DE2857121B1 - Niedrig schmelzende Legierung mit Gallium und Indium als Hauptbestandteil zur Verwendung in einer Elektrodenrollenanordnung - Google Patents

Niedrig schmelzende Legierung mit Gallium und Indium als Hauptbestandteil zur Verwendung in einer Elektrodenrollenanordnung

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    • B23K11/00—Resistance welding; Severing by resistance heating
    • B23K11/30—Features relating to electrodes
    • B23K11/3036—Roller electrodes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Description

  • Patentansprüche: 1. Niedrig schmelzende Legierung mit Gallium und Indium als Hauptbestandteil und Zinn als weiterem Bestandteil zur Verwendung in einer Elektrodenrollenanordnung an einer elektrischen Widerstandsschweißmaschine mit einem Stator und einem Rotor, zwischen denen ein Ringspalt besteht, in welchem sich die Galluim-Indium-Legierung befindet, dadurch gekennzeichnet, daßdie Legierung auch Zink enthält.
  • 2. Legierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus 58 bis 64% Gallium, 22 bis 28% Indium, 10 bis 15% Zinn und 0,2 bis 2% Zink besteht.
  • Aus dem DE-GM 73 37 001 ist es bekannt, im Ringspalt einer Elektrodenrollenanordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 eine eutektische Legierung aus 71 bis 74% Gallium, 23 bis 24% Indium und 6 bis 2% Zinn vorzusehen. Diese Legierung hat einen Schmelzpunkt von 140 C, ist also bei Zimmertemperatur flüssig und überträgt beim Betrieb der Elektrodenrollenanordnung die zum Schweißen benötigte elektrische Energie vom Stator auf den Rotor.
  • Aus der DD-PS 21 490 ist es bekannt, daß Vierstofflegierungen aus Gallium, Indium, Zinn und Zink besonders niedrig schmelzen, nämlich bis etwa 8,5°C herab.
  • Ein wesentliches Problem liegt bei Elektrodenrollenanordnungen darin, daß der Rotor und der Stator aus Kupfer bestehen, weil Kupfer die nötige hohe elektrische Leitfähigkeit besitzt. Kupfer ist jedoch in der Gallium-lndium-Legierung löslich. Die Folge davon ist, daß mit zunehmender Anreicherung von Kupfer in der Indium-Gallium-Legierung deren Schmelzpunkt rasch ansteigt und zumindest oberhalb der gewöhnlichen Raumtemperatur liegt, so daß die Elektrodenrollenanordnung vor der Inbenutzungsnahme erst aufgeheizt werden muß, damit die Indium-Gallium-Legierung schmilzt und der Rotor wieder drehbar ist. Bei zunehmend höherem Schmelzpunkt wird schließlich ein Punkt erreicht, von dem an die Elektrodenrollenanordnung überhaupt nicht mehr verwendbar ist.
  • Um dem zu begegnen, sind bei der bekannten Elektrodenrollenanordnung im Bereich des Ringspaltes sowohl der Rotor als auch der Stator mit einer Hartchrom- oder Hartchrom-Vanadiumschutzschicht versehen. Die Praxis hat jedoch gezeigt, daß diese Schutzschichten die in sie gestellten Erwartungen nicht erfüllen und den Betriebsbedingungen, denen die Elektrodenrollenanordnung unterliegt, nicht standhalten. Die Betriebsbedingungen sind im wesentlichen gekennzeichnet durch im Bereich zwischen Raumtemperatur und 2000 C häufig wechselnde Temperaturen und den Angriff der Gallium-Indium-Legierung bei diesen Temperaturen. Anscheinend bilden sich unter diesen Bedingungen in der Hartchrom-(Vanadium)Sch;cht Risse, durch die hindurch das Kupfer dann herausgelc#st wird. Chrom hat den weiteren Nachteil, daß es von der Gallium-Indium-Legierung schlecht benetzt wird, was wohl von der oberflächlichen Passivierung durch Anlagerung von Sauerstoff herrührt.
  • Die schlechte Benetzbarkeit bewirkt einen relativ hohen Kontaktübergangswiderstand, weshalb sich die Elektrodenrollenanordnung im Betrieb verstärkt erwärmt. Die verstärkte Erwärmung wiederum bewirkt eine beschleunigte Auflösung des Kupfers, welches durch die Risse in der Hartchromschicht hindurch von der flüssigen Gallium-lndium-Legierung angegriffen wird.
  • Es ist die Aufgabe der Erfindung, das korrosive Verhalten der Gallium-Indium-Legierung in einer Elektrodenrollenanordnung zu vermindern.

Claims (1)

  1. Erfindungsgemäß wird dies durch einen Zusatz von Zink als weitere Nebenkomponente der Legierung erreicht. Besonders bewährt hat sich der Einsatz einer Vierstofflegierung aus 58 bis 64% Gallium, 22 bis 28% Indium, 10 bis 15% Zinn und 0,2 bis 2% Zink. (Alle %-Angaben sind als Gewichts-% zu verstehen.) Diese Legierung scheint auch noch bessere Benetzungseigenschaften zu haben. Die erfindungsgemäße Legierung bewährt sich nicht nur bei Verwendung mit Elektroden aus Kupfer, sondern auch bei Elektroden aus anderen Metallen, zum Beispiel bei stromlos vernickelten Kupferelektroden.
DE2857121A 1978-02-09 1978-02-09 Niedrig schmelzende Legierung mit Gallium und Indium als Hauptbestandteil sowie Zinn und Zink als weiteren Bestandteilen für elektrische Zwecke Expired DE2857121C3 (de)

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