DE4211035C1 - - Google Patents
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
- B23K20/06—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating by means of high energy impulses, e.g. magnetic energy
- B23K20/08—Explosive welding
- B23K20/085—Explosive welding for tubes, e.g. plugging
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erhöhung der
Korrosionsbeständigkeit von Schweißnähten eines aus Teilen
zusammengesetzten Metallkörpers, insbesondere eines mit ei
nem korrosionsfesten Werkstoff plattierten Metallbleches
oder -rohres, wobei ein metallischer Profilstreifen auf die
Schweißzone aufgelegt und mit den Teilen beiderseits der
Schweißzone explosiv verschweißt wird.
Aus der DE-OS 23 10 182 ist bereits ein einschlägiges Ver
fahren zum Stumpfschweißen zweier explosiv plattierter Ble
che bekannt, bei dem zunächst in der Nähe der Schweißnaht
eines Metallkörpers ein etwa der Dicke des Metallkörperma
terials entsprechender breiter Streifen der Plattierung ab
gearbeitet wird, sodann die Metallkörperteile durch
Schmelzschweißen verbunden werden und schließlich die Plat
tierungslücke mit einem diese übergreifenden Blechstreifen
des gleichen Plattierungsmaterials explosiv plattiert wird.
Dieses Verfahren ist allerdings technisch sehr aufwendig,
insbesondere bei großen Werkstücken, oder überhaupt nicht
durchführbar.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein
wirtschaftliches Verfahren anzugeben, bei dem die vorge
nannten Nachteile vermieden werden.
Diese Aufgabe wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren der
eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Profiistrei
fen zunächst punktuell oder linienförmig mit wenigstens ei
nem Teil thermisch verschweißt wird und daß anschließend
die Schweißfuge durch thermisches Schweißen geschlossen und
der Profilstreifen insgesamt mit den Teilen explosiv ver
schweißt wird, wobei die Reihenfolge des Schließens der
Schweißfuge und der explosiven Verschweißung wählbar ist.
Der Profilstreifen kann dabei jede denkbare Form aufweisen,
wie z. B. ein flaches oder dickes Rechteckprofil, ein
Rechteckprofil mit lediglich gebogenen Rändern oder ein
insgesamt gebogenes Profil. Die Dicke des Profilstreifens
kann ferner so gewählt werden, daß durch das Anpunkten be
reits eine stabile Verbindung der Teile hergestellt ist.
Dadurch werden das nachfolgende Verschließen der Schweiß
fuge sowie die explosive Verschweißung wesentlich erleich
tert. Ein erst im letzten Verfahrensschritt erfolgendes
Schließen der Schweißfuge kann insbesondere dann zweckmäßig
sein, wenn bei der explosiven Verschweißung besonders große
Verformungen (siehe Anspruch 5) erwünscht sind, wie z. B.
eine Spreizung der Teile im Bereich der Schweißzone. Es
kann schließlich auch vorgesehen sein, daß der Profilstrei
fen und die Sprengladung einen Verbund bilden. Aufgrund der
genannten Vorteile ist dieses Verfahren auch für die Anwen
dung vor Ort sehr geeignet.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann weiter vorgesehen
sein, daß ein plan-konvex ausgebildeter Profilstreifen ver
wendet wird, dessen konvexe Seite der Schweißfuge zugewandt
ist. Da sich ein derartiger Profilstreifen erst während der
explosiven Umformung an die Teile des Metallkörpers anlegt,
kann hierdurch eine besonders feste Verbindung zwischen dem
Profilstreifen und den Metailkörperteilen hergestellt wer
den.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann ferner vorgesehen
sein, daß ein Profilstreifen mit einem stegförmigen Vor
sprung verwendet wird, welcher in die Schweißfuge ein
greift. Der Profilstreifen kann zunächst vor der explosiven
Verschweißung und dem Schließen der Schweißfuge zunächst
punktuell oder linienförmig in Höhe des stegförmigen Vor
sprungs mit den Teilen thermisch verschweißt werden. Der
stegförmige Vorsprung kann hierbei als Abstandshalter für
die Teile des Metallkörpers dienen und somit automatisch
eine Schweißfuge bilden. Bei plattierten Metallkörpern, wie
Blechen oder Rohren, kann aufgrund des stegförmigen Vor
sprungs ein Fließen des Schweißmittels in den Bereich der
Plattierung wirksam vermieden werden.
Bei plattierten Teilen kann nach dem erfindungsgemäßen Ver
fahren ferner vorgesehen sein, daß der Profilstreifen
zunächst mit den Plattierungsschichten der Teile punktuell
oder linienförmig thermisch verschweißt wird.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann weiter vorgesehen
sein, daß die für die explosive Schweißung vorgesehene
Sprengladung so bemessen ist, daß sich die Teile des Me
tallkörpers im Bereich des Profilstreifens während der ex
plosiven Schweißung verformen. Hierdurch kann erreicht wer
den, daß im Bereich des Profilstreifens die Teile des Me
tallkörpers lokal durch das Material des Profilstreifens
ersetzt werden. Auch kann bei zunächst plan anstoßenden En
den der Teile aufgrund dieser Umformung automatisch eine V-
förmige Schweißfuge gebildet werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann ferner vorgesehen
sein, daß die Krümmung des plan-konvex ausgebildeten
Profilstreifens der Verformung angepaßt wird. Durch ge
eignete Dimensionierung der Ausgangskrümmung des Profil
streifens läßt sich somit erreichen, daß an dem Metailkör
per auf der Seite des Profilstreifens nach der explosiven
Umformung und Verschweißung eine plane Fläche, z. B. eine
durchgehend fluchtende Rohrinnenfläche ausgebildet wird.
Die damit einhergehende Verdickung des Metallkörpers auf
der Rückseite kann ebenfalls anwendungsgerecht
weiterverarbeitet werden, beispielsweise zu einer Montage
hilfsvorrichtung für den fertigen Metallkörper.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Anwendung bei Me
tallrohren kann ferner vorgesehen sein, daß an der Innen-
und/oder Außenseite des Metallrohres ein ringförmig ausge
bildeter Profilstreifen verwendet wird. Dadurch können die
Metallrohrteile in einem Zuge verbunden werden und gleich
zeitig ein außen und/oder innen durchgehend korrosionsge
schütztes Metallrohr herstellen.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann schließlich vorge
sehen sein, daß der ringförmig ausgebildete Profilstreifen
bei der Zusammenführung der Metallrohre als Zentrierring
(Führungsring) dient. Bei der Verschweißung von sehr langen
Rohren kann es dabei zweckmäßig sein, den Zentrierring
zunächst nur mit einem Rohrteil punktuell oder linienförmig
zu verschweißen, danach an dem von innen her noch leicht
zugänglichen Zentrierring eine Sprengladung anzubringen, im
Anschluß daran das zweite Rohrteil auf den Ring aufzuschie
ben und sodann durch Zünden der Sprengladung die beiden
Rohrteile insgesamt zu verschweißen. Schließlich kann durch
eine plan-konvexe Formgebung zusätzlich erreicht werden,
daß die Rohrteile leicht ineinander geschoben, fixiert und
danach besonders wirkungsvoll explosiv miteinander ver
schweißt werden können.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird im folgenden anhand von
unterschiedlichen sowie verschiedenartig zusammengesetzten
Metallkörpern erläutert, die mit diesem Verfahren herge
stellt werden können. Es zeigt
Fig. 1 einen senkrecht zu einer Schweißfuge verlaufenden
Schnitt durch ein Metallblech, das aus zwei
Blechteilen und einem plan-konvex ausgebildeten
Profilstreifen zusammengesetzt wird (im Zeitpunkt
vor der explosiven Verschweißung),
Fig. 2 eine entsprechende Schnittzeichnung, anhand der
das Verbinden zweier plattierter Metallblechteile
dargestellt wird,
Fig. 3 eine das erfindungsgemäße Verfahren bei Verwen
dung eines Profiistreifens mit einem stegförmigen
Vorsprung (siehe auch Fig. 3a) erläuternde
Schnittzeichnung,
Fig. 4 eine Schnittzeichnung, in der zwei rohrförmige
Metallkörperteile dargestellt sind, die mittels
eines ringförmigen, an der Rohrinnenseite anlie
genden und mit einem stegförmigen Vorsprung ver
sehenen Profilstreifens verbunden werden,
Fig. 5 eine Schnittzeichnung, in der ein Verfahrensbei
spiel gezeigt ist, bei dem sich die Teile eines
Metallbleches im Bereich des Profiistreifens wäh
rend der explosiven Verschweißung verformen, und
schließlich,
Fig. 6 eine Schnittzeichnung, in der eine entsprechende
Verformung eines rohrförmigen, plattierten Me
tallkörpers dargestellt ist.
In Fig. 1 sind zwei Metallblechteile 1, 2 dargestellt, die
nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zusammengeschweißt
werden, wobei gleichzeitig die Schweißnaht durch einen Pro
filstreifen 3 abgedeckt werden kann. Nach dem Zu
sammenführen der Bleche 1, 2 wird der in diesem Beispiel
plan-konvex ausgebildete Profilstreifen 3 zunächst mit der
konvexen Seite an seinem Stoßpunkt 4 mit den beiden Blechen
1, 2 thermisch verschweißt. Es besteht hier nun die Mög
lichkeit, eine Sprengladung 5, die mit einer Zündschnur 6
versehen ist, direkt an dem Profilstreifen 3 anzubringen,
wodurch der Profilstreifen 3 und die Sprengladung 5 einen
einfach handhabbaren Verbund bilden. Bei der explosiven
Verschweißung verformt sich der Profilstreifen 3 in der
Art, daß er sich zu beiden Seiten der bestehenden punktför
migen Verbindung im Stoßpunkt 4 an die beiden Bleche 1, 2
eng anlegt und gleichzeitig mit diesen verschweißt wird
(hier nicht dargestellt). Im Anschluß daran kann die noch
offenstehende Schweißfuge 7 durch thermisches Schweißen mit
einem Schweißmittel 8 geschlossen werden. Es ist allerdings
auch möglich, zunächst die Schweißfuge 7 zu schließen und
erst im Anschluß daran die explosive Verschweißung des Pro
filstreifens 3 vorzunehmen.
In Fig. 2 ist dargestellt, wie dieses Verfahren auf mit je
weils einer Plattierung 9, 10 versehene Metallbleche ange
wendet werden kann. Hierbei wird der Profilstreifen 3 mit
der konvexen Seiten direkt in dem Stoßpunkt 4 mit den Plat
tierungen 9, 10 durch thermische Verschweißung angepunktet
und danach analog zu Fig. 1 explosiv verschweißt. Bei dem
erfindungsgemäßen Verfahren besteht nicht die Notwendig
keit, die Plattierung 9, 10 vor der explosiven Ver
schweißung in dem Bereich der Schweißfuge 7 abzuarbeiten.
Der Profilstreifen 3 kann hier aus dem Werkstoff der Plat
tierung 9, 10 hergestellt sein. Bei der explosiven Ver
schweißung des Profilstreifens 3 mit den Metallblechteilen
1, 2 geht der Profilstreifen 3 mit der jeweiligen Plattie
rung 9, 10 eine metallische Verbindung ein. Selbstverständ
lich ist es auch hier möglich, zunächst die Schweißfuge 7
zu schließen und erst im Anschluß daran die explosive Ver
schweißung des Profilstreifens 3 vorzunehmen.
Anhand von Fig. 3 wird die erfindungsgemäße Verfahrensweise
beim Verbinden von plattierten 9, 10 Metallblechteilen 1, 2
erläutert, wobei allerdings der Profilstreifen 11 mit einem
stegförmigen Vorsprung 12 versehen ist. Dieser abgewandelte
Profilstreifen 11 ist aus Fig. 3a deutlicher zu ersehen.
Der Profilstreifen 11 wird hierbei vor der explosiven Ver
schweißung an beiden Stoßpunkten 13, 14 mit der Plattierung
9, 10 des jeweiligen Metallblechteiles 1, 2 thermisch ver
schweißt. Das weitere Verfahren entspricht dann dem in Fig.
2 dargestellten.
Die explosive Verschweißung von zwei rohrförmigen Metall
teilen 15, 16 mit jeweils einer Innenplattierung 17, 18 ist
in Fig. 4 dargestellt. Dabei greift ein ringförmiger
Profilstreifen 19 mit einem stegförmigen Vorsprung 20 in
eine Schweißfuge 7 ein. Der Profilstreifen 19 dient hierbei
auch als Montagehilfe, und zwar als Führungsring bei der
Zusammenführung der Rohrteile 15, 16. An dem Profilstreifen
19 ist von der Innenseite her eine Sprengladung 21 mit
einer Zündschnur 22 angebracht. Analog zu Fig. 3 wird vor
der explosiven Verschweißung der stegartige Vorsprung 20 im
Stoßpunkt mit der Plattierung 17, 18 thermisch verschweißt.
In Fig. 5 ist anhand von bereits explosiv verschweißten Me
tallblechteilen 23, 24 gezeigt, wie durch geeignete Dimen
sionierung des Profilstreifens erreicht werden kann, daß
der Profilstreifen 25 nach der explosiven Umformung und
Verschweißung mit der sich ergebenden Metallblechebene
fluchtet.
Schließlich ist in Fig. 6 die Verschweißung von zwei
Metallrohrteilen 26, 27 dargestellt, die von der Innenseite
her jeweils mit einer Plattierung 28, 29 versehen sind.
Hierbei wird der Profilstreifen 30 ebenfalls so dimensio
niert, daß dessen Oberfläche nach der explosiven Umformung
und Verschweißung mit der Innenseite des sich ergebenden
Metallrohres fluchtet.
Claims (8)
1. Verfahren zur Erhöhung der Korrosionsbeständig
keit von Schweißnähten eines aus Teilen (1, 2, 15, 16, 23,
24, 26, 27) zusammengesetzten Metallkörpers, insbesondere
eines mit einem korrosionsfesten Werkstoff plattierten Me
tallbleches oder -rohres, wobei ein metallischer Profil
streifen (3, 11, 19, 25, 30) auf die Schweißzone aufgelegt
und mit den Teilen (1, 2, 15, 16, 23, 24, 26, 27) beider
seits der Schweißzone explosiv verschweißt wird, dadurch
gekennzeichnet, daß der Profiistreifen (3, 11, 19, 25, 30)
zunächst punktuell oder linienförmig mit wenigstens einem
Teil (1, 2, 15, 16, 23, 24, 26, 27) thermisch verschweißt
wird und daß anschließend die Schweißfuge (7) durch thermi
sches Schweißen geschlossen und der Profilstreifen (3, 11,
19, 25, 30) insgesamt mit den Teilen (1, 2, 15, 16, 23, 24,
26, 27) explosiv verschweißt wird, wobei die Reihenfolge
des Schließens der Schweißfuge (7) und der explosiven Ver
schweißung wählbar ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß ein plan-konvex ausgebildeter Profilstreifen (3,
11, 19, 25, 30) verwendet wird, dessen konvexe Seite der
Schweißfuge (7) zugewandt ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß ein Profilstreifen (3, 11, 19, 25, 30) mit
einem stegförmigen Vorsprung (12, 20) verwendet wird, wel
cher in die Schweißfuge (7) eingreift.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da
durch gekennzeichnet, daß der Profilstreifen (3, 11, 19,
25, 30) zunächst mit den Plattierungsschichten (9, 10, 17,
18, 28, 29) der Teile (1, 2, 15, 16, 23, 24, 26, 27) punk
tuell oder linienförmig thermisch verschweißt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, daß die für die explosive
Schweißung vorgesehene Sprengladung (5, 21) so bemessen
wird, daß die Teile (1, 2, 15, 16, 23, 24, 26, 27) des
Metallkörpers im Bereich des Profilstreifens (3, 11, 19,
25, 30) während der explosiven Schweißung verformt werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich
net, daß die Krümmung des plan-konvex ausgebildeten Profil
streifens (3, 11, 19, 25, 30) der Verformung angepaßt wird.
7. Verfahren zur Erhöhung der Korrosionsbeständig
keit von Schweißnähten eines aus Teilen (15, 16, 26, 27)
zusammengesetzten Metallrohres nach einem der vorhergehen
den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Innen-
und/oder Außenseite des Metallrohres (15, 16, 26, 27) ein
ringförmig ausgebildeter Profilstreifen (3, 11, 19, 25, 30)
verwendet wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich
net, daß der ringförmig ausgebildete Profilstreifen (3, 11,
19, 25, 30) bei der Zusammenführung der Metallrohre (15,
16, 26, 27) als Zentrierring eingesetzt wird.
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DE19924211035 DE4211035C1 (de) | 1992-04-02 | 1992-04-02 | |
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Applications Claiming Priority (1)
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DE19924211035 DE4211035C1 (de) | 1992-04-02 | 1992-04-02 |
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DE19924211035 Expired - Fee Related DE4211035C1 (de) | 1992-04-02 | 1992-04-02 |
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CN106181086A (zh) * | 2016-07-29 | 2016-12-07 | 西安交通大学 | 一种钛‑钢复合板对接焊缝的电熔爆包覆焊接系统及方法 |
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EP0003078A1 (de) * | 1978-01-17 | 1979-07-25 | Imperial Chemical Industries Plc | Verfahren zur Verbesserung des Explosivplattierens |
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- 1992-04-02 DE DE19924211035 patent/DE4211035C1/de not_active Expired - Fee Related
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1993
- 1993-03-30 WO PCT/DE1993/000297 patent/WO1993019885A1/de active Application Filing
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