DE3218284A1 - Process for conductive welding of amorphous metallic materials - Google Patents
Process for conductive welding of amorphous metallic materialsInfo
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- B23K11/00—Resistance welding; Severing by resistance heating
- B23K11/16—Resistance welding; Severing by resistance heating taking account of the properties of the material to be welded
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Abstract
Description
όΔ Ι ÖZÖ όΔ Ι ÖZÖ
Dr. -Tng. Bogdan Kocjancic Sulzaer SIr. 12Dr. -Tng. Bogdan Kocjancic Sulzaer SIr. 12th
1000 Berlin 331000 Berlin 33
-2--2-
Berlin, den 11. F. 19 82Berlin, February 11th, 1982
PatentanmeldungPatent application
Beschreibung der Erfindung undDescription of the invention and
PatentansprücheClaims
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Titel:Title:
(technische Bezeichnung)(technical name)
Anwendungsgebiet:Field of use:
Zweck:Purpose:
Stand der Technik:State of the art:
mit Fundstellen undwith references and
Kritik des Standes der Technik:State of the art criticism:
Verfahren zum konduktiven Schweißen von amorphen metallischen Werkstoffen.Process for the conductive welding of amorphous metallic materials.
Verschweißen von amorphen metallischen Werkstoffen und Verschweißen von amorphen mit kristallinen metallischen Werkstoffen.Welding amorphous metallic materials and welding amorphous with crystalline metallic materials.
Bereitstellung eines gegenüber konkurrierenden Methoden geeigneteren i'Tigeverfahren s/Provision of an i'Tige process that is more suitable than competing methods /
Für ähnliche Anwendungsfälle, für die das Verfahren gemäß dieser Erfindung einsetzbar ist, existieren noch weitere Fügetechniken:For similar applications for which the method according to this invention can be used there are other joining techniques:
1. Konduktives Schweißen mit einer Kondensatorentladung f 1 ]1. Conductive welding with a capacitor discharge f 1]
2. Expiosionsschweißen [2]2. Explosion welding [2]
3. Ultraschallschweißen3. Ultrasonic welding
Diesen Verfahren haften folgende Naciveile an:The following nacives adhere to these procedures:
zu Verf. 1.available 1.
Die Energieeinbringung beim Verfahren 1 ist gegenüber dem vorgestellten Verfahren nicht, optimal dosierbar. Der Verlauf des Schwei! Stroms entspricht dem GrenzfaU einer Kondensatorentladung. Demgegenüber sr.eht beim vorgestellten Verfahren ein elektronisch geregelt! Stromimpuls mit Rechteck-Verlauf, dessen Dauor weil unterhalb der minimalen impulsdauer beim Verfal" ren 1 gehalten werden kann.The energy input in method 1 is compared to the one presented Process not, can be optimally dosed. The course of sweat! Current corresponds to the limit of a capacitor discharge. In contrast sr. is electronically regulated in the presented procedure! Current pulse with square wave, its duration because it is below the minimum pulse duration when the error occurs " ren 1 can be held.
Hei gin en Ergebnissen isi die Anwendung dos Verfahrens 2 in der Fort igung allgemein problematisch.The hot results are the application Dos procedure 2 is generally problematic in the continuation.
Aufgabe:Task:
Lösung:Solution:
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zu Vvr'L 3. : Das Verfahren 3 ist lediglich zum
Verschweißen besonders krisfallisa-I ionsträger amorpher Werks ι of fo
geeignet (siehe[3]). . Weiterhin enisie
hen bei Anschaffung der Anlage höh Investitionskosten. Regarding V vr'L 3.: The method 3 is only for the welding of particularly krisfallisa-I ion carriers amorphous works ι of fo
suitable (see [3]). . Furthermore, when purchasing the system, the investment costs are high.
Allgemein ist die Dosierung der zugeführten Ener gie bei den Verfahren 1. und 2. wesentlich kritischer als bei dem Verfahren gemäß Erfindung.In general, the dosage of the energy supplied is much more critical in processes 1 and 2 than in the method according to the invention.
Entwicklung eines Verfahrens zum ferügungsgünstigen Verschweißen amorpher metallischer Werkstoffe, wobei die Entstehung einer anwendungstechnisch schädlichen Kristallisation des amorphen Werkstoffs in der Wärmeeinflußzone vermieden wird.Development of a process for low-cost welding of amorphous metallic materials Materials, whereby the development of an application-technically harmful crystallization of the amorphous material is avoided in the heat affected zone.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß so gelöst, daß ein Gleichstrom (Wechselstrom) mit ausreichend hoher Stromdichte bei definierter Impulsdauer mit Hilfe einer aufgesetzten Elektrode mit hoher Wärmeleitfähigkeit durch die Berührungsfläche der zu verschweißenden amorphen bzw. amorpher und kristallinen Metalle geleitet wird. Die Stromstärke wird hierzu so eingestellt, daß eine möglichst große Schweißlinse entsteht und zugleich eine Fvristallisation des amorphen Werkstoffs verhindert wird. Der Stromimpuls hat dabei annähernd einen rechteckförmigen Strom-Zeit-Verlauf (Bild 1).According to the invention, the object is achieved in such a way that a direct current (alternating current) is sufficient high current density with a defined pulse duration with the help of an attached electrode with a high Thermal conductivity through the contact surface of the amorphous or amorphous to be welded and crystalline metals. The strength of the current is set so that the largest possible weld nugget is created and at the same time a crystallization of the amorphous material is prevented. The current pulse has approximately a rectangular current-time curve (Fig. 1).
Die eingebrachte Gesamtschweißenergie wird durch eme entsprechende Kombination von Stromstärke und Impulsdauer festgelegt. Die impulsdauer kann verfahrensbedingt auf einen Minimalwert von nur 0, 02 ms eingestellt werden. Die Elektrode muß während des Schweißvorgangs einen einwandfreien Kontakt mit dem Schweißgut haben. Die Flöhe der Elektrodenkraft ist hierbei von untergeordneter Bedeutung, da die Stromstärke kaum abhängig von den Übergangswiderständen ist. Der Einsatz ruhender bzw, rollender Elektroden ist im Verfahren gemäß Erfindung eingeschlossen.The total welding energy introduced is determined by a corresponding combination of amperage and pulse duration. Due to the process, the pulse duration can be reduced to a minimum value can be set by just 0.02 ms. The electrode must be used during the welding process have perfect contact with the weld metal. The fleas of the electrode force is here of subordinate importance, since the current strength hardly depends on the contact resistance is. The use of static or rolling electrodes is part of the method according to the invention locked in.
Der Zusammenhang zwischen dem LeisUingsverlauf , der F:iekt rodengesiali, dem ElektrodonwerkslolT, der Klekl rodenkrafl., der ZiKsamnienser/.ung dft· /u -vo!'.schweißenden Werkstoffe und der sich ergebenden Festigkeit der Schweißverbindung kann in jedem Einzelfall genauso opümiert werden, wie dies in der Fügetechnik allgemein üblich ist. '.--"_The relationship between the course of performance , the F: iekt rodengesiali, the ElektrodonwerklolT, the Klekl rodenkrafl., the ZiKsamnienser / .ung dft · / u -vo! '. welding materials and the resulting strength of the welded joint can be summed up in each individual case in the same way as in joining technology in general is common. '.-- "_
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Erzielbare Vorteile:Achievable benefits:
Beschreibung eines
Ausführungsbeispiels:Description of a
Embodiment:
Die erwünschte Verhinderung der Kristallisation in der Wärmeeinflußzone erfolgt durch eine rasche Wärmeableitung in die Elektroden und das nicht miterwärmte Schweißgut. Die dabei erreichien Abkühlgeschwindigkeiten liegen in der gleichen (Irößeiior-diiiiii/.1, wie diojonigpn hoi ιϊ^ν I Icr.slel Ιιιιιι1. <Ιι·η ;i 11 κ > i-j >[ ι· -ι ι !Vl: ι Ι«·|·ι;ι I::.The desired prevention of crystallization in the heat-affected zone takes place through rapid heat dissipation into the electrodes and the weld metal that is not heated at the same time. The cooling speeds achieved are the same (Irößeiior-diiiiii /. 1 , as diojonigpn hoi ιϊ ^ ν I Icr.slel Ιιιιιι 1. <Ιι · η; i 11 κ>ij> [ι · -ι ι! Vl: ι Ι «· | · ι; ι I ::.
• Durch die Möglichkeil, höchste Energiemengen in extrem kurzen Zeuen in das Schweißgut einbringen zu können (Rechteck-Leistungsimpuls), werden die hohen Abkühlgeschwindigkeiten erreicht, die zur Verhinderung von Kristallisation^ vorgängen und den damit verbundenen Schädigungen des amorphen Werkstoffs notwendig sind. Die unproblematische Aufbringung der Elektrodenkraft ermöglicht eine gute Anpassung des Vei fahrens auch an eine komplizierte Werkstückgeometrie. • Due to the possibility of introducing the highest amounts of energy into the weld metal in extremely short periods (square-wave power pulse), the high cooling speeds are achieved, those to prevent crystallization ^ processes and the associated damage of the amorphous material are necessary. The unproblematic application of the electrode force enables the Vei to be well adapted to a complicated workpiece geometry.
Beispiel 1: Körper aus vollständig glasartigen Metallmaterialien der gleichen Zusammensetzung Ni 78 Si 8 B 14 (die Indizes geben die Atomprozente an)wurden unter verschiedenen Bedingunger verschweiß", wobei eine elektronisch gesteuerte Schweißvorrichtung verwendet wurde. Die Impuls form war so, daß die Energie innerhalb von 0, 07 ins bis 1 ms an die Schweißstelle abgegeben werden konnte (Bild 2).Example 1: Body made entirely of glass-like Metal materials of the same composition Ni 78 Si 8 B 14 (the indices indicate the atomic percentages an) were welded under different conditions ", one being electronically controlled Welding device was used. The pulse shape was such that the energy was within 0.07 ins to 1 ms could be delivered to the welding point (Fig. 2).
Die verschweißten amorphen Bänder mit den Abmessungen 3,0 χ 0, 03* mm wurden dabei zwischen balligen Kupferelektroden mit einer Elektrodenkraft von ca. ς0[Ν] fixiert. Die erzielte Scherzugfestigkeit der Schweißverbindung in Abhängigkeit von der gewählten Impulsdauer wird im Bild 3 dargestellt. Die korrekte Linsengeomi trie und Bereiche stattgefundener Kristallisatior bei fehlerhafter Schweißung sind in den Bildern 4 und 5 dargestellt.The welded amorphous strips with the dimensions 3.0 0.03 * mm were fixed between spherical copper electrodes with an electrode force of approximately ς 0 [Ν]. The achieved tensile shear strength of the welded joint as a function of the selected pulse duration is shown in Figure 3. The correct lens geometry and areas of crystallization in the event of faulty welding are shown in Figures 4 and 5.
Literatur:Literature:
[1] Offenlegungsschrift 27 5ί 025[1] Offenlegungsschrift 27 5ί 025
[2]' Ilammerschmid: M., Kreye fT. : Fügeverfahren für metallische Gläser.[2] 'Ilammerschmid: M., Kreye fT. : Joining process for metallic glasses.
DVS (ifi, S. 23-28DVS (ifi, p. 23-28
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DE3218284A1 true DE3218284A1 (en) | 1983-11-17 |
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DE19823218284 Withdrawn DE3218284A1 (en) | 1982-05-13 | 1982-05-13 | Process for conductive welding of amorphous metallic materials |
Country Status (1)
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DE (1) | DE3218284A1 (en) |
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WO2015180263A1 (en) * | 2014-05-25 | 2015-12-03 | 广州微点焊设备有限公司 | Wrapping welding micro-jointing structure and wrapping welding micro-jointing method for cobalt-based amorphous wire |
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1982
- 1982-05-13 DE DE19823218284 patent/DE3218284A1/en not_active Withdrawn
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