DE3802300C1

DE3802300C1 - Friction-welding process for joining thin-walled metal tubes, and thin-walled metal tube for such a friction-welded joint

Info

Publication number: DE3802300C1
Application number: DE19883802300
Authority: DE
Inventors: Heinrich 8900 Augsburg De Gruenauer
Original assignee: KUKA Schweissanlagen und Roboter GmbH
Current assignee: KUKA Systems GmbH
Priority date: 1988-01-27
Filing date: 1988-01-27
Publication date: 1989-08-17

Abstract

The invention relates to a friction-welding process for joining thin-walled metal tubes (1) to other bodies (2). In order to prevent notching, the rim (3) of the metal tube (1) is widened, in particular beaded, before the friction welding. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reibschweißverbinden dünnwandiger Metallrohre mit anderen Körpern sowie ein dünnwandiges Metallrohr für eine solche Reibschweißverbindung.The invention relates to a method for Friction welding joining thin-walled metal pipes with other bodies as well as a thin-walled metal tube for such a friction weld.

Bislang ist es nicht möglich, Metallrohre mit sehr dünnen Wandstärken von weniger als 1 mm mit anderen, insbesondere massiven Körpern zu verbinden, wenn die dünnwandigen Metallrohre aus einem Werkstoff mit höherer Festigkeit als der Gegenkörper bestehen. Das Metallrohr schneidet sich in den weicheren Gegenkörper ein, ohne daß es zu einer Reibschweißverbindung kommt.So far, it is not possible to use metal pipes with a lot thin wall thicknesses of less than 1 mm with others, especially to connect solid bodies when the thin-walled metal pipes made of a material with higher Strength than the opposite body. The metal pipe cuts into the softer counter body without that there is a friction weld connection.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Möglichkeit zum Reibschweißverbinden solcher dünnwandiger Metallrohre aufzuzeigen, auch wenn die Werkstoffe der zu verbindenden Teile große Festigkeitsunterschiede aufweisen.It is therefore an object of the present invention to Possibility of friction welding joining such to show thin-walled metal pipes, even if the Great materials of the parts to be joined Differences in strength.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen im Kennzeichen des Anspruchs 1 sowie des Anspruchs 4.The invention solves this problem with the features in Characteristics of claim 1 and claim 4.

Erfindungsgemäß wird der Rand des Metallrohres vor dem Reibschweißen verbreitert. Hierdurch wird sein Reibschweißquerschnitt soweit vergrößert, daß kein Einschneiden, sondern nunmehr ein normales Anreiben und Erwärmen des Metallrohres an der Verbindungsstelle stattfindet.According to the edge of the metal tube before the Friction welding broadened. This will be Friction welding cross section enlarged so that no Incision, but now a normal rubbing and Heating the metal pipe at the junction takes place.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat darüber hinaus den Vorteil, daß die Wandstärke des Metallrohres im übrigen Bereich von der Verbreiterung nicht betroffen ist und daher nach den konstruktiven Vorgaben, nach dem Einsatzzweck des fertigen Teiles und dergleichen anderen Kriterien frei gewählt werden kann. Bislang richtete sich die Wandstärkenwahl nach der Reibschweißverbindung, was nunmehr nicht mehr erforderlich ist.The method according to the invention also has the Advantage that the wall thickness of the metal tube in the rest Area is not affected by the widening and therefore according to the design specifications, according to the Purpose of the finished part and the like other Criteria can be chosen freely. So far judged the wall thickness selection according to the friction weld connection, which is now no longer necessary.

Verbreiterung des Bohrrandes kann auf unterschiedliche Weise erfolgen, beispielsweise durch Wandstärkenverdickung, durch Stauchen oder dergleichen. Als besonders vorteilhaft hat es sich herausgestellt, wenn der Rand umgebogen, insbesondere umgebördelt wird. Dies ist eine sehr einfache und damit schnell und kostengünstig zu realisierende Maßnahme. Durch unterschiedliche Wahl des Biegeradius kann hierbei auch die Vergrößerung des Reibschweißquerschnittes gezielt variiert werden. Im umgebördelten Rand befinden sich im Kontaktbereich zwischen den beiden Körpern auch keine scharfen Kanten mehr, so daß ein Einschneiden vollkommen vermieden wird und statt dessen ein sanftes Anreiben mit gleichmäßigem Aufschmelzen stattfindet. Es ist hierdurch sogar möglich, Rohre aus VA-Stahl mit einer Wandstärke von 0,25 mm und weniger mit einem Gegenkörper, beispielsweise einer Scheibe aus Aluminium, durch Reibschweißen zu verbinden. Hierzu sind auch keine unterstützenden Zusatzmaßnahmen, wie beispielsweise eine Verformungsbehinderung an der Aluminiumscheibe, notwendig.Widening of the drilling edge can vary Way, for example by Wall thickness thickening, by upsetting or the like. It has proven to be particularly advantageous if the edge is bent, in particular flanged. This is a very simple and therefore quick and easy Measure to be implemented inexpensively. By different choice of the bending radius can also be used the enlargement of the friction welding cross section specifically can be varied. In the flanged edge are in No contact area between the two bodies sharp edges more, so that a cut perfectly is avoided and instead a gentle rubbing with uniform melting takes place. It is through this even possible, stainless steel pipes with a wall thickness of 0.25 mm and less with a counter body, for example a disc made of aluminum To connect friction welding. There are also none supporting additional measures, such as a Deformation hindrance on the aluminum disc, necessary.

Das erfindungsgemäße Verfahren und das entsprechend den Fachansprüchen vorbereitete dünnwandige Metallrohr können auch für beliebige andere Werkstoffpaarungen mit Erfolg eingesetzt werden. Dies gilt auch für andere als die angegebenen Festigkeitsrelationen zwischen den beiden Teilen.The method according to the invention and the corresponding Prepared thin-walled metal pipe can also be used for any other material pairing Success. This also applies to others than the specified strength relationships between the both parts.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise und schematisch dargestellt.The invention is in the drawing for example and shown schematically.

Mit (1) ist ein dünnwandiges Metallrohr bezeichnet, dessen Wandstärke vorzugsweise unter einem Millimeter liegt. Das Rohr besteht im gezeigten Ausführungsbeispiel aus Stahl und hat eine höhere Festigkeit als der Gegenkörper (2), der beispielsweise aus Aluminium besteht. Statt Aluminium kommen auch andere Werkstoffe, wie Kupfer, Messing oder andere Leichtmetallegierungen in Frage. Der Gegenkörper (2) besitzt an der Verbindungsstelle einen massiveren Querschnitt als das Metallrohr (1) und ist beispielsweise als Scheibe ausgebildet. Die Scheibe kann außerhalb des Reibschweißbereiches auch Ausnehmungen oder Bohrungen aufweisen.( 1 ) denotes a thin-walled metal tube, the wall thickness of which is preferably less than one millimeter. In the exemplary embodiment shown, the tube consists of steel and has a higher strength than the counter body ( 2 ), which is made of aluminum, for example. Instead of aluminum, other materials such as copper, brass or other light metal alloys can also be used. The counter body ( 2 ) has a more solid cross section than the metal tube ( 1 ) at the connection point and is designed, for example, as a disk. The disk can also have recesses or bores outside the friction welding area.

Der Rand (3) des Metallrohres (1) ist an der Verbindungsstelle vor dem Reibschweißen durch Umbördeln verbreitert worden. Damit kommt beim Reibschweißen die umgebogene und verbreiterte Randfläche in Kontakt mit dem Körper (2). Der Rand ist im gezeigten Ausführungsbeispiel nach außen umgebogen, er kann in Variation aber auch nach innen gebogen werden. Anstelle der gezeigten Rundung kann der umgebogene Rand auch nach Art eines Flansches gerade verlaufen.The edge ( 3 ) of the metal tube ( 1 ) has been widened by flanging at the connection point before friction welding. With this, the bent and widened edge surface comes into contact with the body ( 2 ) during friction welding. In the exemplary embodiment shown, the edge is bent outwards, but in a variation it can also be bent inwards. Instead of the rounding shown, the bent edge can also run straight in the manner of a flange.

Claims

1. A method for friction welding joining thin-walled metal pipes to other bodies, characterized in that the edge ( 3 ) of the metal pipe ( 1 ) is widened before the friction welding.

2. The method according to claim 1, characterized in that the edge ( 3 ) is flanged.

3. Thin-walled metal tube for a friction welded joint according to claim 1, characterized in that the metal tube ( 1 ) has a widened edge ( 3 ).

4. Thin-walled metal tube according to claim 3, characterized in that the metal tube ( 1 ) has a flanged edge ( 3 ).