DE3608449A1

DE3608449A1 - Verfahren zum zusammenfuegen von elementen

Info

Publication number: DE3608449A1
Application number: DE19863608449
Authority: DE
Inventors: Yasuhiro Fukaya; Hiroshi Ishitani; Susumu Hiroshima Izaki; Hiroshi Kondo; Nagio Minami; Toshihiko Ohshita; Tamotu Oka
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1985-05-16
Filing date: 1986-03-11
Publication date: 1986-11-20
Also published as: FR2581906B1; IT1190224B; CN86101601A; IT8647727A0; FR2581906A1; DE3608449C2; US4754118A; CN1006533B

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Elementen mit engen Spalten, insbesondere zum Zusammenfügen derartiger Elemente durch Schweißen mit hoher Genauigkeit.

Bei der Herstellung eines zusammengesetzten Elementes, beispielsweise des Flügelrades eines Kompressors, bei dem Abstände in Form schmaler oder enger Spalte notwendig sind, ist ein Verfahren bekannt, bei dem enge Spalte

10 durch elektrisches Ausräumen gebildet werden.

Dieses Verfahren ist aber unvorteilhaft, weil es viel Zeit erfordert und hohe Produktionskosten infolge des Elektrodenverbrauchs. Daher ist auf diesem Gebiet die Herstellung durch Zusammenfügen mittels Schweißen üblich geworden.

Ein herkömmliches Verfahren zum Zusammenfügen von EIementen mit engen Spalten durch Schweißen ist in der Figur 1 dargestellt, wobei auf eine untere Platte 1 mit Rippen 2 eine obere Platte 3 angeordnet wird mit Fugen oder Nuten 4 und der Fugenbereich durch Schweißen verbunden wird.
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Dieses herkömmliche Verfahren zum Verbinden von Teilen, die enge Spalte aufweisen, durch Schweißen besitzt den Nachteil, daß ein anfänglicher hoher Spalt Ho (vor dem Schweißen) (Fig.2) sich nach dem Schweißen auf eine -in Figur 3 gezeigte- Piöhe von H1 verringert. Dies ist durch

die Schrumpfung der Schweißung 5 bedingt. Das Maß der Schrumpfung hängt von leichten Veränderungen der Schweißbedingungen ab und daher ist es sehr schwierig gewesen enge Spalte mit hoher Genauigkeit zu bilden.

Um dieses Problem auszuschalten ist ein Verfahren vorgeschlagen worden, das das Schweißschrumpfen vermeidet, wobei das Schweißen durchgeführt wird, während eine Verformung verhinderciie tfeile 8, wie beispielsweise Eisenteile oder fest Keramikteile in die Spalte gelegt

wurden. Dieses Verfahren hat jedoch einen anderen Kachteil, weil die die Verformung verhindernden Teile 8 durch das Schrumpfen festgehalten werden und es schwer ist sie nach dem Zusammenfügen zu entfernen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Zusammenfügen von Elementen mit engen Spalten durch Schweißen zu schaffen, bei dem eine hohe Abmessungsgenauigkeit der engen Spaltabstände gev/ährleistet ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß in die Abstände ein die Verformung verhinderndes Material eingefügt wird, das aus einem wasserlösliehen Material oder einem durch Wasser zerfallendem Material besteht, daß eine durchgehende Nut oder eine durchgehende Höhlung in einem Teil des die Verformung verhindernden Materials ausgebildet wird, daß die Elemente mit dem engen Spalt verschweißt werden und

-If-

daß das zusammengefügte Element in Wasser gelegt wird, um das d-ie Verformung verhindernde Material durch Herauslösen zu entfernen.

' Weiterhin soll mit der Erfindung ein Verfahren geschaffen werden, das es ermöglicht Elemente mit engen Spalten so zu schweißen, daß Schweißwulste (Einbrandwulste) mit gegebener,Fußlange·ohne Schweißdefekte gebildet werden können.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß eine gerippte Platte und eine Mehrzahl von damit zu verbindenden, Spaltabstände dazwischen bildende Platten vorgesehen sind, wobei ein wasserlösliches, die Verformung verhinderndes Material vorgesehen ist, mit durchgehenden Nuten an gegenüberliegenden Seiten jedes SpaltabStandes an den Rippen, daß Jede Nut eine Breite aufweist, die größer ist als die Fußlänge einer durch Schweißen geformten Einbrandwulst, daß in Jede Nut, deren eine Seite durch die Rippe definiert ist, ein hitzebeständiges Flußmittel eingefüllt wird und daß die Teile dann verschweißt werden.

Weiterhin soll erfindungsgemäß ein Schweißverfahren geschaffen werden, mit dem eine genaue Höhe jedes engen Spaltes gesichert ist und Einbrandwulste mit genauer Größe erreicht werden.

-X-

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß in Jeden Spalt ein wasserlösliches, die Verformung verhinderndes Material eingelegt wird, daß auf dieses Material ein hitzebeständiges, keramisches Rückenteil mit einer Form entsprechend der gewollten Größe und Form der durch Schweißen zu erzeugenden Einbrandwulst gelegt wird und daß anschließend die Teile verschweißt werden, wobei eine genaue Höhe des engen

- Spaltes und eine präzise Einbrandwulst erhalten werden,

10

Alternativ kann dies auch dadurch erreicht werden, daß ein wasserlösliches, die Verformung verhinderndes Material genommen wird, das auf diesem, die Verformung

_β verhindernden Material eine hitzebeständ ge Partikel-

'k 15 schicht und ein Kupferelement entsprechend der Form

der gewollten Größe und Form der Einbrandwulst gebil

det wird und daß dann das Verschweißen erfolgt, wobei eine sehr_tgenaue Einbrandwulst erzielt werden kann.

Die Erfindung und deren Vorteile werden deutlicher anhand der folgenden Beschreibung mit Bezugnahme auf die Zeichnungen.

Dabei zeigt:

Fig. 1 einen Querschnitt durch nach einem herkömmlichen Verfahren zv. verschweißende Elemente mit engen Spalten

Fig. 2
und 3 die Nachteile des bekannten Verfahrens,

5 -

Fig. 4 ein anderes bekanntes Schweißverfahren mit den 4abei auftretenden Problemen,

Fig. 5
und 6 ein Ausfuhrungsbeispiel gemäß der Erfindung,

Fig. 7 ein zweites Ausfuhrungsbeispiel -teilweise weggebrochen-, , ' -

10 Fig. 8 eine Teilansicht von Figur 7, Fig. 9 eine ungeeignete Schweißung,

Flg.10 ein weiteres Ausführungsbeispiel -teilweise weggebrochen- gemäß der Erfindung,

Fig.11

und 12 Teilschnitte der Stufen nach Figur 10,

Fig.13 einen Schnitt durch eine Schweißung nach diesem

Verfahren,

Fig.14 eine weitere Ausführung nach der Erfindung, Fig.15 ein Teilschnitt nach Figur 14 vor dem Schweißen,

Fig.16 einen Teilschnitt der Schweißung nach Figur und

Fig.17 einen Schnitt, wobei das Kupferteil dieselbe

Höhe wie die Rippe aufweist für ein Verfahren nach Figur 14.

Die die Verformung verhindernden Materialien, die erfindungsgemäß benutzt werden, sind Materialien wie beispielsweise Gips, der im flüssigen Zustand in die Spalte eingefüllt werden kann und der durch Trocknen oder unter der Wirkung eines Härters fest wird.

Die Ausbildung einer durchgehenden Nut oder Höhlung in dem die Verformung verhindernden Material erleichtert das Eindringen von Wasser wenn dieses Material durch Auflösung in Wasser nach dem Schweißen entfernt werden soll. Dementsprechend muß die durchgehende Hut an gegenüberliegenden Seiten offen sein.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung soll beschrieben werden an Elementen derselben Art wie in den Figuren 1 bis 4.

Wie besonders in Figur 5 dargestellt, wird wasserlösliches, die Verformung verhinderndes Material 6 in die Abstände, die durch Rippen 2, die sich vertikal von der unteren Platte 1 erstrecken, eingefüllt und es werden kann durchgehende Nuten 7 entlang der Länge des Materials 6 an gegenüberliegenden Seiten -wie gezeigteingeformt.

Wenn als Material 5 Gips benutzt wird, dann ist es möglich, diese durchgehenden Nuten 7 gleichzeitig mit dem FUIlen durch Gießtechnik einzubringen, wobei flüssiger Gips in die Abstände eingegossen und zum Erhärten

30 gebracht wird.

' /O -Jf-

In diesem Zustand werden die oberen Platten 3 auf den Nuten -wie in Figur 6 gezeigt- aufgeschweißt, wobei die enge Spalte aufweisenden Elemente durch die Schweissung 5 miteinander verbunden werden.

Da das die Verformung verhindernde Material 6 in jedem Abstand vorhanden ist, kann die Schweißschrumpfung vollständig unterbunden werden. Nach dem Schweißen bleiben die an gegenüberliegenden Seiten geformten durchgehenden Nuten 7 als Freiräume durch die Bildung der Einbrandwulst.

Anschließend wird das Element in Wasser gelegt, so daß Wasser in das Material 6 eindringt. Dadurch wird das Material 6 aufgelöst oder durch Zerfall weich und kann so leicht entfernt werden. V/erden keine Nuten 7 ausgebildet, so dauert es lange bis das Wasser eindringt. Da sich die Nuten 7 entlang dem Material 6 erstrecken, kann das Wasser leicht und schnell die Innenseiten des die Verformung verhindernden Material 6 erreichen.

Es sei bemerkt, daß anstelle der durchgehenden Nuten 7 auf der Oberfläche des Materials 6 eine durchgehende Höhlung in der Mitte des Materials 6 zur Erreichung desselben Effektes vorgesehen sein kann.

Beispiele der vorstehenden Ausführung der Erfindung und vergleichende Beispiele sollen nun beschrieben werden.

3608U9 /ή

Beispiel 1 und 2;

Die untere Platte 1 mit den Rippen 2 und die obere Platte 3 (Rippendicke 5 mm, Rippenhöhe 8 mm und Rippenabstand 50 mm) -wie in Figur 5 und 6 dargestellt- werden verschweißt, um eine Anordnung mit engen Spalten zu erhalten, wobei dies 10 enge Spalte mit einer Länge von 150 mm sind.

Diese Platten bestanden aus Chrom-Molybdän-Stahl und sie wurden nach dem TIG-Schweißverfahren (Vorerhitzung 200°C) verbunden. Beim Material 6 handelte es sich um normalen Gips, der mit 50% Wasser (Beispiel 1) oder Tonerdepulver mit 5% Kalciumkarbonat (Beispiel 2) geknetet wurde. Diese Materialien wurden jeweils in die engen Spalte gegossen und konnten 2 Stunden zur Verfestigung ruhen. Danach wurden die oberen Platten 3 entfernt und die Nuten 7 wurden mit einer Tiefe von 3 mm -wie in Figur 5 gezeigt- eingeformt.

Vergleichsbeispiel 1

Die gleiche Verfahrensweise wie beim obigen Beispiel wurde durchgeführt aber ohne das die Verformung veriiindernde Material 6 und es erfolgte dann ein Verschweißen.

Vergleichsbeispiele 2 und 3

Die gleiche Verfahrensweise wurde wiederholt mit der Ausnahme, daß keine durchgehenden Nuten 7 in die Oberfläche des Materials 6 .eingeformt wurden. Die Ergebnisse der Beispiele 1 bis 3 sind in der Tabelle 1 aufgeführt:

Tabelle 1

Verformung ver hinderndes Material	Nut	-	Höhe Ho des anfänglichen Spaltabstandes	Höhe H1 des Spaltab Standes nach der Schweißung	Streuung von H1	Auflösungszeit des die Verformung verhindernden Materials
Vergleichs beispiel 1:
keins	da	8,0 mm	6,9mm	± 0,5mm
Beispiel 1:
Gips + Wasser	nein	8, Oma	7,3mm	+_ 0,2mm	3 Stunden
Vergleichs beispiel 2:
keins	da	8,0mm	7,3mm	_+ 0,2mm	24 Stunden
Beispiel 2:
Tonerde + Kaleiumkarbonat	nein	8,0mm	7,5mm	i 0,1mm	2 Stunden
Vergleichs beispiel 3:
keins	8,0mm	7,5mm	+ 0,1mm	20 Stunden

CO O OO

CD

Aus dem umseitigen Vergleich ergibt sich, und zwar beim Vergleich des Vergleichsbeispiels 1 mit den Beispielen 1, 2 die große Genauigkeit der Einhaltung der Spalte.

Der Vergleich mit den Vergleichsbeispielen 2, 3 läßt erkennen, daß die Zeit, die für die Auflösung notwendig ist, bei den Beispielen 1 und 2 kürzer ist.

Damit ist das erfindungsgemäße Verfahren sehr wirkungsvoll beim Zusammenfügen von Elementen mit engen Spalten durch Schweißen, wobei die Spaltabstände mit hoher Genauigkeit eingehalten werden.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel soll nun beschrieben werden.

Wenn die Nut des die Verformung verhindernden Materials 6 dieselbe Länge aufweist, wie die Fußlänge des Einbrandwulstes der Schweißwulst 5, dann besteht die Befürchtung, daß die Einbrandwulst in direkten Kontakt mit dem Material 6 kommt, so daß dieses teilweise schmelzen oder Gase aus diesem Material erzeugt v/erden können, so daß auf diese Weise Schweißdefekte in der Einbrandwulst wie Risse oder Blasen entstehen können.

Wenn andererseits die Breite der Nuten 7 des die Verformung verhindernden Materials 6 ausreichend größer ist als die Fußlänge der Einbrandwulst, dann berührt diese Wulst nicht direkt.das Material 6.

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-yc-

Schweißdefekte werden also nicht auftreten aber es wird schwer Einbrandwulste mit gewollter Länge zu erhalten, weil die Schweißbedingungen sich verändern.

Um diese Schwierigkeiten zu beseitigen, wird das Schweißen der.unteren, gerippten Platte mit den oberen Platten so durchgeführt, daß ein wasserlösliches die Verformung verhindernde^ Material in jeden Spalt eingefüllt wird, der durch die Rippen definiert wird, wobei Nuten in die Oberflächen des Materials an gegenüberliegenden Seiten nahe den Rippen eingeformt werden. Die Nut ist so geformt, daß sie größer ist als die Fußlänge des durch das Schweißen hergestellten Einbrandwulstes und es wird hitzebeständiges FIu ßmittel zwi-

15 sehen jede Nut und Rippe eingefüllt.

Weitere Nuten in dem Material 6 sind vorteilhaft, weil dann der Einbrandwulst nicht direkt in Kontakt mit dem Material in jedem Spalt kommt.

Da das Flußmittel, das in jede Nut eingefüllt worden ist, hitzebeständig ist, schmilzt es nicht wesentlich beim Kontakt mit dem Einbrandwulst. Vielmehr kontrolliert das hitzebeständige Flußmittel in den Nuten den Einbrand-

25 wulst mit einer gegebenen Länge.

Dieses weitere Ausführungsbeispiel soll unter Bezug auf die Figuren 7 und 8 erläutert werden.

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Zunächst ist dabei eine untere Platte 22 vorgesehen, die Rippen 21 aufweist, die eine Ausnehmung (entsprechend dem engen Spalt) zwischen benachbarten Rippen bilden und sie bestehen aus Cr-Mo-Stahl.

Ein die Verformung verhinderndes Material -wie lösbarer Gips- wird in jede Ausnehmung, die Nuten bildet, eingefüllt. Die Nuten sollten eine Breite haben, die ausreichend größer ist, als die Fußlänge jedes durch das Schweißen gebildeten Einbrandwulstes. Anschließend wird ein hitzebeständiges FIu ßmittel 27 in die Nuten 24 gefüllt, die durch die Rippen 21 auf einer Seite der Nut 24 definiert werden, und zwar bis zu einer HUie von beispielsweise 2mm über der oberen Oberfläche jeder

15 Rippe 21.

Das FIu ßmittel 27 kann beispielsweise eine Zusammensetzung haben mit einem Schmelzpunkt von 15OO°C und 50% MgO; 15% CaF₂, 10% Al₂O₃, 20'/OCaO und 5% Si. Danach wird die obere Platte 23, die aus Cr-Mo-Stahl besteht, auf der unteren Platte derart angeordnet, daß die i-Jut 28 mit der Rippe 21 zusammenwirkt und es erfolgt dann ein TIG-Schweißen um die Schweißwulst zu bilden.

Nach dem Verschweißen wird in die engen Spalte V/asser gegeben, wodurch das Flußmittel und das Material 25 entfernt werden können.

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Bei der Untersuchung der Fußlänge der Einbrandwulst 26' nach dem Schweißen, wurden die in Tabelle 2 aufgeführten Ergebnisse erhalten.

In der Tabelle ist der Fall gezeigt, bei dem das Flußmittel -wie oben angegeben- einen Schmelzpunkt von 1500⁰C hat im Vergleich mit dem Fall, bei dem ein gewöhnliches Flußmittel, mit einem Schmelzpunkt von 1O5O°C benutzt worden ist.

Tabelle 2

Flußmittel	Fußlänge der Ein brandwulst (entlang der LängserStreckung der Rippe)
Erfindung: Flußmittel mit einem Schmelzpunkt von 1500 Vergleichsversuch:	2,0 - 2,1 mm
4 Flußmittel mit einem Schmelzpunkt von 1050⁰C 5 ohne Flußmittel	2,1 - 2,9 mm 2,3 - 9,8 mm

Experimentell wurde damit bestätigt, daß die Einbrandwulst nach dem Schweißen nach dieser zweiten Ausführung der Erfindung keine oder nur sehr geringe Schweißfehler wie Risse oder Blasen aufweist.

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Diese zweite erfindungsgemäße Ausführung ist vorteilhaft, da wasserlösliches, die Verformung verhinderndes Material in die engen Spalte eingefüllt wird und damit die Verformung vollständig unterbunden werden kann und auf diese Weise Elemente mit engen Spalten von hoher Genauigkeit herstellbar sind. Dabei wird ein hitzebeständiges Flußmittel in die Nuten zwischen dem Material und den .Rippen eingefüllt, so daß eine sanfte Einbrandwulst hergestellt werdsn kann ohne Beeinflussung der Schweißung und ohne daß Schweißfehler hervorgerufen werden.

Wenn bei dem zweiten Ausführungsbeispiel (Fig. 7 und C) (l. ) große Schweißströme zum Schweißen benutzt v/erden, dann können Einbrandwulste entstehen, die unregelmäßige Fußlängen aufweisen oder die größer sind als der Abstand zwischen dem eingefüllten FIu ßmittel und der oberen Platte -wie sich besonders aus der Figur 1 ergibt-. (2.) Wenn eine eingefüllte FIu ßmittelschicht als Pulver zurückbleibt, dann ist zwar das Wiederschmelzen möglich, aber die vertikale Schweiß Un₁^ ist nicht möglich, wegen der Bewegung der Flußmittelschicht .

Unter Berücksichtigung der obigen Ausführungen ist es daher zur Erzielung eines Einbrandwulstes von gutem Aussehen und hoher Abmessungsgenauigkeit vorteilhaft, ein Rückenteil vorzusehen, das nicht schmilzt und das beim Kontakt mit der Einbrandwulst fest bleibt.

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Gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Verfahren vorgesehen, das darin besteht, daß wasserlösliches, die Verformung verhinderndes Material in die engen Spalte der unteren Platte, die durch die Rippen gebildet werden, die sich vertikal von der oberen Platte erstrecken, eingefüllt wird, daß auf dieses Material jeweils ein hitzebeständiges, keramisches Rückenteil aufgelegt wird, das mit der Größe und der Form der beim Schweißen erzeugten Einbrandwulst übereinstimmt und daß die untere und die obere Platte verschweißt werden, wobei die gegebene Höhe 3edes engen Spaltes gehalten und die gewollten Einbrandwulste gebildet werden.

Nach diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung wurde wasserlösliches, die Verformung verhinderndes Material mit den vorher beschriebenen Vorteilen benutzt. Darüberhinaus war ein hitzebeständiges keramisches Rückenteil an Jedem Material in dem Spalt angeordnet, wobei dieses in der Größe und Form der Einbrandwulst entsprach. Als Ergebnis kann die präzise Einbrandvrulstbildung durch das Schweißen angesehen werden.

Dieses Ausführungsbeispiel der Erfindung wird insbesondere in Verbindung mit Fig. 10 bis 13 beschrieben.

In den Figuren ist eine untere Platte 41 vorgesehen, z.B. aus Cr-Mo-Stahl, mit hochstehenden Rippen 42. Auf der oberen Platte 41 sind obere Platten 44 mit Nuten angeordnet. Das Bezugszeichen 45 bezeichnet die Schweißmetallschichten in der Nut 43.

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Für die Schweißung zwischen der unteren Platte 41 und der oberen Platte 44 -bei dieser Ausführung der Erfindun;;-besteht das wasserlösliche Material 46 beispielsweise aus zerstörbarem Gips, um die abgeschrägten Nuten ·'7 in den engen Spalten zu bilden.

Anschließend- wird eine hitzebeständige keramische Schicht 48, die beispielsweise aus einer Mischung aus Tonerdepulver mit einer Teilchengröße von nicht mehr als 5 Mikrometer (Al₂O,, Schmelzpunkt um 2000°C) und 30 VoI, > Wasserglas besteht und einen Schmelzpunkt aufweist, der höher ist als Stahl in Jede abgeschrägte Nut 47 als Rückenteil eingebracht. Die hitzebeständige Keramikschicht 48 sollte der Temperatur der Einbrandwulst

15 (um 1500°C) beim Schweißen widerstehen.

Die Keramikschicht 48 wird wie folgt gebildet:

Ein Werkzeug 50, angepaßt an die gewünschte Form der Einbrandwulst 49, befindet sich auf jeder Rippe 42 -wie die Figur 11 zeigt- und die Keramikmasse wird gestampft. In diesem Zustand werden die oberen Platten aufgelegt und dem TIG-Schweißprozeß ausgesetzt.

Damit werden Einbrandwulst 51 mit der beabsichtigten Fußlänge von beispielsweise 2 mm mit hoher Genauigkeit der Höhe erzeugt, und zwar mit einer Form, wie im Querschnitt in Figur 13 gezeigt.

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Bei diesem Ausführungsbeispiel befindet sich die hitzebeständige Keramikschicht 48 mit einer Form entsprechend der gewünschten Größe und Form der Einbrandwulst auf jedem die Verformung verhindernden Material 46. Dementsprechend kann die Einbrandwulst 51 durch Schweißen präzise gebildet werden.

Wasserglas wurde dabei als Bindemittel benutzt und damit verfestigt sich die Keramikschicht durch Kohlenstoffdioxid.

Das Rückenteil mit komplizierter Form kann leicht bei Raumtemperatur gebildet werden. Dieses Teil kann selbstverständlich auch auf andere Weise hergestellt v/erden.

Als Rückenteil kann auch eine Keramik verwendet werden, die durch Beladen und Sintern von Keramikpulver in einer gewöhnlichen Form, erhalten wurde. Auch können andere keramische Materialien als Tonerde 6 benutzt werden.

Das Wasserglas härtet bei dem obigen Beispiel unter der Wirkung des CO₂* Alternativ kann das Wasserglas auch durch den Zusatz von selbsthärtenden Mitteln wie beispielsweise Zement, einem bestimmten Schlackentyp (hauptsächlich aus 2 CaO.SiO₂)»Al, Si, FeSi oder dergleichen abbinden.

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Nachfolgend soll ein viertes Beispiel der Erfindung erläutert werden, mit dem derselbe Zweck wie bei der in den Figuren 10 bis 13 gezeigten Methode erreicht wird.

Bei diesem Beispiel wird eine aus hitzebeständigen Teilchen bestehende Schicht auf dem v/a ss er löslichen, die Verformung verhindernden Material in jedem Spalt geformt, auf dem dann ein Kupferteil ausgebildet wird, das in der Größe und der Form der Einbrandwulst entspricht und dann erfolgt das vorher beschriebene Schweißen.

Dies gewährleistet die Bildung einer Einbrandswulst von hoher Abmessungsgenauigkeit.

Die Bildung von Einbrandwulsten hoher Abmessungsgenauigkeit resultiert aus dem Kupferteil, das in der Form und Größe der Einbrandwulst entspricht.

Da weiterhin die hitzebeständige Teilchenschicht zwischen dem Kupferteil und dem wasserlöslichen, die Verformung verhindernden Material existiert, kann das Kupferteil genau ausgerichtet werden, Wenn das Kupferteil, erhitzt durch thermische Absorption direkt das wasserlösliche Material berührt, dann unterliegt dieses Material e■ner wärmebedingten Veränderung, wobei für das Schweißen nachteilige Gase entstehen.

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Die. Anwesenheit der hitzebeständigen Teilchenschicht zwischen dem Kupferteil und dem Material kann jedoch die Entstehung derartiger Gase verhindern.

Das vierte Ausführungsbeispiel der Erfindung soll unter Bezug auf die Figuren 14 bis 16 näher erläutert werden.

In diesen Figuren ist eine untere Platte 61 gezeigt, die beispielsweise aus Cr-Mo-Stahl, ähnlich dem der vorangegangenen Beispiele entspricht.

Die untere Platte 61 hat sich nach oben erstreckende Rippen 62 mit einer Höhe von 10 mm. Auf der unteren Platte 61 sind obere Platten angeordnet, beispielsweise aus Cr-Mo-Stahl mit Nuten 63, in denen die Schweißmetallagen 65 gebildet werden.

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird ein wasserlösliches, die Verformung verhinderndes Material 66, wie herkömmlieh erhältlicher zerstörbarer Gips gefüllt wird, und zwar in jeden Spalt zwischen benachbarten Rippen 62, wobei 10 mm breite und 8 mm tiefe Nuten 67 auf gegenüberliegenden Seiten des eingefüllten Materials 66 an den entsprechenden Rippen 62 gebildet werden. Dann werden herkömmlich erhältliche hitzebeständige Teilchen 68 für die Einbrandschweißung in jede Nut eingefüllt in einer Dicke von e*£wa 3 mm, auf die ein 8 mm breites und 6 mm dickes Kupferteil 69 -versehen mit einer Abschrägung an einer Kante- als Rückenteil aufgelegt wird, so dai3 die obere Oberfläche des Teiles 69 mit der Höhe der Rippe 62 zusammenfällt.

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Dann werden die hitzebeständigen Teilchen in den Spalt zwischen einer Seite des Kupferteils 69 und dem Material 66 eingebracht, wodurch bewirkt wird, daß das Kupferteil 69 in intimen Kontakt mit der Rippe 62 gebracht wird. In diesem Zustand werden die oberen Platten 6^ in der Position befestigt und der TIG-Schweißung ausgesetzt.

Als Ergebnis wird eine genaue Einbrandwulst 70 erzeugt, die eine Querschnittsform wie in Figur 16 und eine Fußlänge von z.B. 2mm aufweist.

Bei diesem Ausführungsbeispiel kann eine genaue Einbrandwulst erreicht werden, weil das Kupferteil 69, das in der Form und der Abmessung der gewollten Einbrandwulst entspricht, als Rückenteil vorgesehen ist.

Dies aus den folgenden Gründen. Die Temperatur des geschmolzenen Metalls beträgt etwa 1500⁰C, die nur einen lokalen Bereich benachbart der Schweißung erreicht.

Andererseits weist das Kupferteil 69 einen Schmelzpunkt von etwa HOO⁰C auf. Aufgrund der guten Wärmeleitfähigkeit, auch wenn das geschmolzene Metall das Kupferteil bei der Schweißung berührt, wird d.ie Wärme an der Kontaktfläche ausreichend absorbiert, wobei das geschmolzene Metall zur Bildung der Einbrandwulst erstarren kann. Auf diese Weise sichert das Kupferteil 69, das entsprechend der Größe und Form der Einbrandwulst gebildet ist, eine Einbrandwulst von großer Abmessunrjsgenauigkeit.

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Da ferner die hitzebeständige Teilchenschicht 68 zwischen dem Kupferteil 69 und dem Material 66 vorgesehen ist, kann das Kupferteil 69 präzise in Position gebracht werden. Aus demselben Grund unterliegt das Material 66 dort wo das Kupferteil 9, das die Hitze absorbiert, direkt das Material 66 berührt, einer thermischen Änderung und. kann für das Schweißen unerwünschte Gase erzeugen. Dies kann durch die hitzebeständige Teilcherischicht 68 verhindert werden.

Bei dem obigen Beispiel wird das Kupferteil als Rückenteil benutzt oder es kann ein wassergekühltes Kupferteil zur Erleichterung der Kühlung verwendet werden.

Zum Vergleich, wenn das Kupferteil (Rückenteil) 69, das dieselbe Höhe aufweist wie die Rippe 62 benutzt wird, dann kann das Kupferteil 69 fest zwischen der unteren Platte 6l und der oberen Platte 64 gehalten werden, und zwar durch eine leichte Deformation durch die Schweißschrumpfung, die duch das Material 66 nicht verhindert werden kann.

Aus den obigen Darlegungen ergibt sich, daß die vorliegende Erfindung ein Schweißverfahren schafft für enge Spalte aufweisende Teile, wobei die Einbrandwulste mit großer Genauigkeit ausgeführt werden können.

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Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Zusammenfügen von Elementen, die schmale Spalte aufweisen durch Schweißen, dadurcn gekennzeichnet, daß in jeden Zwischenraum ein die Verformung verhinderndes Material eingefüllt wird, das aus einem wasserlöslichen oder von Wasser zerstörbaren Material besteht, daß eine durchgehende Nut oder Bohrung in dieses die Verformung verhindernde Material eingebracht wird, daß daran anschließend das Verschweißen der Elemente erfolgt und daß die zusammengefügten Elemente anschließend mit Wasser in Berührung gebracht werden, um aus jedem Zwischenr«\..m das die Verformung verhindernde Material zu entfernen.

TELETEX: TELEGRAMM TELEFON — 2 — TELEX: INVENTION 030/891 60 37 BAD ORIGINAL TELEFAX (17-2627) BERLIN 030/891 IfI '.'β BANKKONTO. nisi·; ■· ι 030/891 78 50 BERLINER EIANK AG Γ y. ·--■.-.-. DFßl IM O1

2. Verfahren zum Verschweißen von Elementen, die enge Spalten aufweisen und die aus einer gerippten und einer Mehrzahl damit zu verbindender Platten bestehen, wobei die gerippten Platten spaltförmige Abstände dazwischen bilden, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Verformung verhinderndes Material in die Spalte eingefüllt wird, wobei dieses Material durchgehende Nuten an gegenüberliegenden Seiten jedes Spaltes benachbart den Rippen aufweist und daß jede Nut eine Breite besitzt, die größer ist als die Fußlänge jeder durch das Schweißen gebildeten Einbrandwulst, daß in jede Nut, deren eine Seite durch die Rippe definiert wird ein hitzebeständiges FIu ßmittel eingefüllt wird und daß anschließend die Elemente

15 mit den engen Spalten verschweißt werden.

3. Verfahren zum Verschweißen von Elementen, die nach dem Zusammenbau enge Spalte zwischen sich aufweisen, dadurch «gekennzeichnet, daß ein wasserlösliches, die

Verformung verhinderndes Material in jeden Spalt eingefüllt wird, daß auf das wasserlösliche Material ein hitzebeständiges keramisches Rückenteil aufgebracht wird, das in seiner Form mit der gewollten Größe und F_orm der durch Schweißen gebildeten Einbrandwulst entspricht und daß die Teile mit den engen Spalten verschweißt werden.

4. Verfahren zum Verschweißen von Elementen mit engen Spalten, die zwischen sich beim Zusammenbau Abstände aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß ein wasserlösliches, die Verformung verhinderndes Material in jeden Spalt eingefüllt wird, daß auf dieses wasserlösliche Material eine aus hitzebeständigen Teilchen bestehende Schicht und darauf ein Kupferteil aufgebracht wird, das in der Form der gewollten Größe und Form der durch das Schweißen erzeugten Einbrandwulst entspricht und daß anschliessend die Elemente verschweißt werden.