DE2343885A1 - Construction element of two connected tubes of different matls. - by welding, cutting, deforming and finishing tubular workpieces - Google Patents

Construction element of two connected tubes of different matls. - by welding, cutting, deforming and finishing tubular workpieces

Info

Publication number
DE2343885A1
DE2343885A1 DE19732343885 DE2343885A DE2343885A1 DE 2343885 A1 DE2343885 A1 DE 2343885A1 DE 19732343885 DE19732343885 DE 19732343885 DE 2343885 A DE2343885 A DE 2343885A DE 2343885 A1 DE2343885 A1 DE 2343885A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
rings
die
construction element
tube
welding
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19732343885
Other languages
German (de)
Other versions
DE2343885B2 (en
Inventor
Juergen Dipl Ing Biesinger
Rolf Dr Pruemmer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Original Assignee
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV filed Critical Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority to DE19732343885 priority Critical patent/DE2343885B2/en
Publication of DE2343885A1 publication Critical patent/DE2343885A1/en
Publication of DE2343885B2 publication Critical patent/DE2343885B2/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/06Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating by means of high energy impulses, e.g. magnetic energy
    • B23K20/08Explosive welding
    • B23K20/085Explosive welding for tubes, e.g. plugging

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
  • Arc Welding In General (AREA)

Abstract

A construction element is made by explosively welding together two tubes of different metals, (the thickness of the metal tubes being related to their elastic moduli) and then dividing the pipes into composite rings which are deformed to obtain parallelogram cross-section are finished by a swarf removing operation. Construction elements for aircraft and spacecraft made e.g. of titanium alloy and steel.

Description

Fraunhofer-Gesellsohaft 2343885Fraunhofer Society 2343885

zur Förderung der angewandtento promote applied

Forsohung e.V., Sitz München,Forsohung e.V., based in Munich,

8 Münohen 19, Leonrodstr. 54 72/73228 Münohen 19, Leonrodstr. 54 72/7322

Konstruktionselement zur Verbindung zweier Rohre aus unterschiedlichen Werkstoffen Ξ**Α Verfahrenzu seiner Herstellung Construction element for connecting two pipes of different materials Ξ ** Α Verfa hrenz u se i n it creation H

Die Erfindung "betrifft ein Konstruktionselement zur Verbindung zweier Rohre aus unterschiedlichen Werkstoffen und ein Verfahren zu seiner wirtschaftlichen Herstellung.The invention "relates to a structural element for connection two pipes made of different materials and a method for its economical production.

In der luft- und Raumfahrt "besteht die Notwendigkeit, Konstruktionen bei geringem Gewicht zu erstellen. Deshalb kommen hochfeste Werkstoffe zum Einsatz. Ihre Verbindung bereitet oft Schwierigkeiten. Schmelzschweißverfahren sind oft überhaupt nicht möglich bzw. mindern oft die Festigkeit des Grundwerkstoffes in der wärmebeeinflußten Zone herab. Sohraub- und Nietverbindungen weisen eine hohe Kerbwirkung auf und vermindern somit die Dauerfestigkeit erheblioh.In the aerospace industry "there is a need to Create constructions with low weight. That is why high-strength materials are used. your connection often causes difficulties. Fusion welding process are often not possible at all or often reduce the strength of the base material in the heat-affected Zone down. Robust and riveted connections have a high notch effect and thus reduce fatigue strength erheblioh.

In vielen Fällen müssen die Verbindungen aua verschiedenen Metallen hergestellt werden, wie z.B. litan und Stahl. Hierbei entstehen bei den Schmelzsohweißverfahren in der Schweißnaht spröde intermetallische Phasen, so daß diese als Fügetechnik vollkommen aussoheiden, sofern nicht durch geeignete Zwisohenschichten Abhilfe geschaffen werden kaia η.In many cases the connections must be made from different metals such as litan and Stole. In the fusion welding process, brittle intermetallics are created in the weld seam Phases, so that these are completely different as a joining technique, unless remedial action is taken through suitable intermediate layers kaia η.

Im einzelnen bestehen meistens folgende Anforderungen an Verbindungen, denen die bekannten Verfahren mindestens ζ.ΐ. nioht gerecht werden:In particular, there are usually the following requirements for connections, which the known methods at least ζ.ΐ. do not do justice:

-2--2-

509812/0469509812/0469

1. Die Verbindung muß einen stetigen Übergang in der Steifigkeit aufweisen.1. The connection must have a steady transition in stiffness.

2. Bei kleinen Wanddioken und großen Bauteilabmesaungen wird höohate Festigkeit verlangt.2. With small wall diagrams and large component dimensions high strength is required.

3. Die Kerbwirkung soll gering und damit die Dauerf β stigkeit groß sein.3. The notch effect should be low and thus the permanent f be great.

4. Die Außen-, in vielen Fällen auoh die Innenkontur, soll glatt sein.4. The outer, in many cases also the inner contour, should be smooth.

5. Die Verbindung soll wirtschaftlich herstellbar sein.5. The connection should be economically feasible.

Im folgenden wird ein Konstruktionselement und eine Methode zur rationellen Herstellung geschildert, das die aufgezeigten Mängel beseitigt und die genannten Forderungen erfüllt. Das Konstruktionselement kann z.Bo,duroh Elektronenstrahlschweißen zwisohen zwei !eilen geschweißt werden. Es dient zum Verbinden zylindrischer oder auoh elliptisoher Konstruktionen.In the following, a construction element and a method for efficient production is described that the identified deficiencies are eliminated and the stated requirements are met. The construction element can E.g. through electron beam welding between two ! rush to be welded. It is used to connect cylindrical or elliptical constructions.

Erfindungsgemäß ist das Konstruktionselement so ausgebildet, daß die Metalle I und II im Übergangsteil III in geschäfteter Ausführung explosivversohweißt sind und daß sich die Dioken d-j- und djj der Metalle I und II vorzugsweise wie deren Elastizitäts-Moduli Ej zu Ejj verhalten.According to the invention, the construction element is designed so that the metals I and II are explosivversohweißt in the transition part III in a stocked version and that the dioks d-j- and djj of metals I and II preferably behave like their moduli of elasticity Ej to Ejj.

Ausgangspunkt des Verfahrens ist das Explosivschweißen, welohes in seinen Grundlagen bekannt ist. So ist die Anwendung des Explosivschweißen zum Plattieren großflächiger Stahlplatten mit korrosionsfesten Metallen für den chemischen Apparatebau bekannt. Für denselben Zweck können auoh Rohre mit korrosionsfesten Metallen an der Außen- und/oder Innenfläche mit z.B.The starting point of the process is explosive welding, which is known in its basics. That's how it is Use of explosive welding to clad large steel plates with corrosion-resistant metals known for chemical apparatus engineering. For the same purpose, pipes with corrosion-resistant metals can also be used on the outer and / or inner surface with e.g.

-3--3-

509812/0469509812/0469

einem !Ditanüberzug versehen werden. Auch sind Verfahren ■bekannt, um Rohre (evtl. für Pipelines) duroh Explosivschweißen miteinander zu verbinden.be provided with a! Ditan coating. Also are procedures ■ known to perform explosive welding of pipes (possibly for pipelines) to connect with each other.

Für den Fall von tragenden Konstruktionen wird im folgenden ein Verfahren zur Herstellung eines Verbindungselementes z.B. zwischen den beiden Metallen Stahl (hochfest) und der Titanlegierung !DiAlV 64 (ebenfalls hochfest) beschrieben, welohes gestattet, mehrere Teile in einem Arbeitsgang herzustellen.In the case of load-bearing structures, the following is a method for producing a connecting element E.g. between the two metals steel (high strength) and the titanium alloy! DiAlV 64 (also high strength), which allows several parts to be produced in one operation.

Zunäohst das Konstruktionselement selbst:First of all the construction element itself:

Fig. 1 gibt dessen Querschnitt wieder. Um die eingangs geschilderten Anforderungen erfüllen zu können, erfolgt die Sohweißung in gesohäfteter Ausführung. Die Forderung eines stetigen Übergangs der Steifigkeit von einem Metall zum anderen wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß sich die Dicken dj und d^j der im Übergangsteil III in geschäfteter Ausführung explosivversohweißten verschiedenen Metalle I und II wie deren Elastizitäts-Moduli E1 und E11 verhalten.
Die Herstellung kann auf verschiedene Weise erfolgen.
Fig. 1 shows its cross section again. In order to be able to meet the requirements outlined at the beginning, the welding is carried out in a jointed design. The requirement of a constant transition of the stiffness from one metal to another is achieved according to the invention by the fact that the thicknesses dj and d ^ j of the different metals I and II, explosively welded in the transitional part III, behave like their moduli of elasticity E 1 and E 11 .
The manufacture can be done in different ways.

Ausgangspunkt für die Herstellung eines solchen Elements ist ein innen oder außen plattiertes Rohr, wie es duroh Explosivplattieren herstellbar und kommerziell erhältlioh ist. Von dem Rohr werden Ringe abgestoohen. Die Ringe werden zu Kegelringen verformt. Das Umformen kann vorzugsweise duroh Explosivverformen oder auoh mit Hilfe einer Presse erfolgen. Aus dem Kegelring wird das Konstruktionselement durch spanabhebende Bearbeitung herausgedreht. The starting point for the production of such an element is an inside or outside clad tube like Duroh Explosive plating is manufacturable and commercially available. Rings are peeled off the tube. The Rings are deformed into conical rings. The shaping can preferably be done by explosive deformation or with the help of a press. The construction element is turned out of the conical ring by machining.

Die Fig. 2 gibt sohematisch die einzelnen Sohritte a) bis d) wieder, a) zeigt ein plattiertes Rohr, das in b) in Ringe geteilt ist, aus denen naoh o) Kegelringe geformt sind, aus denen wiederum naoh d) Konstruktions-Fig. 2 shows thematically the individual steps a) through d) again, a) shows a clad tube that is in b) is divided into rings, from which naoh o) conical rings are formed, from which in turn naoh d) construction

509812/0469509812/0469

elemente gedreht werden, wie sie in Pig. 1 in vergrößertem Maßstab dargestellt sind.elements are rotated as they are in Pig. 1 are shown on an enlarged scale.

Nach einer abgewandelten Methode ist Ausgangspunkt wieder ein plattiertes Rohr, wie in Pig. 3, a) dargestellt. Das Rohr wird explosiv umgeformt zu einem Rohr mit in axialer Riohtung auftretenden linearen Durchmessersohwankungen (Zick-Zaok, siehe Pig. 3, b). Dann erfolgt das Absteohen von Kegelringen Pig. 3, ο).According to a modified method, the starting point is again a clad pipe, as in Pig. 3, a). The tube is explosively formed into a tube with axial fluctuations in diameter (Zick-Zaok, see Pig. 3, b). Then the pig taper rings are removed. 3, ο).

Im Gegensatz zu den geschilderten Verfahren kann eine Vereinfachung derart vorgenommen werden, daß die Umformung und das Absteohen in einem Schritt vorgenommen wird. Hierzu dient eine Matrize mit sägezahnähnlioher Porm (Pig. 4). Es ist noch zu bemerken, daß anstelle von Wasser als Übertragungsmedium und einer im Zentrum angeordneten stabförmigen Sprengladung (Pig. 4) auoh mit einer direkt auf die Innenseite des Rohres in geeigneter Schichtdicke aufgetragenen Sprengladung gearbeitet werden kann.In contrast to the procedures outlined, a Simplification can be made in such a way that the reshaping and demounting are carried out in one step will. A die with a sawtooth tooth is used for this purpose Porm (Pig. 4). It should also be noted that instead of water as the transmission medium and one in the center arranged rod-shaped explosive charge (Pig. 4) auoh with a directly on the inside of the tube in a suitable Layer thickness applied explosive charge can be worked.

Zum Entnehmen der Kegelringe muß die Porm entweder einmal axial oder mehrmals in der Querebene geteilt sein.To remove the conical rings, the Porm must either be divided axially once or several times in the transverse plane.

Eine weitere Vereinfachung des Verfahrens besteht darin, daß alle Vorgänge, nämlich die des Plattierens, des Umformens und des Irennens in einem Vorgang zusammengefaßt werden. Hierzu dient die in Pig. 5 gezeigte Anordnung. Der Sprengstoff ist direkt auf die Innenseite des in einem Abstand zum äußeren Rohr angebrachten inneren Rohres angebracht. Zur Entnahme der Kegelringe muß auch hier die Porm (Matrize) entweder in Längsrichtung einmal oder in Querebenen senkrecht dazu mehrmals geteilt sein. Zur Vermeidung einer Versohweißung der Kegelringe mit der Porm ist letztere mit einer dünnen keramisohen Masse zu beschichten.A further simplification of the process consists in the fact that all processes, namely those of plating, of forming and the Irennens combined in one process will. This is done in Pig. 5 arrangement shown. The explosives are directly on the inside of the in a distance to the outer tube attached inner tube attached. To remove the tapered rings must also here the porm (die) can be divided either once in the longitudinal direction or several times in transverse planes perpendicular to it. To avoid welding the conical rings with the Porm, the latter is covered with a thin ceramic compound to coat.

Eine weitere Methode enthält lediglioh das Plattieren und die Umformung. Pur dieses Vorgehen ergibt sioh die in Pig. 6 wiedergegebene Anordnung.Another method only includes plating and the reshaping. Purely this procedure results in the one in Pig. 6 reproduced arrangement.

509812/0469509812/0469

Claims (6)

Fraunhofer Gesellschaft ** zur Förderung·der angewandten Forschung e.V., Sitz München, Münohen 18, Leonrodstr. 54 72/7322 PatentansprücheFraunhofer Society ** for the Promotion of Applied Research e.V., Munich headquarters, Münohen 18, Leonrodstr. 54 72/7322 claims 1. Konstruktionselement zur Verbindung zweier Rohre aus unterschiedlichen Werkstoffen,1. Construction element for connecting two pipes made of different materials, dadurch gekennzeichnet,characterized, daß die Metalle I und II im Übergangsteil III in gesohäfteter Ausführung explosivversohweißt sind und daß sioh die Dicken dj und d-j-j der Metalle I und II vorzugsweise wie deren Elastizitäts-Moduli E1 zu E11 verhalten.that the metals I and II are explosively welded in the jointed design in the transition part III and that the thicknesses dj and djj of the metals I and II are preferably related to their moduli of elasticity E 1 to E 11 . 2. Verfahren zur Herstellung der Vorrichtung naoh Anspruoh 1,2. A method for producing the device according to Claim 1, dadurch gekennzeichnet,characterized, daß von einem explosivplattiertem Rohr zunäohst Ringe abgestochen, diese zu Kegelringen verformt und schließlich durch spanabhebende Bearbeitung in die Endform gebracht werden.that rings are first cut from an explosive clad tube and then deformed into conical rings and finally brought into the final shape by machining. 3. Verfahren zur Herstellung der Vorrichtung naoh den Ansprüchen 1 und 23. Method of manufacturing the device naoh the Claims 1 and 2 daduroh gekennzeichnet,marked daduroh, daß das Rohr zunäohst zu einem solchen mit in axialer Riohtung in Ziokzackform auftretenden linearen Durohmesserschwankungen umgeformt wird, wovon Kegelringe abgestoohen und abgedreht werden.that the tube initially to such a ziokzag form occurring in the axial Riohtung linear durometer fluctuations is formed, from which tapered rings are machined and turned. -2--2- 509812/0469509812/0469 4. Verfahren naoh Anspruch 3»
dadurch gekennzeichnet,
4. Method according to claim 3 »
characterized,
daß die Umformung und das Absteohen in einem Sohritt mittels einer sägezahnförmigen, teilbaren Matrize oder Patrize vorgenommen wird.that the reshaping and the removal in one step is carried out by means of a sawtooth-shaped, divisible die or male die.
5. Verfahren naoh Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
5. Method according to claim 3,
characterized,
daß das Plattieren des Rohres, das Umformen und !rennen zu Kegelringen in einem Arbeitsgang in der Weise vorgenommen wird, daß der Sprengstoff auf der Innenseite (Außenseite) des in Abstand zum äußeren (inneren) Rohr angebrachten inneren (äußeren) Rohres angebracht wird, während innen wiederum eine sägezahnförmige geteilte Matrize (Patrize) angeordnet ist.that the plating of the tube, the forming and running into conical rings in one operation the way that the explosives are made on the inside (outside) of the spaced to the outer (inner) pipe attached inner (outer) pipe is attached, while inside in turn a sawtooth-shaped split die (male die) is arranged.
6. Verfahren naoh den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet,6. The method according to claims 4 and 5, characterized in that daß die Matrize mit einer dünnen keramisohen Masse beschichtet ist.that the die is coated with a thin ceramic compound. 509812/0469509812/0469 Le e rs eLe e rs e iteite
DE19732343885 1973-08-31 1973-08-31 CONSTRUCTION ELEMENT FOR CONNECTING TWO PIPES FROM DIFFERENT MATERIALS AND METHOD FOR ITS MANUFACTURING Withdrawn DE2343885B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19732343885 DE2343885B2 (en) 1973-08-31 1973-08-31 CONSTRUCTION ELEMENT FOR CONNECTING TWO PIPES FROM DIFFERENT MATERIALS AND METHOD FOR ITS MANUFACTURING

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19732343885 DE2343885B2 (en) 1973-08-31 1973-08-31 CONSTRUCTION ELEMENT FOR CONNECTING TWO PIPES FROM DIFFERENT MATERIALS AND METHOD FOR ITS MANUFACTURING

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE2343885A1 true DE2343885A1 (en) 1975-03-20
DE2343885B2 DE2343885B2 (en) 1977-11-10

Family

ID=5891204

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19732343885 Withdrawn DE2343885B2 (en) 1973-08-31 1973-08-31 CONSTRUCTION ELEMENT FOR CONNECTING TWO PIPES FROM DIFFERENT MATERIALS AND METHOD FOR ITS MANUFACTURING

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE2343885B2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4264029A (en) 1978-08-16 1981-04-28 Deutsche Forschungs- Und Versuchsanstalt Fur Luft- Und Raumfahrt E.V. Compound material and method for producing same
FR2471834A1 (en) * 1979-12-19 1981-06-26 Poudres & Explosifs Ste Nale Composite metal rings made by explosion welding and machining - esp. where stainless steel and zirconium tubes are welded together and then cut into rings
FR2471835A1 (en) * 1979-12-19 1981-06-26 Poudres & Explosifs Ste Nale Composite metal rings - made by explosive deformation and welding of two tubes to obtain composite prod., which is machined to produce several rings
EP0031277A1 (en) * 1979-12-19 1981-07-01 Societe Nationale Des Poudres Et Explosifs Process for producing polymetallic rings by deformation of polymetallic grooves and rings

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4264029A (en) 1978-08-16 1981-04-28 Deutsche Forschungs- Und Versuchsanstalt Fur Luft- Und Raumfahrt E.V. Compound material and method for producing same
FR2471834A1 (en) * 1979-12-19 1981-06-26 Poudres & Explosifs Ste Nale Composite metal rings made by explosion welding and machining - esp. where stainless steel and zirconium tubes are welded together and then cut into rings
FR2471835A1 (en) * 1979-12-19 1981-06-26 Poudres & Explosifs Ste Nale Composite metal rings - made by explosive deformation and welding of two tubes to obtain composite prod., which is machined to produce several rings
EP0031277A1 (en) * 1979-12-19 1981-07-01 Societe Nationale Des Poudres Et Explosifs Process for producing polymetallic rings by deformation of polymetallic grooves and rings

Also Published As

Publication number Publication date
DE2343885B2 (en) 1977-11-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3314264C2 (en) Process for the production of steel composite pipes
WO1997009135A1 (en) Method and device for producing pressure-rolled pipes with thickened inner wall sections at the ends
DE2129299A1 (en) Process for making bimetallic tubes
DE69102668T2 (en) Process for explosion welding of composite metal structures.
DE1297965B (en) Process for the production of welded transition pieces
DE19511970C2 (en) Process for producing deformed multi-walled tubes with cavities between the walls
DE2343885A1 (en) Construction element of two connected tubes of different matls. - by welding, cutting, deforming and finishing tubular workpieces
EP1693124A1 (en) Method of manufacturing metal composite blocks
WO2009043530A2 (en) Method for producing pipe-in-pipe systems
DE69322965T2 (en) METHOD FOR PRODUCING TUBULAR ELEMENTS WITH INTEGRAL EXTERNAL PROJECTS
EP2170540B1 (en) Method for the production of hot-finished seamless pipes having optimized fatigue properties in the welded state
DE2741071A1 (en) METHOD OF MANUFACTURING A TUBE BODY AND TUBE BODY WITH DIFFERENT DIAMETERS AND THICKNESSES OVER ITS LENGTH
DE3910192C2 (en) Process for the production of compressed gas cylinders made of steel
DE3517163C2 (en)
EP0523360A1 (en) Y-pipe and method for making the same
DE3447853A1 (en) METHOD FOR PRODUCING A DRIVE CHARGE FOR CARTRIDGE AMMUNITION
DE19851492A1 (en) Process for producing a component by means of hydroforming
DE520305C (en) Process for the production of a two-layer composite pipe
DE2009321A1 (en) Process for the production of one-part hollow axles
DE19702719C1 (en) Method for producing a metal pipe connector
DE396210C (en) Process for cold spraying aluminum tubes and pipes
DE102023136186A1 (en) Process for producing a ring-shaped closed component
DE1527250C (en) Method for the flat connection of two bodies made of different metals
DE102018120293A1 (en) Process for producing a lightweight tubular casing body and lightweight tubular casing body
DE2808655A1 (en) Pipe joint for petroleum industry - uses liq. adhesive to seal gap between mating tapered surfaces

Legal Events

Date Code Title Description
BGA New person/name/address of the applicant
8239 Disposal/non-payment of the annual fee