DE388014C

DE388014C - Verfahren zur Herstellung von durch Aufschweissung verbundenen Deckschichten aus Metall oder Metallegierungen auf metallischen Werkstuecken

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Publication number: DE388014C
Application number: DEM81766D
Authority: DE
Original assignee: Individual
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Priority date: 1923-06-21
Filing date: 1923-06-21
Publication date: 1924-01-07

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 7. JANUAR 1924

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 75 c GRUPPE 29

(M<Si₇66 VI/75c)

Nicolaus Meurer in Neukölln.

Verfahren zur Herstellung von durch Aufschweißung verbundenen Deckschichten aus Metall oder Metallegierungen auf metallischen Werkstücken.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 21. Juni 1923 ab.

Es sin'd bereits Vorrichtungen bekannt, die dazu dienen, durch Zerstäubung, Aufspritzung oder Vergasung von Metall erzeugten Schichten einer Wärmebehandlung während oder nach dem Spritzvorgang zu

unterziehen, um durch diese das Gefüge des erzeugten Metallniederschlages inniger oder um die erzeugten Metallschichten für zu erfolgende Beanspruchungen widerstandsfähiger zu gestalten.

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Zu diesem Zwecke sind z. B. für die an sich bekannten Metallspritzapparate sogenannte Manteldüsen konstruiert worden, das sind mit Gas, Gasgemisch oder inerten, erwärmten Gasen gespeiste Düsen, die konzentrisch oder exzentrisch zum Düsensystem des Spritzapparates angebracht sind und einen den Zerstäubungsstrahl ummantelnden warmen Gasstrom oder eine diesen ummantelnde Flamme ίο bilden und auf diese Weise das in Zerstäubung begriffene und aufgestreute Spritzijut erwärmen.

Es ist ferner zu ähnlichen Zwecken bereits vorgeschlagen worden, die Erhitzung bis zur Schweißtemperatur des aufgebrachten Metalles dadurch zu erzielen, daß man am Spritzapparat einen verstellbar angeordneten, das Werkstück befahrenden Kontakt anbrachte, der den einen Pol einer Stromquelle bildet, während der andere Pol an das Werkstück selbst angeschlossen wird, so daß an der Berührungsstelle zwischen dem Kontakt und dem Werkstück eine Widerstandserhitzung auftritt, die den gespritzten Überzug zum Schmelzen und zum Verschweißen mit der Unterlage bringt.

Es ist ferner bereits vorgeschlagen worden, zur Schmelzung bzw. Vergasung des Spritzgutes die Bildung eines elektrischen Lichtbogens zu verwenden, indem das Spritzgut selbst in Form zweier voneinander isolierter Drähte einem gemeinsamen Düsensystem zugeführt wurde und die Bildung eines Lichtbogens durch Annäherung der durch den Spritzapparat geführten, unter Strom befindlichen Drahtenden bewirkt wird.

Alle bisher gemachten Vorschläge haben aber den Übelstand gemein, daß das Spritzgut aus dem geschmolzenen oder gasförmigen Zustande, in welchen es erst durch eine besondere Wärmequelle gebracht worden ist, sich während des Spritzvorganges selbst ganz erheblich abkühlt oder abkühlen muß, wodurch nicht bloß eine durch Hinzutreten von Luft und des Verbrennungsmittels — des Sauerstoffes — beträchtliche Oxydation eintritt, sondern wodurch auch das Metall selbst erst ^; jenes körnige, bzw. mehr oder minder lockere ; Gefüge erhält, welches zu beseitigen die erst- ] genannten Vorschläge zur Aufgabe hatten.

In vorliegender Erfindung· wird nun ein Verfahren beschrieben, bei welchem das . Spritzgut sich während des Spritzvorganges bis zu seinem Auftreffen auf das zu behandelnde Werkstück kaum, oder so gut wir gar nicht abkühlt. Bei diesem erfolgt die Erhitzung des Spritzgutes zwar auch durch die Bildung eines elektrischen Lichtbogens; dieser tritt aber nicht zwischen den Enden isoliert, unter Strom befindlicher Drähte, deren Polenden eine ausreichende Spannungsdifferenz zueinander besitzen, auf, auch nicht zwischen einem Polende eines Einzeldrahtes und einem anderen, an der Pistole selbst befindlichen Kontakte, sondern zwischen dem kontinuierlieh hervortretenden Ende des Spritzgutes, sei es drahtförmig, pulverförmig oder in Form eines Flüssigkeitsstrahles und dem unter Spannung stehenden Werkstücke selbst. Bei einer solchen Anordnung bildet sich der Lichtbogen unmittelbar in dem mit Metall zu belegenden Flächenanteil. Dasselbe selbst wird ausreichend erwärmt und die auf hohe Temperatur gebrachten Metall teilchen, seien sie flüssig oder gasförmig, können auf ihrer Flugbahn bis zum Auftreffen auf den Metalluntergrund keine wesentliche Abkühlung und Oxydation mehr erleiden, weil der Weg ein äußerst kurzer und die ganze Wegstrecke, die diese Metallteilchen zu durchwandern haben, : durchweg auf sehr hohe Temperatur erhitzt bleibt. Die Folge hiervon ist ein Zusammenschweißen der einzelnen Metallteilchen untereinander sowohl wie ein Zusammenschweißen der Metallteilchen mit dem Grundstoff.

Einen weiteren Vorteil bietet dieses Verfahren dadurch, daß, da eine Verschweißung zwischen dem Metallüberzug und dem Werkstück erzielt wird, eine Aufrauhung der Werkstückoberfläche, wie dies früher erforderlich war, entfallen kann, da letztere nur deswegen notwendig war, weil die aufgetragenen Metallschichten, die sich in einem mehr oder minder festen Zustande niederschlugen, nur eine Verankerung mit der Werkstückoberfläche eingehen konnten und daher rauhe Unterlageflächen zur Bedingung hatten, von glatten Flächen aber ohne weiteres wieder abgestoßen werden, sich jedenfalls an diese nicht ausreichend festlegen konnten.

Zur Einhaltung eines jeweilig passenden Abstandes des Spritzapparates vom Werkstückstoff zwecks geeigneter Bildung des Lichtbogens, lassen sich an dem Spritzapparat Einrichtungen anbringen, die den gewünschten Abstand stets zu regeln gestatten. Ein Ausführungsbeispiel hierfür ist aus beiliegender Zeichnung ersichtlich. Bei derselben bedeutet α die Stirnwand des Spritzapparates, b das Düsensystem, c das vortretende Draht- no ende, das den einen elektrisch geladenen Pol bildet, welcher entweder isoliert oder nicht isoliert zum Spritzapparat sein kann. Das Werkstück selbst ist mit d bezeichnet und bildet den anderen Pol; e soll den Flammenbogen darstellen; f sind an dem Spritzapparat selbst befestigte Stege, die rings um die Düse in ein-, zwei- oder, mehrfacher Zahl angebracht sind; g sind Kugeln, die in Schalen ein Gleiten auf der Werkstückfläche ermöglichen; h sind Isolierscheiben, die einen Kontakt zwischen Pistole und Steg verhindern; i sind Schlitze

und k Flügelschrauben, durch welche die Stege f beliebig verlängert oder verkürzt werden können.

An Stelle solcher Stege können natürlich auch andere regelbare Vorrichtungen angebracht werden, wie durchbrochene zylindrische oder trichterartige Kanäle, die auf das Werkstück aufgesetzt werden und einen gewünschten Abstand des Düsenmundstückes

ίο zum Werkstück gewährleisten.

Die Verstellbarkeit von Einzelstegen kann auch dazu benutzt werden, dem Spritzstrahl selbst je nach Wunsch eine zum Werkstück senkrechte oder geneigte Richtung zu geben.

Die Zerstäubung des Spritzgutes geschieht nicht bloß durch den Flammenbogen, sondern, damit gleichzeitig der Flugbahn des Spritzgutes selbst die gewünschte Richtung gegeben wird, durch ein besonderes Zerstäubungs-

■io mittel, die Preßluft.

Sich in geringem Maße durch den Hinzutritt der Preßluft bildende Oxydation der Spritzteilchen kann durch Zuführung von Flußmitteln behindert werden, welche auch die sich etwa gebildeten Oxyde aufnehmen und neben den gegebenenfalls gleichzeitig zugeführten Lötmitteln den Schweißprozeß der aufgetragenen Metallteilchen untereinander sowohl wie die Verbindung mit dem Werkstück begünstigen.

Diese Flußmittel können kontinuierlich oder periodisch durch eine, dem Spritzapparat angeschlossene Vorrichtung zugeführt werden, wobei zum Transport des Fluß- oder Lötmittels unter anderem auch die Preßluft als Druck- oder Saugmittel (Injektorwirkung) angewandt werden kann, die zur Zerstäubung des Spritzmittels oder auch zum Transport des Spritzgutes benutzt wird. Die injektorartige Ansaugung des Fluß- oder Lötmittels kann im Düsenkopf b selbst bewirkt werden, indem eine an sich bekannte Injektordüse in das Düsenmundstück eingebaut wird.

Das im Vorstehenden beschriebene Verfahren bietet nicht bloß den Vorteil einer innigen Verschweißung der Metallteilchen untereinander und mit dem Werkstückstoff, nicht bloß den oben bereits erwähnten Fortfall der an sich lästigen und zeitraubenden Dekapierung und Aufrauhung mit Hilfe des Sandstrahlgebläses, sondern auch noch den Vorteil, daß zur Erschmelzung des Spritzgutes selbst keine weitere Wärmequelle mehr notwendig wird, so daß die Anwendung von Brenngasen entfallen kann, indem diejenige Wärmequelle, die das Verschweißen der Metallteilchen untereinander und mit dem Werkstückstoff bewirkt, auch gleichzeitig das Spritzgut selbst auf Schmelz- und Vergasungstemperatur bringt.

Claims

Patent-Ansprüche:

i. Verfahren zur Herstellung von durch Aufschweißung aufgespritzten Schmelzgutes, insbesondere Metalles, mit der Unterlage verbundenen Deckschichten unter Benutzung eines die Metallerschmelzung bewirkenden elektrischen Lichtbogens, dadurch gekennzeichnet, daß die Herstellung des Lichtbogens durch die Spannungsdifferenz vermittelt wird, welche zwischen dem an den einen Pol der elektrischen Stromquelle angeschlossenen Werkstück und dem an den anderen Pol angeschlossenen Spritzgut oder dem das" langgestreckte oder pulverförmige oder flüssige Spritzgut enthaltenden und es aufs ' Werkstück schleudernden Spritzapparat besteht, so daß der Lichtbogen nicht bloß So die nötige Wärmemenge liefert, um das auf die Unterlage geschleuderte Spritzgut zum Schmelzen und Aufschweißen zu bringen, sondern auch diejenige Wärmemenge, die zum Schmelzbarmachen des S5 Spritzgutes notwendig ist.
2. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Spritzapparat Mittel vorgesehen sind, die eine regelbare Ein- go stellung des Abstandes des den einen Strompol bildenden Werkstückes von dem den anderen Pol bildenden Spritzgut oder Spritzapparat ermöglichen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.

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