DE3426770A1

DE3426770A1 - Schweissbare dichtungsmassen fuer metalle und verfahren zu ihrer anwendung

Info

Publication number: DE3426770A1
Application number: DE19843426770
Authority: DE
Inventors: James Leverette Ashton Guthrie, Md.; Christian Bent Ashton Lundsager, Md.; Helen Finley Sudlersville Roberts, Md.
Original assignee: WR Grace and Co
Current assignee: WR Grace and Co
Priority date: 1983-07-18
Filing date: 1984-07-17
Publication date: 1985-01-31
Also published as: GB2143533B; FR2549407A1; GB2143533A; CA1249389A; GB8418140D0; US4559373A; FR2549407B1

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine schweißbare, wärmehärtbare

Dichtungsmassenzusammensetzung und ihre Verwendung zum 5

Zusammenschweißen zweier Metallstücke.

Bestimmte Anwendungen von Klebstoffen und Dichtungsmas- — sen, etwa bei der Herstellung und Montage von Automobilen, erfordern, daß durch eine Dichtungsmasse voneinander getrennte Metallteile, etwa Stahlteile, zusammengeschweißt werden. Die chemischen Zusammensetzungen der Dichtungsmassen sind so, daß sie am Ort der Anwendung erstarren oder aushärten, wenn die verschweißte Anordnung gegen Ende des Herstellungsverfahrens durch den Lackierungsofen

geleitet wird. Eine geeignete wärmehärtbare Dichtungsmasse muß jedoch genug Kohäsionskraft im ungehärtetem Zustand haben, um ein Herablaufen vom Ort der Anwendung oder ein Abwaschen durch Reinigufigssprays zu verhindern.

Dichtungsmassen, die anschließendes Widerstandsschweißen zulassen, heißen schweißbar oder man spricht von Durchschweißfähigkeit. Schweißbare Dichtungsmassen sind typischerweise weich, so daß sie deformiert werden können und erlauben, daß beim beabsichtigten Schweißen die Metallteile einander berühren. Weiche Dichtungsmassen haben jedoch den Nachteil, daß sie möglicherweise anderen Anforderungen wie Festigkeit, Widerstandsfähigkeit gegen Herablaufen oder Widerstandsfähigkeit gegen die in der Industrie üblichen Reinigungsprays, nicht genügen. Es ist deshalb wünschenswert, daß schweißbare Dichtungsmassen so viel Viskosität, Kohäsionskraft, Haftungsvermögen und Körperhaftigkeit haben, wie erforderlich ist, um diesen Anforderungen zu genügen. Es ist schwierig, eine Dichtungsmasse zu formulieren, die sowohl weich genug, um schweißbar zu sein,

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als auch im ungehärteten Zustand fest genug ist. Erfahrungsgemäß sind die meisten Dichtungsmassen mit Viskositäten unterhalb etwa 5 Mill. mPas (bzw. Centipoise) bei 25 C schweißbar, aber zu schwach, wogegen die meisten Dichtungsmassen mit Viskositäten oberhalb etwa 5 Mill. mPas nicht geschweißt werden können. Auch ist es so, daß viele Dichtungsmassen, die zu Beginn der Anwendung bei einer Temperatur von 80⁰C b~is 100 C weich sind, nach einigen Stunden Stehen bei Raumtemperatur steif werden, so daß sie nicht erlauben, daß die beiden Metallstücke nahe genug für eine gute Schweißverbindung zusammen kommen. Eine Dichtungsmasse kann nicht als wirklich schweißbar betrachtet werden, solange sie nicht zuläßt, daß nach Stehen bei Raumtemperatur während 4 Tagen (96 Stunden) eine gute Schweißverbindung erhalten wird.

Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine wärmehärtbare Dichtungsmassenzusammensetzung, die bei einer Temperatur von 80 bis 100 C aufgetragen werden kann und die im ungehärteten Zustand eine angemessene Festigkeit hat

und dennoch ein Schweißen durch die Dichtungsmasse hindurch 20

erlaubt, wenn sie zwischen zwei Metallteile, wie Stahlteile, gebracht wird.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung sind schweißbare

Dichtungsmassenzusammensetzungen, die eisenhaltige oder 25

Eisengruppen-Metallpulver enthalten.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung sind heißschmelzende Dichtungsmassenzusammensetzungen, die feste oder flüssige Epoxyharze enthalten.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist es, bestimmte feste, aber nicht schweißbare Dichtungsmassenzusammensetzungen durch Zusatz von eisenhaltigen oder Eisengruppen-Metallpulvern, die vorzugsweise gröber als etwa 0,044 mm

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lichter Maschenweite sind, in schweißbare Zusammensetzungen umzuwandeln.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist es, zwei Metallteile, etwa Stahlteile, zusammenzuschweißen, wobei die Teile zuerst in räumlich getrennter Weise mit einer heißschmelzenden Dichtungsmassenzusammensetzung zusammengeklebt werden. Diese Dichtungsmasse ist fest, aber vor dem Aushärten schweißbar, so daß es möglich ist, die beiden Metallteile zusammenzuschweißen. Die Dichtungsmasse kann dann nach dem Schweißen am Ort der Anwendung weiter ausgehärtet oder dauerhaft verfestigt werden, indem sie, etwa in einem Lackierungsofen, erhitzt wird, um eine dauerhafte Dichtung zu ergeben.

Diese und weitere Gegenstände der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung deutlich.

Es wurde eine schweißbare Dichtungsmassenzusammensetzung gefunden, in der eisenhaltige bzw. Eisengruppen-Metallpartikel einer wärmehärtbaren Zusammensetzung zugesetzt sind, die vor dem Aushärten bei 25 C eine Viskosität von mindestens 6 Mill. mPas hat. Mit Eisengruppenmetallen sind die Metalle der Gruppe VIII des Periodensystems, und zwar Eisen, Kobalt, Nickel oder Mischungen dieser Metalle gemeint. Die bevorzugten Metallpartikel sind wegen der niedrigen Kosten aus Eisen, obwohl auch teurere eisenhaltige bzw. Eisengruppen-Metallpulver, wie eisenhaltiger Stahl, Edelstahl oder Nickel verwendet werden können. Eine bevorzugte Dichtungsmasse ist das Reaktionsprodukt aus einem mehr als eine Hydroxygruppe enthaltenden Epoxyharz, einem oder mehreren Diolen und einem Polyisocyanat, welchem anorganische Füllstoffe zugesetzt sind. Die Dichtungsmasse hat vorzugsweise eine Viskosität von mindestens 6 Mill. mPas, so daß sie vor

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dem Schweißen am" Ort der Anwendung verbleibt und ihre Form behält.

_c~ Bei dem Verfahren zum Zusammenschweißen zweier Metallteile, etwa aus Stahl, wird die erfindungsgemäße Dichtungsmassenzusammensetzung zwischen den beiden Metallteilen aufgetragen, um eine Anordnung zu erhalten, bei der die beiden Teile durch die Dichtungsmasse etwa 760 ,u voneinander getrennt sind. Die Anordnung wird zwischen die beiden Elektroden eines Widerstandsschweißgerätes, d.h. eines Punktschweißgerätes, gebracht. Wenn das Schweißgerät eingeschaltet wird, durchläuft es einen anfänglichen Preßzyklus, bei dem die beiden Platten zusammengedrückt werden, dann einen Schweißzyklus, bei dem der Strom durch die Anordnung fließt und schließlich einen Halte-5

und Freigabezyklus, bevor die verschweißte Anordnung aus der Maschine entfernt wird.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Umwandlung bestimmter fester, aber nicht schweißbarer Dichtungsmassenzusammensetzungen in schweißbare Zusammensetzungen durch Zugabe eines elektrisch leitenden eisenhaltigen bzw. Eisengruppen-Metallpulvers, wie Eisenpulver, so daß, wenn die Anordnung aus Stahlteilen und Dichtungsmasse zwischen den Schweißelektroden zusammengepreßt wird, die Metallpartikel zusammengedrückt werden und eine Leiterbrücke bilden. Wenn der elektrische Strom zu fließen beginnt, wird genügend Wärme erzeugt, um die Dichtungsmasse hinreichend zu erweichen, so daß eine gute Schweißverbindung möglich wird.

Niedrigschmelzende Metalle wie Zink (419°C), Aluminium (660°C), Kupfer (1083⁰C) und Silber (961°C) sind als Leiter bei dieser Anwendung nicht wünschenswert, da sie schmelzen können, wenn der Strom zu fließen beginnt und

das Schmelzen könnte den Strom unterbrechen, bevor überhaupt der Stahl in dem beabsichtigten Schweißverfahren zu schmelzen beginnt. Diese niedrig schmelzenden Metalle sind auch deshalb nicht wünschenswert, da sie dazu neigen, dicke und feste Oxidüberzüge zu haben, die ein leichtes Fließen des elektrischen Stroms unter Schweißbedingungen verhindern können.

Die eisenhaltigen bzw. Eisengruppen-Metalle sind als Leiter bevorzugt, da sie höhere Schmelzpunkte haben, die näher beim Schmelzpunkt der zu verschweißenden Stahlteile liegen. Eisen hat einen Schmelzpunkt von 1530 C; Nickel hat einen Schmelzpunkt von 1455 C; und Kobalt hat einen Schmelzpunkt von 1493 C. Auch neigen die erfindungsgemäß 5

bevorzugten Eisengruppenmetalle dazu, dünne und unbeständige Oxidüberzüge zu haben, die den elekrischen Strom nicht behindern.

Die Dichtungsmassen, die durch das erfindungsgemäße Verfahren schweißbar gemacht werden können, umfassen alle zwischenraumfüllenden Substanzen, die zu steif sind, um unter gewöhnlichen Punktschweißbedingungen Schweißen zu erlauben. Mehr bevorzugt sind wärmehärtbare Dichtungsmassen, wie die bei der Automobilindustrie in Gebrauch 25

befindlichen, die entwickelt wurden, um auf öligen Stahlteilen zu haften und die im Lackierungsofen aushärten oder sich verfestigen. Diese gehören zu den Typen Epoxyverbindungen, Polysulfide, Polyurethane, Silicone, Acrylverbindungen oder trocknende Öle. Die erfindungsgemäß bevorzugten Zusammensetzungen sind urethanhaltige Verbindungen mit Epoxyseitengruppen, die Reaktionsprodukte aus mehr als eine Hydroxygruppe enthaltenden Epoxyharzen und einem oder mehreren Diolen und einem Polyisocyanat sind, wie sie

in der DE-OS 33 15 608 beschrieben sind, auf die hiermit 35

Bezug genommen wird.

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Eine bevorzugte Gruppe von Dichtungsmassen hat Viskositäten von etwa 10 bis 30 Mill. mPas. Bei diesen Dichtungsmassen

kann das als Leiter bevorzugte Eisenpulver in einer Menge ο

von etwa 1 bis 10 Gew.% der Dichtungsmassenzusammensetzung eingesetzt werden, wobei eine Menge von etwa 5 Gew.% der Dichtungsmassenzusammensetzung besonders bevorzugt ist. Hinsichtlich der Verwendung geringerer Mengen der eisenhaltigen bzw. Eisengruppen-Metalle ist die Mindestanforderung, daß genug vorhanden sein muß, damit das Schweißen stattfindet. Die bevorzugten Dichtungsmassen mit einer Viskosität von mindestens 6 Mill. mPas sind bei Abwesenheit von eisenhaltigem bzw. Eisengruppen-Metallpulver nicht schweißbar. Was das obere Ende des Bereiches 5

angeht, können größere Mengen von eisenhaltigen bzw. Eisengruppen-Metallen verwendet werden. Das zusätzliche Pulver kann jedoch die rheologischen Eigenschaften und die Stärke der Dichtungsmasse nachteilig beeinflussen. Auch kann, wenn' diese hochbeladenen Dichtungsmassen im Ofen ausgehärtet werden, die große Metallmenge ein Brechen der Dichtungsmasse verursachen.

Wenn Dichtungsmassen mit hohen Viskositätswerten von 30 bis 50 Mill. mPas gewählt werden, ,kann es notwendig sein, die Menge an eisenhaltigem bzw. Eisengruppen-Metall, wie Eisen, bis auf 40 % zu erhöhen, um das Schweißen zu ermöglichen. Eine Viskosität der Dichtungsmasse zwischen etwa 10 Mill, und 30 Mill. mPas wird bevorzugt, so daß weniger Eisenpulver verwendet werden kann.

Die bevorzugte Teilchengröße des Eisenpulvers liegt zwischen 0,044 mm und 0,149 mm (lichte Maschenweite). Wenn das gesamte Pulver feiner als 0,044 mm (lichte Maschenweite) ist, dann kann es zu fein sein, um beim Schweißen wirksam

zu sein, und es-kann die Viskosität der Dichtungsmasse in nachteiliger Weise erhöhen. Wenn das Pulver gröber als 0,149 mm (lichte Maschenweite) ist, kann der durch solch große Partikel geleitete Strom vor der Berührung p. der Metallteile eine Explosion der Metallpartikel oder eine Überhitzung und Verbrennung der Dichtungsmasse verursachen.

Einige im Handel erhältliche Eisenpulver enthalten etwa 40 % an Eisenpartikeln, die feiner als 0,044 mm lichter Maschenweite sind. Auch diese Produkte können erfindungsgemäß verwendet werden, vorausgesetzt, daß der Rest innerhalb des erwünschten Bereiches von 0,044 p.m bis 0,149 mm lichter Maschenweite liegt.

Eisenpulver werden im allgemeinen nach einem von 4 Verfahren 5

hergestellt: Die Reduktion von Oxiden liefert irreguläre schwammartige bzw. poröse Partikel; die Dissoziation von Exsencarbonylen liefert einheitlich sphärische, aber sehr feine Partikel; die elektrolytische Abscheidung aus Salzen oder Lösungen liefert dendritrische Partikel; die Atomisierung oder Zerteilung eines Stroms aus geschmolzenem Metall liefert irreguläre Sphäroide. Die porösen, die atomisierten oder die groben Elektrolyt-Typen sind erfindungsgemäß bevorzugt.

Die in den folgenden Beispielen verwendete Punktschweißmaschine war das stationäre Schweißgerät Modell 13 0-AP der Firma Lors Machinery, Inc. Die Schweißspitzen waren vom Kegelstumpftyp mit Oberflächen von 6,36 mm Durchmesser. Die Anordnung aus den zwei Stahlplatten mit der Dichtungsmasse dazwischen wurde zwischen die beiden Elektroden 30

gesetzt und die Maschine wurde eingeschaltet. Der Schweißzyklus bestand aus:

Zyklen

Pressen 58

Schweißen 5

Halten - 8,5

Freigabe 8 ,

wobei ein Zyklus 1/60 Sek. war. Während des Presszyklus war der Druck zwischen den Elektroden auf 238 kg eingestellt. Die Spannung war 5 Volt und wenn das Schweißen eintrat, war die Stomstärke typischerweise 9000 bis 12000 A.

Es wird angenommen, daß die Erfindung auf der nun zu beschreibenden Reihenfolge von Vorgängen beruht, obwohl der genaue interne Mechanismus nicht bekannt ist. Wenn die Viskosität einer Dichtungsmasse in dem Spalt von 760 ,u weniger als etwa 5 Mill. mPas ist und die beiden Metallteile während des Preßzyklus des Schweißgerätes, der typischerweise etwa 1 Sek. oder weniger dauert, zusammengepreßt werden, dann ist es wahrscheinlich, daß die Metallteile einander berühren. Aber wenn die Viskosität höher ist, dann reicht die Zeit während eines Preßzyklus nicht aus, damit die Metallteile einander berühren können. Dennoch kann eine Schweißverbindung gebildet werden, wenn einige Sekunden lang weitergepreßt wird. Wenn ein eisenhaltiges bzw. Eisengruppen-Metallpulver mit der gewünschten Teilchengroßenverteilung vorhanden ist, dann können die leitenden Partikel beim Preßvorgang zusammengedrückt werden, so daß eine elektrisch leitende Brücke entsteht, bevor die Metallteile tatsächlich in Kontakt sind.

Für die Metallpartikel ist eine Teilchengröße von 44 bis 149 ,u erwünscht. Es ist in der Tat möglich, daß die Leiterbrücke nur die Dicke eines einzelnen Partikels ist, falls die Metallteile noch nicht nahe genug zusammengekommen sind, um in Kontakt zu sein, und dadurch wird die benötigte Preßzeit reduziert. Dies wäre der Fall, wenn der ursprüngliche

Spalt von 760 ,u auf etwa 149 ,u oder weniger zusammengepreßt würde. Es ist jedoch wahrscheinlicher, daß am Anfang mehrere Partikel zusammengedrückt werden, um die Leiterbrücke zu bilden. Wenn der Strom erst einmal zu fließen beginnt, wird Wärme entwickelt, wodurch ein weiteres Erweichen der Dichtungsmassenzusammensetzung bewirkt wird, so daß die Metallteile in vollständigem Kontakt kommen können und eine Schweißverbindung von hoher Qualität gewährleistet ist.

Nach einer Beschreibung der grundlegenden Aspekte der Erfindung zeigen die folgenden Beispiele spezifische Ausführungsformen.

In den Beispielen verwendete Handelsbezeichnungen:

Cab-O-Sil - Ein sehr feinkörniges Kieselsäureprodukt (fumed silica product), das im Handel von der Firma Cabot Corporation erhältlich ist.

Celogen AZ - Azodicarbonamid, das im Handel von Uniroyal erhältlich ist.

EPON 1000-F - Ein Epoxyharz mit einem Molekulargewicht von ungefähr 1000 auf Basis von Epichlorhydrin und Bisphenol-A und im Handel erhältlich von der Shell Chemical Company.

Epoxy DER 732 - Ein flüssiges Epoxyharz auf Basis von Polypropylenglykol und Epichlorhydrin und im Handel erhältlich von Dow.

Formrez 55-112 - Ein Polyesterdiol mit einem Molekulargewicht von 1000 auf Basis von Adipinsäure und Neopentylglykol und im Handel erhältlich von der Witco Chemical Company. Isonate 125-M - Methylendiphenylisocyanat (MDI), das im Handel von der Upjohn Company erhältlich ist. Isonate 143-L - Ein flüssiges Isocyanatprodukt mit einem Gehalt von einem Äquivalent Isocyanat je 143 g, das im

Handel von der Upjohn Company erhältlich ist.

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Isonate 181 - Ein flüssiges Diisocyanatprodukt mit einem Gehalt von einem Äquivalent Isocyanat je 181 g, das im Handel von der Upjohn Company erhältlich ist. Isonate 240 - Ein flüssiges Diisocyanatprodukt mit einem Gehalt von einem Äquivalent Isocyanat je 240 g, das im Handel von der Upjohn Company erhältlich ist. Teracol 1000 - Ein Polyetherglykol mit einem Molekulargewicht von 1000, das im Handel von Dupont erhältlich ist. Teracol 2000 - Ein Polyetherglykol mit einem Molekulargewicht von 2000, das im Handel von Dupont erhältlich ist.

Beispiel 1

Eine Mischung aus 120 g EPON 1001-F, 120 g Teracol 1000 und 60 g Formrez 55-112 wurde durch Heizen und Rühren bei 70 C während 2 Stunden in einem 500 ml Harzkessel bei einem Vakuum von etwa 2,7 mbar entwässert.

Zu dieser Mischung wurden 31,3 g Isonate 125-M und 9 g pulverisiertes Dicyandiamid (Omicron) gegeben und es wurde 1/2 Stunde weitergerührt, wobei die Temperatur zwischen 70° und 90 C gehalten wurde. Dann wurden 100 g Calciumcarbonat als Füllstoff in die Mischung eingerührt. Die resultierende Dichtungsmasse war nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur sehr klebrig und hatte die Konsistenz eines steifen Kitts,. Ihre Viskosität wurde mit einem Contraves Rheomat Modell 115 gemessen und betrug bei 25°C etwa 7 Mill. mPas.

Um den Schweißtest auszuführen, wurde eine Portion der Dichtungsmasse 1 Stunde bei 100⁰C erhitzt und dann auf ein 3,8 cm χ 12,7 cm großes Stück aus 760,u dickem kaltgewalztem Stahl aufgetragen, so daß eine quadratische Fläche von 3,8 cm χ 3,8 cm mit einer 760 /U dicken Schicht der Dichtungsmasse bedeckt war. Dann wurde ein weiteres identisches Stahlstück

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auf das erste gelegt, so daß die beiden Stahlstücke durch die warme Dichtungsmasse zusammengeklebt wurden- Die Anordnung wurde vor dem Schweißen 9 6 Stunden bei Raumtemperatur stehengelassen, wobei die Dichtungsmasse sehr steif wurde.

Dann wurde ein einziger Versuch unternommen, die beiden Stücke

2 im Zentrum der quadratischen 3,8 cm großen Bereiche, die durch die 760 ,u dicke Klebstoffschicht getrennt waren, zusammenzuschweißen, wobei Schweißelektroden mit einem Durchmesser von 6,36 mm und ein Testschweißverfahren aus Zyklen (58/60 Sek) Preßzeit, 5 Zyklen Stromflußversuch mit' einer Spannung von 5 Volt und 8,5 Zyklen Haltezeit, um ein Abkühlen nach dem versuchten Stromdurchgang zu ermöglichen, verwendet wurden. Ein Schweißen fand nicht statt.

Beispiel 2

Das nicht schweißbare Produkt aus Beispiel 1 wurde durch Zusatz von Eisenpulver schweißbar gemacht. 2 0 g des Produkts aus Beispiel 1 wurden durch einige Minuten Erwärmen auf

^O 80 C weich gemacht. Dann wurde 1 g Eisenpulver eines porösen Typs mit ungefähr 60 % Partikeln zwischen 44 und 149 ,u lichter Maschenweite und dem Rest feiner als 44 ,u lichter Maschenweite in die Dichtungsmassenzusammensetzung eingerührt. Bei der Wiederholung des Schweißtests ließen sich die beiden Stahlstücke leicht zusammenschweißen. Als sie auseinandergezogen wurden, brach der Schweißpunkt zapfenartig aus einem der Stahlstücke heraus (plug failure). Die Verschweißung wurde als ausgezeichnet betrachtet.

Beispiel 3

Beispiel 1 wurde mit der Ausnahme nachgearbeitet, daß das Isonate 125-M durch 45,3 g Isonate 181 ersetzt wurde. Die Dichtungsmasse, die kein Eisen enthielt, erlaubte unter den Testbedingungen kein Schweißen.

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~ Beispiel 4

Beispiel 3 wurde mit der Ausnahme nachgearbeitet, daß 1 g Eisenpulver gemäß der Vorschrift des Beispiels 2 eingearbeitet wurde. Die Dichtungsmasse erlaubte die Bildung einer ausgezeichneten Schweißverbindung.

Beispiele 5 bis 8

Beispiel 4 wurde mit der Ausnahme nachgearbeitet, daß die Menge an Eisenpulver in Gew.% der gesamten Dichtungsmasse wie folgt war:

Beispiel Eisengehalt

5 12 %

6 19 %

7 26 %

8 ^r·' 33 % 20

In jedem Fall ließ die Dichtungsmasse die Bildung einer ausgezeichneten Schweißverbindung zu.

Beispiel 9

Beispiel 3 wurde mit der Ausnahme nachgearbeitet, daß die Menge an Isonate 181 auf 51,7 g erhöht wurde, wodurch eine Viskosität der Dichtungsmasse bei 25 C von etwa 30 Mill. mPas verursacht wurde. Die Dichtungsmasse ließ kein Schweißen zu.

Beispiel 10

Beispiel 9 wurde mit. der Ausnahme nachgearbeitet, daß 1 g Eisenpulver zu 20 g der Dichtungsmassenzusammensetzung

gemäß der Vorschrift des Beispiels 2 hinzugefügt wurde. Die Dichtungsmasse ließ die Bildung einer ausgezeichneten Schweißverbindung zu.

Beispiel 11

Beispiel 1 wurde mit der Ausnahme nachgearbeitet, daß das Isonate 125-M durch 60 g Isonate 240 ersetzt wurde. Die Dichtungsmasse ließ kein Schweißen zu.

Beispiel 12

Beispiel 11 wurde mit der Ausnahme nachgearbeitet, daß Ig Eisenpulver in 20 g der Dichtungsmassenzusammensetzung eingearbeitet wurde. Die Dichtungsmasse ließ die Bildung e'iner ausgezeichneten Schweißverbindung zu.

Beispiel 13

Beispiel 1 wurde mit der Ausnahme nachgearbeitet, daß das Isonate 125-M durch 35,8 g Isonate 143-L ersetzt wurde. Die Dichtungsmasse ließ kein Schweißen zu. Die Viskosität des Produkts betrug bei 25°C ungefähr 9 Mill. mPas.

Beispiel 14

Beispiel 13 wurde mit der Ausnahme nachgearbeitet, daß 1 g Eisenpulver in 20 g der Dichtungsmassenzusammensetzung eingearbeitet wurde. Die Dichtungsmasse ließ die Bildung einer ausgezeichneten Schweißverbindung zu.

Beispiel 15

Beispiel 14 wurde mit der Ausnahme nachgearbeitet, daß das Eisenpulver durch ein Edelstahlpulver des vorl^e9^ierten

und atomisierten Typs mit einer Teilchengröße zwischen 44 und 149 ,u lichter Maschenweite ersetzt wurde. Die resultierende Dichtungsmasse - ließ die Bildung einer ausgezeichneten Schweißverbindung zu.

Beispiel 16

Beispiel 14 wurde mit der Ausnahme nachgearbeitet, daß das Eisenpulver durch ein reduziertes. Nickelpulver mit 60 % Partikeln (Gew.%) zwischen 44 und 149,u lichter Maschenweite und dem Rest feiner als 44 ,u lichter Maschenweite ersetzt wurde. Das Nickelpulver ließ die Bildung einer ausgezeichneten Schweißverbindung zu.

Beispiel 17
Eine metallfreie Dichtungsmassenzusammensetzung wurde

l. )

gemäß der Vorschrift des Beispiels 1 mit der Ausnahme hergestellt, daß die Zusammensetzung wie folgt war: 20 g EPON 1001-F, 60 g Teracol 2000,20 g Epoxy DER 732, 9 g Isonate 125-M, 3 g Dicyandiamid, 20 g Calciumcarbonat, 25 g Calciumsilikat, 1 g Zinkoxid, 1 g Celogen AZ und 2 g Cab-O-Sil M-5. Die Dichtungsmasse, ließ die Bildung einer Schweißverbindung nicht zu.

Beispiel 18

Beispiel 17 wurde mit der Ausnahme nachgearbeitet, daß 5 g eines eloktrolytischen Eisenpulvers mit etwa 60 % zwischen 44 u und 149,u lichter Maschenweite eingearbeitet wurden. Das Kiscnpulver ließ die Bildung einer ausgezeichneten Schwcißverbi ndung zu.

""'""·"" Beispiel 19

Beispiel 17 wurde mit der Ausnahme nachgearbeitet, daß 40 g EPON 1001-F und 14 g Isonate 125-M verwendet und daß das Teracol 2000 durch 60 g Teracol 1000 ersetzt wurde. Die resultierende Dichtungsmasse ließ die Bildung einer Schweißverbindung nicht zu.

Beispiel 20

Beispiel 19 wurde mit der Ausnahme nachgearbeitet, daß 2 g eines elektrolytischen Eisenpulvers mit 60 % zwischen 44 ,u und 149 ,u lichter Maschenweite verwendet wurden, so daß die Dichtungsmasse nur 1,2 Gew.% Eisen enthielt. Die Dichtungsmasse ließ die Bildung einer ausgezeichneten Schweißverbindung zu.

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Claims

Schweißbare Dichtungsmassen für Metalle und Verfahren zu ihrer Anwendung

Patentansprüche

ι )

Schweißbare Dichtungsmassenzusammensetzung, gekennzeichnet durch eine Mischung aus

einer Dichtungsmasse mit einer Viskosität von mindestens 6 Millionen mPas (bzw. Centipoise) und

einer die Schweißbarkeit bewirkenden, in der Dichtungsmasse dispergierten Menge von eisenhaltigen bzw.
Eisengruppen-Metallpartikeln.

Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eisenhaltigen bzw. Eisengruppen-Metallpartikel
aus Eisen, Stahl, Edelstahl, Nickel, Kobalt und Mischungen derselben ausgewählt sind.

3. Zusammensetzung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die eisenhaltigen Metallpartikel aus Eisen sind.

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4. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eisenhaltigen bzw. Eisengruppen-Metallpartikel eine Teilchengröße im Bereich von etwa 0,149 mm bis etwa 0,044 mm haben.

5. Zusammensetzung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzliche eisenhaltige bzw. Eisengruppen-Metallpartikel mit einer Teilchengröße unterhalb 0,044 mm vorhanden sind.

6. Zusammensetzung nach Anspruch 1/ dadurch gekennzeichnet, daß die eisenhaltigen bzw. Eisengruppen-Metallpartikel in einer Menge von etwa 1 bis 40 Gew.% vorhanden sind.

7. Zusammensetzung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die eisenhaltigen bzw. Eisengruppen-Metallpartikel in einer Menge von etwa 1 bis 10 Gew.% vorhanden sind.

8. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsmasse eine urethanhaltige Verbindung mit Epoxyseitengruppen ist, die das Reaktionsprodukt aus einem mehr als eine Hydroxygruppe enthaltenden Epoxyharz, einem oder mehreren Diolen und einem Polyisocyanat ist.

9. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsmasse eine Viskosität von etwa 10 bis 30 Mill. mPas hat.

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10. Verfahren zum Zusammenschweißen zweier Metallstücke mit einem Punktschweißgerät, dadurch gekennzeichnet, daß man

die beiden Stücke in räumlich getrennter Weise mit der zwischen ihnen befindlichen Dichtungsmassenzusammensetz_ung gemäß Anspruch 1 zusammenklebt, um eine Anordnung zu erhalten,

diese Anordnung zwischen die beiden Elektroden des Punktschweißgerätes bringt und

die beiden Metallstücke zusammenschweißt.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß in der Dichtungsmassenzusammensetzung eisenhaltige bzw. Eisengruppen-Metallpartikel verwendet werden, die aus Eisen, Stahl, Edelstahl, Nickel, Kobalt und Mischungen derselben ausgewählt sind.

12. Verfahren nach Anspruch ' 11, dadurch gekennzeichnet, daß als eisenhaltige Metallpartikel solche aus Eisen verwendet werden.

13. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß in der Dichtungsmassenzusammensetzung eisenhaltige bzw. Eisengruppen-Metallpartikel mit einer Teilchengröße im Bereich von etwa 0,149 mm bis etwa 0,044 mm verwendet werden.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich eisenhaltige bzw. Eisengruppen-Metallpartikel mit einer Teilchengröße unterhalb 0,044 mm verwendet werden.

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15. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Dichtungsmassenzusammensetzung verwendet wird, in der die eisenhaltigen bzw. Eisengruppen-Metallpartikel in einer Menge von etwa 1 bis 40 Gew.% vorhanden sind.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß eine Dichtungsmassenzusammensetzung verwendet wird, in der die eisenhaltigen bzw. Eisengruppen-Metallpartike in einer Menge von etwa 1 bis 10 Gew.% vorhanden sind.

17. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Dichtungsmasse verwendet wird, die eine urethanhaltige Verbindung mit Epoxyseitengruppen ist, die das Reaktionsprodukt aus einem mehr als eine Hydroxygruppe enthaltenden Epoxyharz, einem oder mehreren Diolen und einem Polyisocyanat ist.

18. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Dichtungsmasse verwendet wird, die eine Viskosität von etwa 10 bis 30 Mill. mPas hat.

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