DE219585C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

-JVl 219585-KLASSE 21 h. GRUPPE

OTTO SCHALLER in STEGLITZ-BERLIN.

auf elektrischem Wege.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 3. Juni 1908 ab.

Es ist bekannt, Metallkörper in der Weise zu schweißen oder zu formen, daß ein elektrischer Strom von entsprechender Stärke durch die zu schweißenden oder zu formenden Körper gesandt wird, während gleichzeitig auf diese Körper ein Druck ausgeübt wird. Ein Nachteil dieses Verfahrens besteht, abgesehen von den bei größeren Stücken erforderlichen außerordentlich hohen und daher schwierig zuzuführenden Stromstärken, darin, daß das ganze zwischen den Elektroden liegende Metallstück der vollen Wirkung des Stromes ausgesetzt ist, so daß sich das Verfahren nur für Körper ganz bestimmter Form, wie etwa Stäbe oder Röhren, von durchgehend gleichem Querschnitt eignet. Bei vorliegendem Verfahren wird dieser Nachteil dadurch vermieden, daß zur Erhitzung des Werkstückes das Verfahren von Lagrange und Hoho benutzt wird, indem man die zu schweißenden oder zu formenden Metalle und Legierungen als negative Elektroden in eine mit dem positiven Pol einer Elektrizitätsquelle verbundene stromleitende Flüssigkeit bringt und diese Flüssigkeit unter Druck, der regelbar sein kann, stellt. Die dabei auftretenden Stromstärken sind dabei verhältnismäßig niedrig. Die Stromzuleitung bietet keinerlei Schwierigkeit.
Zunächst wird durch dieses Verfahren erreicht, daß das glühend gewordene Metallstück allseitig zusammengepreßt wird, wodurch es eine größere Dichte erhält. Man kann aber diesen Druck auch dazu benutzen, um zwei Metallstücke zusammenzuschweißen, indem man sie mit dicht aufeinandergepreßten Flächen in das Bad bringt.

Soll dabei ein Glühen der ganzen Metallmasse verhindert werden, so kann dies in der Weise geschehen, daß man diejenigen Teile, welche nicht glühen sollen, elektrisch gegen die Flüssigkeit isoliert, etwa durch einen Überzug von Gummi oder durch einen isolierenden Anstrich.

Ist ein vorhergehendes Aneinanderpressen der zu vereinigenden Flächen etwa ihrer Form wegen nicht angängig oder nur schwierig ausführbar, so hat man nur für einen zwischen den zu vereinigenden Flächen liegenden flüssigkeitsdichten Hohlraum zu sorgen. Der Druck der Flüssigkeit preßt die glühenden Metalle gegeneinander und verschweißt sie, wobei die aus dem Hohlraum gedrückte Luft im allgemeinen das Eindringen von Flüssigkeit verhindern wird.

Man kann aber auch den Hohlraum luftdicht machen und evakuieren, am besten, ehe man die Metallstücke in die Flüssigkeit bringt. In diesem Falle kann die unter Atmosphärendruck stehende Flüssigkeit bereits den zum Schweißen oder Formen erforderlichen Überdruck besitzen, so daß eine weitere Drucksteigerung für die Flüssigkeit entbehrlich wird.

Die Art, wie dieser Hohlraum geschaffen werden kann, ist sehr mannigfaltig und wird wesentlich durch die Form der zu schweißenden Stücke bedingt sein. Handelt es sich z. B. um die Vereinigung zweier Bleche aus gleichem oder verschiedenem Metall, so kann man diese etwa, wie die Fig. 1 und 2 zeigen, an ihren äußeren Rändern mechanisch durch Verlöten oder Verkitten unter Freilassung einer Öffnung zum Entweichen oder Auspumpen der Luft

vereinigen. Die Bleche werden dann durch den Flüssigkeitsüberdruck an allen denjenigen Stellen zusammengeschweißt werden, die man nicht etwa absichtlich durch Isolation gegen eine Erhitzung und damit gegen ein Verschweißen geschützt hat. Man kann daher das Verschweißen auf die Mitte, auf einzelne Punkte, auf einen Ring, auf den Rand oder sonstwie beschränken, und kann, wenn der Rand nicht

ίο verschweißen soll, das den Rand abdichtende Mittel etwa in Form eines Gummiüberzuges gleichzeitig als elektrische Isolation zwischen Metall und Flüssigkeit benutzen. Es ist klar, daß man auf diese Weise Verschweißungen erzielen kann, wie sie kein bisher bekannt gewordenes Verfahren gestattet.

Handelt es sich nicht um die Vereinigung zweier Metallkörper, sondern um die Formgebung für ein Metallstück, so ist ganz ähnlich zu verfahren, wobei jedoch das eine Metallstück durch die Form zu ersetzen ist, in welche das zu formende Stück durch den Flüssigkeitsdruck hineingepreßt werden soll, wobei die Form, falls sie aus Metall besteht, gegen die Flüssigkeit zu isolieren sein wird.

Das Verfahren erinnert dann an das H u b e r sehe Verfahren, jedoch mit dem Unterschied, daß gleichzeitig eine Erhitzung des zu formenden Metalles auf beliebig hohe Temperaturen stattfindet, so daß nicht nur die Formgebung wesentlich erleichtert ist, sondern auch Metalle oder Legierungen dem Formungsprozeß unterworfen werden können, die in kaltem Zustand nicht die erforderliche Biegsamkeit und Dehnbarkeit besitzen würden. Auf diese Weise lassen sich auch diejenigen Metalle formen, für welche auf anderem Wege die erforderlichen Temperaturen nicht erzielt werden können, oder welche bei diesen Temperatüren oxydieren oder andere chemische Verbindungen mit den Bestandteilen der Luft eingehen. Es eröffnen sich damit völlig neue Bahnen für die technische Verwertung spröder oder schwer schmelzbarer, oder sonst nur schwierig zu bearbeitender Metalle.

Auch bei der Formgebung ist es möglich, die Erhitzung durch geeignete Isolierung auf beliebige Teile des Preßstückes zu beschränken, so daß z. B. je nach Belieben von ein und derselben Form nur bestimmte Teile durch das geformte Metall wiedergegeben werden können, was bei Abbildung der Form in Mehrfarbendruck von Wert sein kann.

Den Druck in der Flüssigkeit selbst kann man in beliebiger bekannter Weise erzeugen. . Man kann ihn aber auch durch die sich unter der elektrolytischen Wirkung des Stromes aus der Flüssigkeit sich entwickelnden Gase erzeugen oder vermehren lassen, so daß man je nach der beabsichtigten Dauer der Einwirkung mit verhältnismäßig niedrigen Drucken beginnen oder mit verhältnismäßig einfachen Druckvorrichtungen auskommen kann. Die unter der Wärmewirkung verdunstenden Teile der Flüssigkeit sind an dieser Drucksteigerung natürlich nicht beteiligt, wohl aber wird die Wärmeentwicklung selbst drucksteigernd auf die über der Flüssigkeit befindlichen Gase wirken.

Da das Gefäß selbst zur Stromleitung benutzt werden kann, so genügt im allgemeinen eine einzige Stopfbüchse für die Stromzuleitung zu dem zu erhitzenden Metall, das in diesem Falle natürlich das Gefäß selbst nicht unmittelbar berühren darf. An dem Gefäß oder seinem Deckel bringt man zweckmäßig Schaulöcher an.

Will man während des Prozesses gewisse chemische Wirkungen auf das Metall-ausüben, so kann dies durch geeignete Wahl oder Zusammensetzung der Flüssigkeit geschehen. Bei Benutzung von leitfähig gemachtem Wasser ist die reduzierende Wirkung des frei werdenden Wasserstoffes auf das Metall bekannt. Man führt das Verfahren zweckmäßig so aus, daß man das oder die entsprechend vorbereiteten Metallstücke bzw. Formen in das noch leere Gefäß einbringt, das Gefäß bis auf einen Luftabzug verschließt, alsdann die Flüssigkeit einlaufen läßt oder eindrückt, worauf auch der Luftabzugshahn verschlossen wird. Hierauf wird die Flüssigkeit durch die sich' entwickelnden Gase oder durch besondere Druckvorrichtungen unter Druck gestellt, wobei der Druck mittels des Abzughahnes oder sonstwie nach einem Manometer geregelt werden kann. Vor der Berührung zwischen der Flüssigkeit und dem Metall werden beide zweckmäßig mit den entsprechenden Polen der Stromquelle verbunden, so daß bei der Berührung zwischen beiden bereits der erforderliche Spannungsunterschied besteht, doch kann auch das Einschalten der Stromzuführung erst erfolgen, wenn die Teile bereits ganz in die Flüssigkeit eingebettet sind, und zwar unter normalem Luftdruck oder auch unter verringertem Druck, je nach den Arbeitsstücken und den Zwecken, die man damit erreichen will. Es ist zweckmäßig, dafür zu sorgen, daß die Spannungsdifferenz je nach den Verhältnissen, insbesondere auch je nach dem Druck, unter welchem die Flüssigkeit steht, geregelt bzw. erhöht wird, wobei die Spannungsregelung in selbsttätige Abhängigkeit von diesem Druck gebracht werden kann. Auch die Anwendung eines selbsttätigen Druckreglers mit oder ohne Verbindung mit einem Spannungsregler ist natürlich nicht ausgeschlossen.

Überhaupt läßt die Ausführung des Verfahrens große Mannigfaltigkeiten zu, und hiervon wird auch die Bauart der zu benutzenden Einrichtungen abhängen. So würde für das Gefäß eine einzige öffnung, etwa im Boden

oder in dessen Nahe genügen, um die Flüssigkeit in das Gefäß zu drücken. Der Inhalt würde dann bei Berührung zwischen Metall und Flüssigkeit bereits unter dem Druck der eingeschlossenen Luft stehen/ein Druck, der durch die sich entwickelnden Gase ständig erhöht wird. Daneben kann aber, wie erwähnt, noch ein Luftabzugsrohr vorhanden sein, das auch zur Druckregelung oder zur Kompression der

ίο eingeschlossenen Luft dienen kann. Für diese Kompression kann aber auch eine dritte Öffnung angebracht werden. Manometer, Sicherheitsventil, Thermometer können selbstverständlich hinzugefügt werden. Alle diese Be-Sonderheiten werden von den gegebenen Verhältnissen und den beabsichtigten Wirkungen abhängen.

Claims (4)

1. Patent-Ansprüche: ■

   i. Verfahren zum Schweißen oder Formen von Metallen und Metallegierungen auf elektrischem Wege, bei welchem die mit einem Pol einer Stromquelle verbundenen Metallgegenstände in eine Flüssigkeit tauchen, welche den anderen Pol der Stromquelle bildet, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit dabei unter erhöhten, gegebenenfalls regelbaren Druck gestellt wird.
2. 2. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck teilweise oder ganz durch die · sich bildenden, am Entweichen gehinderten Gase erzeugt wird.
3. 3. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Druck eine Evakuierung des Raumes zwischen den zu vereinigenden Metallflächen oder zwischen dem zu formenden Metall und der Form vorausgeht.
4. 4. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtung des zu evakuierenden Hohlraumes gleichzeitig als Isolation der Dichtungsränder gegen Erhitzung benutzt wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.