte/aus. Es ist zweckmäßig, wenn die Projektilplatte an jeder Seite über das Plattierungsblech hinausragt, weil dadurch verschiedene unerwünschte Erscheinungen beim Explosionsplattieren ausgeschaltet werden, wie unregelmäßige Detonationwellen entlang der Kanten des Plattierungsblechs, unerwünschte Erscheinungen durch instabile Detonation in unmittelbarer Nähe des Zünders, Riese und Fehler der Projektilplatte entlang der Kanten, Einschluß von gasförmigen Detοnationsprodukten in den Zwischenraum zwischen Pattierungsblech und Grundblech sowie unwirksame Bindung und Riese des plattierten Werkstoffs aufgrund obiger Schwierigkeiten.

Die Dicke der Projektilplatte 5 sollte vorzugsweise 0_s3 bis 10 mal so groß als die Dicke des PlattLerungsblechs 3 sein. Ist die Projektilplatte zu dünn, so können von der zugekehrten und entgegengesetzten Fläche der Projektilplatte zur Zeit der Kollision mit dem Plattierungsblech Wellen ausgebildet werden, die eine Verringerung des Kollisionsaufschlags der Projektilplatte

209827/0664

21614H

_ 1A-40 655

"bewirken, so daß das Plattierungsblech 3 möglicherweise nicht ausreichend "beschleunigt wird, um eine feste Bindung mit dem Grundblech, au gewährleisten. Andererseits, wenn die Projektilplatte zu dick ist, so ist die Sprengmittelmenge für die erforderliche Beschleunigung des Plattierungsblechs auf eine für die Verschweißung erforderliche Geschwindigkeit zu hoch, um da3 erfindungsgemäße Verfahren in wirtschaftlicher Weise durchführen zu können. Die geeignete Stärke der Projektilplatte läßt sich leicht ermitteln für jede Anwendungsart, abhängig von der Dicke und dem Werkstoff des Plattierungsblechs und der Schuts-.schicht.

Durch die Schutzschicht 6 wird eine direkte Kollision der Projektilplatte 5 mit dem Plattierungsblech vermieden, die zu deren Bindung auf dem Plattierungsblech führen kann und Risse und/oder Verwindungen in letzterem verursacht. Als Schutzschicht kann man ein beliebiges Material, welches für diese Funktion geeignet ist, anwenden, z.B. Kautschuk, synthetische Harze, ,Anstrichmittel, Wasser, Gelatine, Agar-Agar oder deren Gemische. Die erforderliche Dicke der Schutzschicht 6 läßt sich leicht bestimmen, z.B. anhand einfacher Versuche unter Berücksichtigung der entsprechenden Bedingungen, wie dem Werkstoff und der Stärke der Projektilplatte und des Plattierungsblechs,der Bewegungsgesohwindigkeit V der Projektilplatte beim Kollisionszeitpunkt mit der Schutzschicht 6 auf dem Plattierungsblech 3, dem Winkel, -unter dem die Projektilplatte auf die Schutzschicht aufschlägt und das Material der Schutzschicht selbst. Bevorzugte Werkstoffe der Schutzschicht sind Schäumstoffschichten mit einem Raumgewicht von 10 bis 400 kg/ er aus Kautschuk oder Kunststoff, wie Polyvinylchlorid, Polyvinylacetat, Polystyrol, Polyäthylen, einem Epoxyharz, einem Phenolharz, Polyurethan, einem Harnstoffpolymerisat oder einem Polyamid.

Die Sprengmittelschicht 2 auf der Projektilplatte 5 soll zumindest, so groß wie das Plattierungsblech. 3 sein. Die Stärke ^ der Sprengmittelschicht läßt sich leicht bestimmen, z.B. durch

209827/0664

-Mt- 1A-40655

einfache Versuche unter Berücksichtigung der jeweiligen Bedingungen, wie der Dicke und des Materials der Projektilplatte, des Plattierungsblechs, der Schutzschicht, des Abstands zwischen Plattierungsblech und Projektilplatte sowie zwischen den beiden zu verbindenden Platten.

Es wurde festgestellt, daß der entsprechende Abstand zwischen Projektilplatte und Schutzschicht 0,05 bis das 25fache der Stärke der Projektilplatte betragen soll. Ist irgendein Teil der Projektilplatte von der Schutzschicht auf dem Plattierungsbleoh weitei* entfernt als die 25fache Stärke der Projektilplatte, so ist dieser Teil gefährdet·hinsichtlich Rißbildung oder Zerstörung während seiner Bewegung auf die Schutzschicht zu infolge des Luftdrucks bei der hohen Bewegungsgeschwindigkeit. Die Folge davon ist, daß die Verbindung zwischen dem Plattierungsbleoh und dem Grundblech mangelhaft wird. Ist irgendein Teil der Projektilplatte zu nahe an der Schutzschicht angeordnet, und zwar in einem Abstand von weniger als 0,05 der Stärke der Projektilplatte, so kann dieser Teil nicht ausreichend beschleunigt werden, damit eine stabile Verbindung zwischen den beiden Blechen erreicht \iird-.

Wenn die Projektilplatte in einem gewissen Winkel zum Plattierungsblech (Fig. 6 oder 7) angeordnet werden soll, so soll der Winkel·^, im Sinne der Gleichungen (1) und (2) ermittelt werden. Minimal- und Maximalabstände zwischen der geneigten * Projektilplatte und dem Plattierungsblech sollen innerhalb des obigen Bereichs zwischen 0,05 und der 25fachen Plattenstärke betragen.

Die bevorzugten Abstandhalter zur Anwendung zwischen Projektilplatte 5 und Schutzschicht 6 auf dem Plattierungsblech 3 (Fig. 4) sind eine Vielzahl von kleinen »Stücken von geschäumtem Kautschuk oder Kunststoff. Die Form und das Material der Abstandhalter 12 sind jedoch nicht auf diese Ausführungsform beschränkt. Sie können z.B. auch aus Holz-oder Metallblöcken fte~

209827/0664

- 21 - ':Ατ40 655

stehen, vorausgesetzt, daß diese Blöcke so vorbehandelt sind, daß sie zu keinen Kratzern oder Rissen auf der Oberfläche des Plattierungsblechs führen. Wie bereits erwähnt, kann erfindungsgemäß auch die Schutzschicht so ausgestaltet sein, daß sie einen Abstandhalter für die Projektilplatte darstellt, indem die Materialstärke zwischen 5/100 und der 25fachen Plattenstärke gehalten wird. In diesem Pail sollte die Schutzschicht groß genug sein, um die ganze wirksame Fläche der Projektilplatte, wie sie dem Plattierungsblech 3 zugekehrt ist/zu bedecken. Sie besteht vorzugsweise aus hochmolekularen Schaumstoffen, wie Kautschuk oder Kunstharz, da diese Schäumstoffschichten im wesentlichen keinen Widerstand der sich infolge der Detonation der Sprengmittelschicht 2 bewegenden Pro jektilplatte 5 bieten, bis die Schutzschicht 6 so weit zusammengedrückt ist, daß ein direkter Übergang der kinetischen Energie von der Projektilplatte auf das Plattierungsblech ermöglicht ist. Tatsächlich erfüllen derartige geschäumte oder expandierte Schutzschichten zwei Funktionen, nämlich sie stellen ein Abstandsmittel zwischen 'Projektilplatte und Plattierungsblech zur Verfügung und schützen die nicht zu verbindende Fläche des Plattierungsblechs. Um einen besseren Schutz des Plattierungsblechs gegen die bei der Zersetzung der Schaumstoffe gebildeten kohlenstoffhaltigen Produkte, welche durch die Kompressionswärme infolge der Detonation der Sprengmittelschicht 2 auftreten,sowie gegen ein mögliches Verkratzen der Projektilplatte zu erhalten, kann man auf diese ·* Fläche des Plattierungsblechs einen leicht entfernbaren Überzug aufbringen, der dem Schaumstoff zugekehrt ist, bevor diese Schäumstoffschicht aufgelegt wird. Die Anwendung von geschäumten Schutzschichten ist sehr zweckmäßig, da dadurch die Notwendigkeit von Abstandhaltern vermieden wird.

Venn eine Aufschlagplatte 8 mit Initialzündschicht 7 (Fig. 8 bis 12) zur Anwendung gelangen, so sollte die wirksame Fläche der Aufschlagplatte 8 zumindest so groß sein als die wirksame Fläche der Platte 5, vorzugsweise größer sein als die

209827/0664

1A-40 655

Projektilplatte 5 um mehr als etwa 5 om an jeder Seite. Ist die wirksame Fläche der Projektilplatte 5 größer als das Plattierungsblech 3, so ist eine zusätzlich' größere wirksame . Fläche der Aufschlagplatte 8 über die wirksame Fläche der Projektilplatte nicht so wesentlich. Unter dom Begriff wirksame Fläche der Aufschlagplatte 8 ist der Teil der Platte zu verstehen, der durch die Initialzündschicht 7 bedeckt wird, jedoch Bereiche, die sich unterhalb eines Rahmens für das Initialzündmaterial befinden, sind von der wirksamen Fläche der Aufschlagplatte 8 auszuschließen. Es wurde festgestellt, daß die bevorzugte Stärke der Aufschlagplatte 8 0,3 - 3 mm beträgt.

Der Abstand von der unteren Fläche der Aufschlagplatte 8 zu der oberen Fläche der Sprengmittelschicht 2, die sich auf der Projektilplatte 5 befindet, sollte nicht größei^fÄ^ 5/100 der Stärke der Aufschlagplatte 8, aber auch nicht mehr als die 25fache Stärke dieser Platte betragen. Wie bei der Projektilplatte 5 kann die Aufschlagplatte 8 parallel zu der Projektil-•platte 5 (Fig. 8) oder in einem Winkel dazu, wie dem Winkelt (Fig. 12), angeordnet worden, wie er sich aus der Gleichung (10) ergibt. Der oben angegebene bevorzugte Bereich des Abstands zwischen der Aufschlagplatte 8 und der Projektilplatte 5 gilt ohne Rücksicht auf die Winkelanordnung zwischen diesen beiden Platten, da ein übermäßig großer Abstand zu einer übermäßigen Beschleunigung der Aufschlagplatte 8 führt und damit die Verbindung der beiden Bleche minderwertig wird. Ist der^Abstand zu gering, so erfolgt eine ungenügende Beschleunigung der Aufschlagplatte 8, was ihrerseits wieder zu einer unwirksamen Bindung der beiden Bleche führt. Der erwähnte bevorzugte Abstand zwischen der Aufschlagplatte 8 und der Projektilplatte 5 kann in ähnlicher Weise eingehalten werden, wie der zwischen Projektilplatte und Schutzschicht 6 auf Plattierungsblech 3, also in Form von Holzoder Metallblöcken, geschäumtem Kunststoff oder Kautschukstücken.

209827/0664

216U1A

- 1A-40 655

Bei den obigen Ausführungen zur Durchführung des erfindungagemäßen Verfahrens wurde jeweils nur ein Plattierungsbleoh auf ein Grundblech fixiert. Es ist jedoch nach dem Explosionsplattierungsverfahren auch möglich, mehrere Bleche zu verbinden. So können zwei Bleche auf das Grundblech plattiert werden, indem die beiden Bleche zwischen die Projektilplatte 5 (Fig. 4) und dem Grundblech 4 angeordnet werden.

Man kann jedoch das erfindungsgemäße Verfahren auch derart abwandeln, daß die Projektilplätte 5 auf die Grundplatte 4 und nicht auf das Plattierungsbleoh 3 (Fig. 4) aufschlägt. Darüberhinaus kann es manchmal auch wünschenswert sein, zwei Projektilplatten, nämlich an einer Seite des Plattierungsblechs und des Grundblechs ,vorzusehen und die beiden von den entgegengesetzten Seiten aufschlagen zu lassen.

Der Abstand zwischen den zu verbindenden Blechen wird je nach deren Y/erkstoff und Stärke ausgewählt. Nach dem erfindungs^vgemäßen Verfahren liegt dieser etwas anders als bei der USA-Patentschrift 3 137 937, wo er nicht kleiner als 25 um sein darf.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren de3 Explosionsplattieren wird eine Projektilplatte angewandt, um das Plattierungsblech gegen das Grundblech zu treiben, wodurch verschiedene ■* Schwierigkeiten der bekannten Sprengplattierungsverfahren vermieden werden. Die direkte Einwirkung der Detonation aus der Sprengmittelschicht auf das Plattierungsblech oder das Grundblech nach de bekannten Plattierungsverfahren führt häufig zu Rissen im Verbundmaterial. Die Reflexion des Detonationsdruckes bei direkter Einwirkung auf das Plattierungsblech kann eine Schwächung der Bindung zwischen den beiden Blechen verursachen entlang der Kanten des Verbundmaterials. Demzufolge ist das Ausbringen von guten Stücken nach de bekannten Plattierungsverfahren nur gering. Andererseits gestattet das erfindungsgemäße Verfahren

20982 7/06 6 4

216UU

".A-40 5

die Übertragung des Detonationsdrucks aus der Sprengmittelechicht in indirekter Weise über die Projektilplatte, so daß obiges Risiko der Rißbildung und Schwächung der Bindung an den Außenkanten vollständig eliminiert wird. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist das Ausbringen an guten Stücken daher wesentlich verbessert und beträgt praktisch 100/δ-

Bei den bekannten Explosionsplattierungsverfahren ist es außerordentlich schwer, verhältnismäßig spröde Metallbleche, wie Sinterkörper aus Wolfram, zu binden, da der direkte Aufschlag aus der Explosion der Sprengmittelschicht zu einer Zerstörung des spröden Materials führen kann. Die indirekte Übertragung des Aufschlags aus der Detonation der Sprengmittelschicht nach der Erfindung bewirkt eine Verbesserung der scheinbaren Duktilität des spröden Plattierungsblechs durch innige Berührung mit dem Plattierungsblech. Demzufolge kann nach dem erfindungsgemäßen Verfahren auch ein sprödes Metallblech leicht auf ein Grundblech ohne die Gefahr der Rißbildung gebunden werden.

Darüberhinaus ließen sich nach den bekannten Verfahren Bleche mit Bohrungen oder komplizierten Wellen nur kaum mit einem Grundblech verbinden, iäs war bisher praktisch unmöglich, eine gleichmäßige Bindung über die ganze Fläche eines porösen Metallblechs nach üblichen Verfahren zu erhalten. Die erfindungsgemäß angewandte Projektilplatte verhält sich ähnlich wie einte Verkleidung für das poröse Metallblech, so daß eine hervorragende Bindung zwischen dem Metallblech mit Bohi'ungen oder Löchern und dem Grundblech nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhalten werden kann.

Die Erfindung wird an folgenden Beispielen näher erläutert.

209827/0 664

216HU

- 2? - lA-40 655

Beiapiel 1

Grundblech: 100 χ 200 χ 9 mm Baustahl mit Streckgrenze 41 kg/mm (tensile strength class steel nach japanischen Normen). Das G-rundbleoh wurde auf einem Fundament 11 gelagert und sechs AluminiuLiwürfel 1 χ 1 χ 1 mm darauf angeordnet, auf welche dann das Plattierungsblech aufgelegt wurde.

Plattierungsblech: 100 χ 200 χ 2 mm Titan, 50 kg/mm Streckgrenze .

Die "beiden Platten oind im Abstand von 1 mm parallel ausgerichtet (Fig. 13)· Auf das Titariblech wurde eine 1 mm-Schutζschicht 6 aus einer gepressten schwarzen Kautschukfolie, handelsüblicher Qualität, mit Hilfe eines Kunstharzklebers fixiert, so daß die gesamte obere Fläche des Titanblechs bedeckt war.

Projektilplatte: 130 χ 270 χ 1 mm weicher Stahl wurde in einem Abstand von 10 mm über der Schutzschicht angeordnet und durch Holzträger 12 am Fundament 11 abgestützt. Die Platte war mit den zu verbindenden Blechen kantenparallel. Sie stand also über die Blechkanten an jeder Breitseite um 15 mm und an einer Längskante um 50 mm und auf der anderen Längskante um 20 mm vor. Diese Anordnung im Längsschnitt ist schematisch in Fig. 13 gezeigt.

An der oberen Fläche der Projektilplatte 5 befand sich ein rechteckiger Holzrahmen 14 mit Außenmaßen 130 χ 270 mm. Dieser Bäumen bestand aus Holzstäben, die im Querschnitt 5 mm bre-it und 10 mm hoch waren. Die Außenkanten des Rahmens waren kantengleich mit der Projektilplatte und auf dieser mit einem Kleber fixiert.

Innerhalb des Rahmens 14 befand sich auf der oberen Fläche der

pulver Projektilplatte 5 in gleichmäßiger Verteilung Sprengniitfcel/ und zwar 310 g, bestehend aus 90 G-ow.-Teilen Tetranitromethylanilin und 90 G-ew.-Teilen Aranoniuaiperohlorat.

Din fiprongmittolnchicht wird (wie in Fig. 13 durch eine strjchlierto Linio angedeutet) an der Kante gezündet, die am

20982 7/0664

216HU

1A-40 655

weitesten entfernt ist vom Plattierungsblech. Die Detonationoge-8chwindigkeit D betrug 2100 m/s. Das Platt ie rungsbleoh wurde von der Projektilplatte über die Schutzschicht gegen das Grundblech getrieben. Die Bewegungsgeschwindigkeit V des Plattierungsblechs 6 zum Zeitpunkt der Kollision mit dem Grundblech 4 betrug 2100 m/s. Es wurde ein einwandfreier Verbundkörper aus dem Titanblech und dem Stahlblech erhalten. Die durch Verbrennung und thermische Zersetzung gebildeten Substanzen aus der Schutzschicht 6 blieben zwar auf der Außenfläche des Titanblechs zurück, ließen sich jedoch vollständig durch Abwischen mit einem Lösungsmittel ent-.fernen, wodurch man eine reine frische Titanfläche erhielt.

In dem Verbundmaterial, und zwar sowohl in dem Grundblech als

keine

auch in dem Titanblech,waren/Risse und Verwendungen zu erkennen. Die Verbindung zwischen den beiden Blechen wurde mit Hilfe eines Ultraschall-Rißprüfgeräts untersucht und darin keine Risse gefunden. Das so erhaltene Verbundmaterial eignete, sich hervorragend für verschiedene Anwendungsgebiete. Die Untersuchungen hinsichtlich Sch al festigkeit und Streckgrenze ergaben, daß erstere

2 ?

nicht unter 50 kg/min und letztere nicht unter 35 kg/mm" !Ja^en.

In folgenden Beispielen erfolgte die AbStandshaltung zwischen den beiden zu verbindenden Bleche im Sinne des Beispiels 1 unter Anwendung von Aluminiumwürfeln entsprechender Größe.

Bs wurde eine Anordnung im Sinne der Fig. 6 hergestellt, uwl ζ ι rar aus folgenden Teilen.

Grundblooh 4: 100 χ 200 χ 15 mm Stahlplatte, StreoLßronao

41 kg/mm"

PLattiurungsblech 3: 100 χ 200 χ 2 rum korvoruonsbor-jl^irJj.^er

Stahl (SUiJ-27 nach den ja panischen iiormen)
Al)BLfIrV-I: 0,5 mm

BAD 209827/0664

216UU

- 27 - 1A-40 655

Schutzschicht 6: 0,05 mm abreißbare Kunststoffschicht und

darauf 5 mm Agar-Agar

Projektilplatte 5: 120 χ 250 χ 2 mm Aluminiumblech Sprengmittelschicht 2: 120 χ 250 χ 3 mm Sprengmittelplatte,

befestigt auf der Projektilplatte, bestehend aus 75 Gew.-Teilen' Trinitrotrimethylentriamin und 25 Gew.-"Jeilen Kunstharzpaste, Detonationsgeschwindigkeit D 7000 m/s.

o6 zwischen Projektilplatte und Schutzschicht: 12°

Die Projektil platte" war gelagert auf Holzstäben auf Grund, auf dem das Grundblech auflag, und zwar so, daß der untere Teil der Projektilplatte 5 in Berührung mit einer der 100 mm-Kante der Schutzschicht war, während die Projektilplatte 5 sich weiter abwärts um 30 nun erstreckte (Pig. 6).

Die Sprengmittelschicht 2 wurde an der untersten Kante mit 'einem Linienwellengenerator gezündet. Aufgrund der Detonation schlug die Projektilplatte auf das Plattierungsblech mit der darauf befestigten Schutzschicht so auf, daß dieses mit einer Grundblechkollisionsgeschwindigkeit von 3480 m/s auf das Grundblech aufschlug.

Rückstände aus der Kunststoffschicht, die von der Schutzschicht abgezogen wurde, konnte man auf der Oberfläche des Verbundmaterials feststellen, jedoch ließen sich diese leicht entfernen, so daiS eine frische, gut aussehende Fläche des korrosionsbeständigen Stahls erreicht wurde. Die Ultraschalluntersuchungen ergaben, daß eine hervorragende Bindung bestand. Biegeversuche über einen Dorn mit einem Radius gleich der Dicke des Verbundmaterials wurden durchgeführt. Ein Abschälen oder Beißen konnte weder auf der einen noch auf der anderen Seite des Verbundmaterials festgestellt werden.

209 827/0 66

216HH

28 - 1A-40 655

Beispiel 3

Eine Anordnung nach Pig. 8 wurde aus folgenden Bestandteilen hergestellt.

Grundblech 4: 100 χ 200 χ 9 mm Stahlblech S15C nach den

japanischen Normen

Plattierungsblech 3: 100 χ 200 χ 1 mm Hastelloy C Abstand zwischen den Blechen: 0,3 mm

Die Platten waren parallel angeordnet und "befanden sich in einer 150 χ 250 Verpackung aus 0,1 mm Polyäthylenfolie. Dieser Sack wurde nach Evakuieren mit Hilfe von Hochfrequenz vereiogolt. Das ganze- wurde dann in ein Wassergefäß 300 χ 300 χ 50 mm eingesetzt und so angeordnet, daß das Hastelloyblech nach oben und parallel zur Wasserfläche in einer Tiefe von 5 mm zu liegen kanu

Eine Projektil platte 5 und eine Aufschlagplatte 8 wurden nun angeordnet, und zwar

Projektilplatte 5: 130 χ 260 χ 1 mm WeiohstahTbleoh Sprengmittelschicht 2: 190 g Pulvor, bestehend aus 2 Gew.-

Teilen Tetranitromethylanilin und 98 Gew.-Teilen Ammoniumperchlorat nach Beispiel 1 in einer Schicht 120 χ 250 χ 6 mm

Aufschlagplatte 8: 140 χ 270 χ 0,6 mm Weichstahlblech Initialzündschicht 7: 95 g Initialzündpulver aus 20 Gew.-Teilen

Tetranitroraethylaciin und ß0 Gew.-Tej lon Ammoniumperchlorat nach Beispiel 1 als Schicht 130 χ 260 χ 3 mm

Abstand zwischen Aufschlagplatte 8 und Spreizmittel .schicht 2:

Fünf parallele Baumwoll st ränge x-mrden durch die oberen Öffnungen des Wasserbehälters mit einem Abstand voneinander λόώ. 10 mm gespannt, so daß man die Projektilplatte 5 und die Aufschlagplatte 8 auf diese Baumwollstränge auflegen konnte. Die

209827/0664

216UU

- 29'- 1A-40 655

260 mm-Kantender Projektil pi at te reiohtenum 15 mm über die 200 mm-Kantendes Plattierungsblechs 3 an jeier Seite hinaus, während die 130 mm-Kante der Platte 5 über die entsprechende 100 m-Kante des Blechs 3 um 50 mm vorstand. Die Mitte der Aufschlagplatte 8 war vertikal ausgerichtet mit der Mitte der Projektilplatte 5_t s.o daß alle Kanten ersterer über die entsprechenden Kanten der letzteren um 5 mm vorstanden.

Die Initialzündschicht 7 wurde an der am weitesten vom Blech entfernten Kante mit Hilfe einer Zündkapsel Nr. 6 "betätigt. Detonationsgeschwindigkeit d = 1800 m/s. Durch diese Detonation wurde die Sprengmittelschicht mit einer Zündgeschwindigkeit von 1800 m/s gezündet. Detonationsgeschwindigkeit 0=^150 m/'s. Die Detonationswellenfront 9 war um 40 gegen die unter Fläche der Sprengmittelschicht 2 geneigt. Dadurch wurde die Projektilplatte durch das V/asser in dem Behälter vorgetrieben und "bewirkte ein Plattieren des Hastelloy O-Blechs auf Stahlblech mit eine'r Grundplattenkollisionsgeschwindigkeit V von 1800 m/s. Man erhielt eine einwandfreie Bindung.

Das Verbundmaterial hatte an der Hastelloyfläche ein gutes Aussehen, da diese Fläche nicht der direkten Sprengeinwirkung ausgesetzt war. Bei verschiedenen Versuchen konnte festgestellt werden, daß nur eine ungenügende Bindung von etwa 15 mm Länge und 2 bis 3 mm Breite in dem Teil auftrat, der einer Kante der Aufschlagplatte 8 entsprach. Die Bindung war sonst einwandfrei, ohne Risse. Biegeversuche ergaben, daß sich das Verbundmaterial ohne Schwierigkeiten über einen Dorn mit gleichem Radius als die Materialstärke biegen ließ. Es trat kein Abschälen oder Reißen auf den beiden Flächen des Verbundmaterials ein.

Beispiel 4

Eine Anordnung im Sinne der Fig. 12 für die Plattierung von zwei Blechen auf ein Grundblech wurde wie folgt vorgenommen.

209827/0664

216UU

- ITT- 1A-40 655

3D

Grundblech: 100 χ 200 χ 1 mm Kupferblech Zwei Plattierungsbleche: Jedes 100 χ 200 χ 1 mm Nickelblech Abstand zwischen den Blechen: Jeweils 0,2 mm

Die drei Bleche wurden so übereinander angeordnet, daß sie kantenparallel waren.

Projektilplatte: 150 χ 280 χ 1 mm Stahlblech Sprengmittelschicht: Nach Beispiel 1 10 Gew.-Teile Tetra-

niti'omethylanilin und 90 Gew.-Teile Ammoniumperchlorat, Dichte 1 g/cm ,

fe '14Ox 270 χ 6 mm Schicht

Aufschlagplatte: 150 χ 280 χ 1 mm Stahlblech Initialzündschicht: Wie Sprengmittelschicht Abstandhalter zwischen der Projektilplatte und dem oberen Plattierungsblech: 100 χ 200 χ 15 mm Polyurethanschaumstoff,

Dichte 0,03 g/em-3

Die Projektilplatte 5 mit Sprengmittelschicht 2 wurde • parallel angeordnet über den Grund-und Plattierungsblechen 3,4, und zwar über die abstandhaltende Schäumst off schicht. Die 280 mm-Kante der Projektilplatte reichte an joder Seite um 25 mm über die 200 rnm-Kante des Plattierungsblecb.3 hinaus, während eine 150 mm-P Kante über die entsprechende 100 mm-Kante um 50 nan sich erstreckte. Eine der 150 mm-Kanten der Aufschlagplatte 8 wurde vertikal 25 mm über der oberen Fläche der Sprengmittelschicht 2 parallel zu der 150 mm-Kante des Holzrahmens der Projektilplatte 5 angeordnet, an der Seite, wo die Projektilplatte über das Plattierungsblech um 50 mm hinausragte. Die andere 150 mm-Kante der Aufschlagplatte wurde vertikal 10 mm über der oberen Fläche der oprengmittelschicht 2 vorgesehen. Durch diese Anordnung war die Aufschlagplatte um etwa 3° gegen die obere Fläche der Sprengraittelschicht geneigt.

Die Initialzündschicht 7 wurde bei dieser Anordnung an der Kante, die am weitesten entfernt vom Plattierungsblech int, mit

209 8 2 7/0664

1Α-40 655

Hilfe eines Linieiiwellengenerators gezündet. Det ο nations geschwindigkeit d 1800 m/s, Zündgeschwindigkeit der Sprengmittolschicht 2200 m/s. Die 6mm starke Sprengmittelschicht hatte eine Detonationsgeschwindigkeit D von 1800 m/s. Die Detonationswellenfront war um 55° gegen die untere Fläche der Sprengmittelschicht geneigt. Dadurch wurde die Projektilplatto durch den Polyurethanschaumat off abstandhalter 15 mit hoher Geschwindigkeit "bewegt, so daß es zu einer Kollision kommt (Gruiidplattenkollisionsge-Bchwindigkeit V 2200 m/s)« Die Verbindung des Verbundwerkstoffs

war einv/andf rei.

Rückstände aus den Verbrennungs- und Zersetzungsprodukten der Polyurethane konnten auf der Außenfläche de3 Nickel-Kupfer-Nickel-Verbundkörpers festgestellt werden, jedoch ließen sich dieoe leicht entfernen. Es bildete sich eine einwandfreie frische Nickelfi Hohe, da diese nicht der Explosionseinwirkung ausgesetzt war. Untersuchungen ergaben, daß die Bindungen einwandfrei, ohne Risse waren.

Beispiel 5

Eine Anordnung im Sinne der i?ig. 6 wurde aus folgenden Teilen hergestellt.

Grundblech: 20 χ 50 χ 3 mm Tantal

Plattierungsblech: 20 χ 50 χ 3 mm V/olframblech Abstand zwischen '"en beiden Blechen: 0,2 mm Abstandhalter 12: Polystyrolschäumstoffkörper, im Querschnitt

50 χ 80 mm horizontal, rechtwinkeliges Dreieck mit einem Winkel von 10° gegen die vertikale Kante gerichtet, Dichte 0,002 g/cm

Projektilplatte: 2 mm Aluminiumblech gleicher Größe wie dje

geneigte Fläche des Abstandhalters 15

platte -7

Sprengmittelschicht: 3 mm Sprengmitte]/, Dichte 1,72 g/cm ,

D=4000 m/s

209827/066.4

- 32 - 1A-40 655

Die parallelen Bleche 4 und 3 wurden mit dem Plattierungsblech nach oben gelagert. Darauf wurde die horizontale Fläche des Abstandhalters angeordnet, so daß jede Kante der horizontalen Fläche des Abstandhalters sich über die entsprechend parallel liegenden Kanten des Plattierungsblechs 3 um 15 mm erstreckt. Die Projoktilplatte 5 wurde auf die geneigte obere Fläche des Abstandhaitors 15 so aufgelegt, daß ein Winkel von 10° gegen das Plattierungsblech bestand.

Dann wurde die Sprengmittelschicht 2 in der Mitte der untersten Kante mit einer Sprengkapsel Kr. 6 gezündet. Infolge der Detonation schlug die Projektilplatte 5 auf das V/olfraniblech 3 über den Abstandhalter 15 auf und veranlaßte das Wolfrarrfolech, auf das Tantalblech mit einer Snmdblechkollisionsgeschwindigkeit V ■"*

2500 m/s aufzuschlagen.

Der Tantal-Volfram-Verbundwerkstoff zeigt© eine einwandfreie Bindung, mit Ausnahme von zwei Fehlstellen von etwa 3 nun Breite und 5 bis 10 mm Länge an Kanten des WoIframbled)s. Die anderen Bereiche waren einwandfrei und ohne Risse.

Mit üblichen Sxplosionaplattierungsverfahren läßt sich V/oIfram kaum aufschweißen, da es zum Spratzen neigt. Selbst wenn es nach üblichen Verfahren gelingt, ein Wolf ramblech auf ein Grund.--blech aufzubringen, so ist die Qualität der Bindung sehr schle.cht und eine große Anzahl von Rissen vorhanden.

Beispiel 6

Im Sinne der Fig. 7 wurde eine Anordnung aus folgenden Teilen hergestellt.

Grundblech 4: 100 χ 200 χ 15 mm Stahlplatte, Streckgrenze

ο
41 kg/mm

Plattierungsblech 3: 100 χ 200 χ 6 mm Titanblech KS-50 Winkel ß zwischen den beiden Blechen: 2°

0 9-827/0664 _BAD

- 33 - U-40 655

Schutzschicht 6: 1 mm gepreßte schwarze Katitschukplatte

handelsüblicher Güte

Projektilplatte 5: 150 χ 300 χ 3 mm Weichstahlblech Sprengmittelschicht 2: 30 mm Sprengmittelpulverschicht in

einem Kartonrahmen aus 10 Gew.-Teilen Tetranitromethylanilin und 90 Gew.-Teilen Ammoniumperchlorat, Dichte 1,1 g/cm³

WinkelcL. zwischen Projektilplatte und Schutzschicht: 2°

einen Der Winkel ß wurde eingehalten, indem die/100 mm-Kanten der

Bleche zusammengehalten und die anderen100 ram-Kanten mit Hilfe eines L-förmigen Abstandhalters in der gewünschten Neigung fixiert wurden. In ähnlicher V/eise wurde der Winkelc6 eingehalten. Eine der 150 mm-Kanten der Projektilplatte 5 erstreckte sich schräg nach unten über die 100 mm-Kante des Titanblechs, während die beiden 300 mm-Kanten der Projektilplatte über die 200 mm-Kanten des Titanblechs 25 mm auf jeder Seite vorragten.

Die Sprengmittelschicht 2 wurde an der untersten Kante mit einer Zündkapsel Nr. 6 gezündet. D = 2800 m/s, Projektilplattenkoliisionsgeschwindigkeit 2550 m/s, Grundplattenkollisionsgeschwindigkeit. 2330 m/s.

Auf dem erhaltenen Verbundmaterial waren Rückstände aus der Zersetzung der Schutzschicht. Diese ließen sich jedoch leicht entfernen, so daß man am Verbundkörper eine frischo Titanfläche hatte. Untersuchungen mit Hilfe von Ultraachall ergaben eine einwandfreie Bindung zwischen Titan und Stahlblech, ohne Risse oder Ve !windungen. Sohälversuclie und Prüfling auf Zugfestigkeit oder Streckgrenze

ergaben, daß die Schälfestigkeit nicht kleiner als 45 kg/mm und

ο die Streckgrenze nicht kleiner als 32 kg/mm betrugen.

Die gleichen Maßnahmen zur V/inkelanordnung von Plattierungsblech 3 und Projektilplatte 5, wie in Beispiel 6, wurden auch für

209827/0664

216UH

U-40 655

folgende Beispiele herangezogen.

Beispiel 7

Eine Anordnung nach Fig. 7 wurde aus folgenden Teilen ge-"bildet.

Grundblech 4: 100 χ 200 χ 9 mm Stahlplatte, Streckgrenze

41 kg/mm
Plattierungsblech 3: 100 χ 200 χ 2 mm korrosionsbeständiges

Stahlblech 3US-27

Winkel ß zwischen den beiden Blechen: 5
_ ' Schutzschicht 6: 2 mm Agar-Agar
™ Projektilplatte 5: T20 χ 250 χ 2 mm Aluminiumblech

Sprengmittelschicht 2: 120 χ 250 χ 3 mm Platte aus 75 Gew.-

Teilen TrinitrotriEaethylentriamin und 25 Gew.-Teilen Kunstharzpaste,
D = 7000 m/s
WinkeloC : 12°

Die Projektilplatte 5 war gelagert auf Holzblb'cken auf G-rund, auf dem auch das Grundblech 4 und darauf in einem Winkel von 5
das Plattierungsblech angeordnet war, so daß der untere Teil der Pro,j9ktilplatte so auf den Holzpflöcken abgestützt war, daß ihre ^ untere Fläche mit der 100 mm-Kante der Schutzschicht in Berührung stand, während "sie sich noch weitere 30 mm abv/ärts erstreckte
(Fig. 7)· Die Sprongmittelschicht wurdo an der untersten Kante mit einem Linienwellengenerator gezündet. Die Projektilplafcte schlug mit hoher Geschwindigkeit über die Schutzschicht auf dem 31ech"3au.f, und zwar mit einer Bewegungsgeschwindigkoit von 3500 m/s, so da'3 dem Plattierungsblooh der Aufschlag auf das Stahlbleich bei einer Gnmdbloohkoll:Unon3geschvri.ndigkeit V von 2160 m/s möglich war.

Die Außenfläche des Verbundmaterials auo Stahl mit
korrosionsbeständigem Stahl war glatt wie frischer korrosionsbeständiger Stahl vor der Plattierung. Ultraschallversuohc ergaben einwandfreie Bindung, Biegeversuche zeigten, daß sich das

209827/0664

1A-40 655

ar

Ve rundmaterial -um einen Dorn gleicher Dicke ohne Fehler bieg&n läßt. An "beiden Seiten des Verbundmaterials konnte weder ein Abschälen noch Risse festgestellt werden.

Beispiel 8

Die Maßnahmen des Beispiels 7 wurden wiederholt mit folgenden Abänderungen.

1. Die Agar-Schicht 6 wurde ersetzt durch eine abziehbare Kunst st offschicht.

2. Die Schräglagerung der Projektilplatte 5 erfolgte nicht mit L-förmigen Abstandhalten!, sondern mit Polystyrolschäumstoffkörpern mit keilförmigem Querschnitt, Spitzenwinkel 12°, Dichte 0,04 g/cai . Die G-röße der geneigten Fläche des Schäumst off körpers war im wesentlichen gleich der Größe der Projektilplatte 5·

Die Sprengmittelschicht wurde an der untersten Kante mit einem Linienwellengenerator gezündet. Der Aufschlag de3 Plattierungsblechs auf dem Grundblech erfolgte mit einer Grundblechkollisionsgenchwindigkeit V von 2500 m/s. Die Verbindung zwischen den beiden Blechen war über die ganze Fläche einwandfrei, ohne Risse oder Verziehungen.

Beispiel 9

Eine Anordnung nach Fig. 8 wurde aus folgenden Teilen vorgenommen.

Grundblech 4: 100 χ 200 χ 9 mm Stahlblech, Streckgrenze

41 kg/mm

Plattierungsblech: 100 χ 200 χ 2 mm Titanblech Abstand zwischen den Blechen: 1 mm
Projektilplatte: 130 χ 270 χ 1 mm Weichstahlblech Sprengmittelschicht: 20 mm Schicht aus 2 Gew.-Teilen Tetra-

nitromethylanilin und 98 Gew.-Teilen

Ammoniumperchlorat Schutzschicht: 100 χ 200 χ 1 mm gepreßte schwarze Kautschuk-

209827/0664

216HU

1A-40 655

platte mit einem Kunststoffkleber, auf dem Platt ierungsblech. fixiert

Aufschlagplatte: 170 χ 300 χ 0,8 mm Weichstahlblech Initialzündochioht 7: 1 mia Pulverschicht aus 10 Gew.-Teilen

Tetranitroniethylanilin und 90 Gew.-I-eilen Ammoniumperchlorat Abstand zwischen Aufschlagplatte und Sprengmittelschicht:

Grundplatte, Plattierungsblech und Projektilplatte wurden im Sinne des Beispiels 1 angeordnet. Die Aufschlagplatte 8 wurde parallel zu der Projektilplatte vorgesehen, während alle Kanten der beiden Platten 5 und 8 ausgerichtet waren. Eine der 170 mm-Kanten der Aufschlagplatte 8 reichte über die entsprechende Kante der Projektilplatte 5 um 30 mm hinaus.

Die Initialzündschicht 7 wurde in der Mitte der am weitestem vom Plattierungeblech entfernten Kante mit einer Zündkapsel Nr. gezündet, d = 2500 m/s, Zündgeschwindigkeit der Sprengmittelschicht 2500 m/s, Detonationawellenfront 23,6 zur unteren Fläche der Sprengmittelschicht, Pro jektilplattenkollisionsgeschviniigkeit V, 2120 m/3, Aufschlagen des Titanblechs auf dem Stahlblech mit einer Grandblechkollisiorisgeschwindigkeit V 1820 ei/s. Das Verbundmaterial zeigte einwandfreie Bindung. Die Prüfungen nach Beispiel 1 zeigten auch für dieses Verbundmaterial hervorragende Eigenschaften.

Beispiel 10

Bs wurde eine Anordnung nach Fig. 12 in Abwandlung der Vorgangsweise nach Fig. 2 aus folgenden Teilen hergestellt. Grundblech: 100 χ 150 χ 15 mm Stahlplatte SPG 15 Plattierungsblech: 100 χ 150 χ 6,4 mm Hastelloy G Winkel ß zwischen den beiden Blechen: 15° Schutzschicht: 100 χ 150 χ 2 mm. Polyvinylacetat schicht Projektilplatte:120 χ 170 χ 3 mm WeichatahTblech

209827/0664

BAD ORIGINAL

216UU

1A-40 655

Sprengmittelschicht: 120 χ 170 χ 8 mm Schicht aus 75 Gew.-

Teilen Trinitrotrimethylentriamin und 25 Gew.-Teilen Kunstharzpaste

Winkel'.*, zwischen Projektilplatte und Schutzschicht: 15° Aufschlagplatte 150 χ 200 χ 2 mm Aluminiumplatte Initialzündschicht: 150 χ 200 χ 3 mm Schicht aus 75 Gew.-

Teilen Trinitrotrimethylentriamin und 25 Gew.-Teilen Kunstharzpaste WinkelY zwischen Aufschlagplatte und Sprengmittelschicht:10

Das Grundblech 4 wurde auf Grund gelagert und eine der beiden 100 mm-Kant.en des Plattierungsblechs 3 mit einer 100 mm-Kante des Blechs 4 in Berührung gebracht und das Plattierungsblech so angestellt, daß der angegebene Winkel ß gewährleistet ist. Jede Kante der Projektil platte 5 reichte über die entsprechenden Kanten des Plattierungöblechs 3 um 10 mm hinaus, während der minimale vertikale Abstand zwischen der unteren Fläche der Projektilplatte und der Schutzschicht 10 mm betrug. Der Winkel V zwischen der unteren Fläche der Aufschlagplatte 8 und der oberen Fläche der Sprongmittelöchicht ist begrenzt durch die oberste Kante der Sprengmittelsohicht 2, d.h. an der entgegengesetzten Kante zu der, wo dor Winkel $. 15° beträgt, war begrenzt zwischen der unteren Fläche der Projektilplatte und der Schutzschicht.

Die Initialziindschicht 7 wurde mit einem Linienwellengenerator an der Kante entgegengesetzt zu der Kante, wo der Winkel Y von 10° vorliegt, gezündet, d = 7000 m/s, Zündgeschwindigkoit der Sprcnginitt el schicht 24 300 m/s, Neigung der Detonaüionswellenfront z\\ der oberen Fläche der Projektilyjlatte 16,7°, Aufschlag der Projektilplatte über die Schutzschicht auf dem Plattierungsblech mit einer Geschwindigkeit Y, 1870 m/s, wodurch dem Plattierungsblech eine solche Geschwindigkeit verliehen wurde, daf3 es mit einer Grundplattenkollisionygeachvjindigkoit V von 1290 m/s auf diet.oo

aufschlug. Plan erhielt eine einwandfreie Bindung.

209827/0664 BAD

216HU

- 3& - 1Λ-40 655

Die UItrasohall-Prüfmethode ergab, daß die Verbindung zufriedenstellend war, mit Ausnahme eines schwach gebundenen Teils von 2 bis 3 mm Breite und einer Länge entsprechend etwa der Hälfte der Gesamtlänge des Verbundwerkstoffs. Dieser schwach gebundene Bereich stammte aus der unmittelbaren Nähe des Linienwellengenerators.

Wie oben bereits erwähnt, stand die 100 mm-Kante des Plattierungsblechs mit der 100 mm-Kante des Stahlblechs in * Beispiel 10 miteinander in Berührung. In Abwandlung dieses Versuchs wurden die 100 mm-Kanten der beiden Bleche voneinander um 0,5 mm getrennt. In diesem Fall trat keine schwach gebundene Zone auf.

Die Oberflächen der zu verbindenden Bleche nach obigen Beispielen waren poliert, und zwar mechanisch oder chemisch, um irgendwelche Oxydschichten zu entfernen. Wurden korrosionsbeständige Metallwerkstoffe deren Oxydhaut vernach.läsoig"b_ar i₃t angewandt, so wurden die Oberflächen nur mit einem Lösungsmittel zur Entfernung von Fremdstoffon gereinigt.

l'at ontans urüche

209827/0664

01XXI

Claims (1)

1. Patentansprüche

   1.) - Verfahren zum Explosionsplattieren für die Herstellung von Verbundkörpern, dadurch gekennzeichnet, daß ein Grundblech (k) und Plattierungsblech (3) in einem Abstand entsprechend der 0,05 bis 25fachen Stärke des einen der beiden Bleche angeordnet werden, auf das Plattierungsblech eine Schutzschicht (6) aufgebracht und eine Projektilplatte (5) von der Schutzschicht in einem Abstand der 0,05 bis 25-fachen Stärke der Projektilplatte angeordnet wird, wobei die Projektilp-latte zumindest so breit wie das Plattierungsblech sein soll, man auf der Projektilplatte eine Sprengmittelschicht (2) anordnet und diese zündet, wodurch die Projektilplatte durch ihren Aufschlag auf das Plattierungsblech dieses so beschleunigt, daß es mit ausreichender Energie auf das Grundblech aufschlägt, und die Sprengmittelschicht derart bemessen ist im Hinblick auf den Abstand zwischen Projektilplatte und Schutzschicht, daß die Projektilplatte auf die Schutzschicht mit einer Geschwindigkeit von mehr als 800 m/s, jedoch weniger als der höchsten Schallgeschwindigkeit innerhalb des Metallsystems aufschlägt. ' ^

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man über der Sprengmittelschicht (2) in einem Abstand der 0,05 bis 25-fachen Stärke eine Aufschlagplatte (B) vorsieht, auf we]eher sich eine Initialzündschicht (7) befindet», ,und man letztere zündet, wodurch infolge des Aufschlags der Aufschlagplatte auf der Sprengrnittelschicht diese gezündet wird und deren Detonationswellenfront in einem Winkel von nicht Kehr als 6o° zu der- Detonationsrichtung, bezogen auf die iJbono der Pro JoXtX-IpI:;.tte, fortschreitete

   — 2 -

   209827/0664

   21614U

   lA-'+O 655

   3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e π η zeichnet-, daß man eine Schutzschicht (6) anwendet, die den Abstand zwischen Projektilplatte und Plattierungsblech erfüllt, insbesondere aus einem geschäumten hochmolekularen Material mit einer Dichte zwischen etwa 0,01 bis 0,4- g/crrr besteht.

   k. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch g e k e η η zeichnet, daß man im Abstand zwischen der Spreng-

   e j n mittelschicht und der Aufschlagplatte geschäumtes hochmolelru« lares Material mit einer Dichte zwischen etwa 0,01 und 0,4 g/cm"' vorsieht.

   5· Verfahren nach Anspruch 1 bis 4·, dadurch g e k e η η zeichnet, daß man das Plattierungsblech in einem Winkel zwischen 0,5 und 20° zu dem Grundblech anordnet.

   6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5i dadurch gekennzeichnet, daß man die Projektilplatte in einem Winkel von 0,5 bis 20 zur Schutzschicht anordnet»

   7. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die. Detonationswellenfront mit einer Neigung von - 6o° zur Sprengmittelschicht fortbewegt.

   8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet , daß man als Grundblech v/eichstahl verwendet,

   9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man als Plattierungsblech Titan, korrosionsbeständigen Stahl, Hastelloy, Messing, Bronze, Kupfer, Zirkonium, Titan, Tantal, Silber, Gold, Platin, Wolfram, Niob, Chrom, Aluminium, Molybdän, I.'.agnesium, Vanadium, Zink, Zinn oder deren Legierungen verwendet.

   BAD 209827/0664

   Le e rs e ι te