DE4240192A1

DE4240192A1 - Pyrotechnical fusion joining of aluminium sheets; - with fusion elements inserted into indentations provided for them in the sheets to be joined.

Info

Publication number: DE4240192A1
Application number: DE19924240192
Authority: DE
Inventors: Reinhold Ficht; Markus Ficht; Manfred Schindler
Original assignee: Ficht GmbH
Current assignee: Ficht GmbH
Priority date: 1992-11-30
Filing date: 1992-11-30
Publication date: 1994-06-01

Abstract

In the pyrotechnical fusion joining of aluminium sheets, spaced indentations (9,10) are produced at least in one of the sheets (1,2). Fusion elements (5) with a combustion charge are inserted into hollows formed by the indentations (9,10) with the resulting assembly held in place by means of tools. The combustion charges are ignited to join, without expansion, the fusion elements (5) and the sheets (1,2) with one another. The fusion element consists of a hollow housing of fusion metal primarily aluminium for a combustion charge, with an outlet provided for combustion gases. Aluminium sheets used with the method are provided within their edge region with at least one indentation (9,10). The indentations can run over the entire length of the sheet edges to be joined. Fusion elements in the shape of cylinders, barrels and lenses are used dependent on the indentation shape. The housing of the fusion element is covered with a chemical agent which eliminates the oxide film of aluminium at least under the influence of heat. USE/ADVANTAGE - In the mfr. of components made up of aluminium sheets. At low cost, the method is applicable on industrial scale.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum expansionslosen pyro technischen Schmelzverbinden von Aluminiumblechen sowie Schmelz körper und vorgeformte Aluminiumbleche zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for expansionless pyro technical fusion joining of aluminum sheets as well as fusion body and preformed aluminum sheets for carrying out the Procedure.

Neben konventionellen Schweißverfahren und Nietverfahren kommen auch Metallverbindungsverfahren auf der Grundlage pyrotechni scher Substanzen zum Einsatz. Unterschieden wird hier zwischen Schweißverfahren, bei denen das pyrotechnische Mittel zum Schmelzverbinden der Werkstücke eingesetzt wird und solche Ver fahren, bei denen das pyrotechnische Mittel zur Materialbe schleunigung eingesetzt wird, nämlich einmal um damit direkt Schweißverbindungen herzustellen und zum anderen, um damit indi rekt über eine Sprengniete die Verbindung herzustellen.In addition to conventional welding processes and riveting processes also metal joining processes based on pyrotechni substances. A distinction is made between Welding processes in which the pyrotechnic agent for Fusion joining of the workpieces is used and such Ver drive where the pyrotechnic agent for materials acceleration is used, namely once to directly To create welded connections and on the other hand to indi to establish the connection via a rivet.

Ein pyrotechnisches Schmelzverbindungsverfahren für Metall bleche ist in der US-PS 1 355 224 beschrieben. Als pyrotech nisches Schmelzmaterialmittel wird dabei "Thermit" einge setzt, das ein Gemisch aus Aluminium und Eisenoxid darstellt, und bei der Entzündung exotherme Energie mit einer Temperatur über 1100°C freigibt. Diese Temperatur wird dazu ausgenützt, das Material der miteinander zu verbindenden Werkstücke lokal miteinander zu verschmelzen. Diese exotherme chemische Wärme quelle wird in der genannten Patentschrift in unterschiedli chen Formen zur Verfügung gestellt, nämlich einmal in Gestalt von Pellets, also in Gestalt von verdichtetem, beispielsweise tablettenförmigem Thermitmaterial und andererseits als in ge schlossenen Hülsen eingeschlossenes und zwischen ebenen Werk stücken angeordnetes potentiell exothermes Material, das über in die Hülse hineinragende Zündschnüre bevorzugt elektrisch gezündet und durch die dadurch frei werdende exotherme Ener gie zum Schmelzen gebracht wird. Sowohl das in Hülsen einge schlossene, wie auch das in Gestalt von Pellets vorliegende potentiell exotherme Material wird im Bereich der ebenen Überlappungsstelle der miteinander zu verbindenden Werkstücke angeordnet. Daraufhin wird das potentiell exotherme Material zum Schmelzen gebracht, wodurch die Werkstücke im Überlap pungsbereich punktförmig anschmelzen, und durch Druckausübung im Bereich der punktförmigen Schmelzstelle wird die Schmelz verbindung vervollständigt. Dieses Punktschweißverfahren auf der Grundlage des pyrotechnischen Schmelzmaterialmittels Thermit aus den zwanziger Jahren dieses Jahrhunderts konnte sich im industriellen Maßstab nicht durchsetzen und ist für die Schmelzverbindung von Aluminiumblechen nicht geeignet.A pyrotechnic fusion process for metal sheet metal is described in US Pat. No. 1,355,224. As pyrotech African melting material agent "Thermit" is turned on which is a mixture of aluminum and iron oxide, and when igniting exothermic energy with a temperature releases above 1100 ° C. This temperature is used to the material of the workpieces to be connected locally to fuse with each other. This exothermic chemical heat Source is in the mentioned patent in different Chen provided forms, namely once in shape of pellets, i.e. in the form of compacted, for example tablet-shaped thermite material and on the other hand as in ge closed sleeves enclosed and between flat work pieces of potentially exothermic material arranged over the Ignition cords protruding into the sleeve are preferably electrical ignited and released by the exothermic energy is melted. Both that turned into pods closed, as well as that in the form of pellets potentially exothermic material is in the plane Overlap point of the workpieces to be joined together arranged. Then the potentially exothermic material melted, causing the workpieces in the overlap melting point area and by exerting pressure in the area of the punctiform melting point, the melting connection completed. This spot welding process on the basis of the pyrotechnic melting material agent Thermit from the 1920s could not prevail on an industrial scale and is for the fusion of aluminum sheets is not suitable.

Ein späterer Vorschlag, Thermit als Schmelzmaterialverbin dungsmittel einzusetzen, findet sich beispielsweise in der US-PS 3 948 434. In dieser Druckschrift ist ein Schweißver fahren zum Verbinden von Metallrohren beschrieben, die auf Stoß aneinander gesetzt und durch eine Muffe miteinander ver bunden sind. In der Muffe sind ringförmig ausgebildete Ther mit-Körper angeordnet, die das Muffenmaterial und Rohrma terial der einander zu verbindenden Rohre aufschmelzen, und dadurch die erwünschte Verbindung zwischen den Rohren her stellen. Nachteilig an diesem bekannten Verfahren ist das zu sätzliche Verbindungsmittel "Muffe", das für die Verbindung von flachen Werkstücken, wie Blechen, insbesondere auf dem Bereich des Karosseriebaus, nicht geeignet ist.A later proposal, Thermit as a fusion material compound Use of funds is found, for example, in the US Pat. No. 3,948,434. In this document a welding process is described drive to connect metal pipes described on Juxtaposed and joined together by a sleeve are bound. Ther are ring-shaped in the sleeve arranged with body that the sleeve material and Rohrma melt the material of the pipes to be connected, and thereby the desired connection between the pipes put. This is a disadvantage of this known method additional connection means "sleeve" that for the connection of flat workpieces, such as sheets, especially on the Area of the body shop, is not suitable.

Ein herkömmliches Sprengverfahren zum Schweißverbinden über lappter flacher Werkstücke auf der Grundlage eines pyrotech nischen Mittels, das an der Schweißstelle gesprengt wird, ist beispielsweise aus der DE-AS 22 58 165 bekannt. Die metallurgische Verbindung der Werkstücke erfolgt bei diesem bekannten Verfahren dadurch, daß im Bereich der Werkstück überlappung beiderseits von außen starke gegenüber der Mit tellinie der vorgesehenen Schweißstelle zueinander versetzt angreifende Kräfte in Gestalt von dort angebrachten Sprengla dungen angesetzt werden, die die Werkstücke metallurgisch verbinden und sie darüber hinaus beiderseits der Schweiß stelle so verbiegen, daß ihre größeren Flächen im wesentli chen in einer Ebene liegen. Die Sprengschweißung ist grund sätzlich zumindest aus sicherheitstechnischen Gründen bedenk lich, und auch weniger geeignet, um dünne Bleche verformungs frei miteinander zu verbinden.A conventional blasting process for welding joining over lapped flat workpieces based on a pyrotech nical agent that is blown up at the welding point known for example from DE-AS 22 58 165. The metallurgical connection of the workpieces takes place in this known method in that in the area of the workpiece overlap on both sides from the outside strong compared to the Mit line of the intended welding point offset from each other attacking forces in the form of sprengla attached there the workpieces are metallurgically connect and they also sweat on both sides place so that their larger areas essentially Chen lie on one level. The explosive weld is basic additionally consider at least for safety reasons Lich, and also less suitable to deform thin sheets freely connect with each other.

Wie bereits oben ausgeführt, ist es auch bekannt, pyro technische Beschleunigungsenergie zur Herstellung von Blind nietverbindungen zu verwenden. Ein entsprechendes Blindniet verfahren ist beispielsweise aus der DE-OS 23 34 008 bekannt. Eine Nietverbindung kommt jedoch nicht für sämtliche Einsatz fälle in Betracht, insbesondere nicht dort, wo es auf die Op tik der Verbindung, wie beispielsweise beim Karosseriebau, ankommt.As stated above, it is also known to be pyro technical acceleration energy for the production of blind to use riveted joints. A corresponding blind rivet process is known for example from DE-OS 23 34 008. However, a riveted joint is not suitable for all applications cases, especially not where the Op connection technology, such as in body construction, arrives.

Der Aufbau einer Sprengniete ist beispielsweise aus der DE-OS 26 41 588 bekannt. Dabei handelt es sich um einen allseitig verschlossenen Hohlkörper mit in seinem Hohlraum angeordne ten, durch Wärme zündbarem, pyrotechnischem Material, insbe sondere um einen zylindrischen Hohlkörper. The structure of an explosive rivet is for example from DE-OS 26 41 588 known. It is an all-rounder closed hollow body with arranged in its cavity thermally ignitable, pyrotechnic material, esp special around a cylindrical hollow body.

Die herkömmlichen Explosionsschweißverfahren bzw. die her kömmlichen Explosionsnietverfahren sind nicht geeignet, fla che Werkstücke im industriellen Maßstab durch pyrotechnisches Schmelzverbinden miteinander verformungsfrei und dauerhaft zu verschweißen.The conventional explosion welding processes or the ago Conventional explosion riveting methods are not suitable, fla Workpieces on an industrial scale through pyrotechnic Fusion joining together permanently and without deformation weld.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein pyrotechnisches Schmelzverbindungsverfahren für Aluminiumble che, anzugeben, das im industriellen Maßstab mit geringem Aufwand effektiv eingesetzt werden kann.The present invention is based on the object pyrotechnic fusion process for aluminum sheet che to indicate that on an industrial scale with little Effort can be used effectively.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhän gen Ansprüche gekennzeichnet.This object is achieved by the features of claim 1. Advantageous developments of the invention are in the depend marked against claims.

Das erfindungsgemäße Aluminiumblech-Schmelzverbindungsverfah ren sieht eine spezielle Ausbildung der Blechverbindungsbe reiche mit Sicken bzw. Einbuchtungen vor, die sich gegensei tig zu Schmelzmaterialkörper aufnehmenden Hohlräumen ergänzen oder einen solchen Hohlraum mit dem unverformt belassenen Verbindungsabschnitt des anderen Bleches festlegen. Die Enden dieser Hohlräume können erfindungsgemäß offen sein oder ein Hohlraumende kann geschlossen sein. Die Gestalt der Hohl räume ist nicht speziell beschränkt. Bevorzugt sind zylindri sche oder trichterförmige aber auch napfförmige oder zäpf chenförmige Hohlräume.The aluminum sheet fusion joining method according to the invention ren sees a special training of the sheet metal connection submit with beads or indentations that oppose each other Completely add to cavities containing melt material or such a cavity with the undeformed Determine the connecting section of the other sheet. The ends according to the invention, these cavities can be open or a The cavity end can be closed. The shape of the hollow space is not particularly limited. Cylindri are preferred cal or funnel-shaped but also cup-shaped or conical Chen-shaped cavities.

Die Schmelzmaterialkörper werden erfindungsgemäß in die Hohl räume eingeführt, füllen diese aus und werden gezündet, um das Schmelzmaterial und die angrenzenden Bereiche der mitein ander zu verbindenden Aluminiumbleche zu schmelzen, wobei Werkzeuge eingesetzt werden, um die Bleche während des Schmelzens in Anlage aneinander zu halten. Wesentlich ist, daß die Hohlräume bzw. Sicken und damit die Schmelzmaterial körper auf Distanz zueinander angeordnet sind, um eine Schmelz- bzw. Schweißverbindung mit Punktverteilung zu erzie len. Wesentlich ist ferner, daß die Schmelzmaterialkörper so gestaltet und/oder aus einem solchem Material sind, daß ein expansionsloses, d. h. im wesentlichen druckloses Schmelzver binden gewährleistet ist. Erzielt wird dies erfindungsgemäß z. B. dadurch, daß stets für eine hinreichende Abführung der bei der Zündung des Brandsatzes der Schmelzmaterialkörper entstehenden Gase Sorge getragen wird.The melt material body according to the invention in the hollow spaces are introduced, filled in and ignited to the melting material and the adjacent areas to melt other aluminum sheets to be joined, whereby Tools are used to cut the sheets during the To keep melting in plant together. It is essential that the cavities or beads and thus the melting material bodies are arranged at a distance from each other to a To create fused or welded joints with point distribution len. It is also essential that the melt material body so designed and / or are of such a material that a expansionless, d. H. essentially pressure-free melting bind is guaranteed. This is achieved according to the invention e.g. B. by the fact that always for a sufficient transfer of when the incendiary device ignites the melt material body resulting gases is taken care of.

Ein wesentlicher Aspekt der Erfindung besteht darin, daß die Schmelzmaterialkörper so aufgebaut und mit einem derartigen Brandsatz versehen sind, daß ein Schmelzverhalten erreicht wird, das in einer dauerhaft zuverlässigen Schmelzverbindung von Aluminiumblechen resultiert, und zwar insbesondere unbe schadet der Aluminiummaterial mehr oder weniger stark über ziehenden, einer dauerhaft zuverlässigen Schmelzverbindung der Aluminiumbleche entgegenwirkenden Oxidhaut. Hierzu wird erfindungsgemäß gezielt die durch Zünden des Brandsatzes der Schmelzmaterialkörper erzeugte Temperatur so gesteuert, daß eine anfängliche hohe Temperaturspitze die vorhandene Oxid schicht auf den Aluminiumblechen und/oder dem Schmelzmateri alkörper aufschmilzt. Auf diese Temperaturspitze folgt dann ein wesentlich niedriger Temperaturverlauf, der hinreicht, die Schmelzverbindung der oxidhautfreien Aluminiumbleche zu gewährleisten. Alternativ oder in Kombination hierzu ist es erfindungsgemäß zur Beseitigung der Oxidhaut vorgesehen, den Schmelzmaterialkörper mit einer solchen chemischen Substanz auszurüsten, vorzugsweise zu überziehen, die vorzugsweise un ter Temperatureinfluß die Oxidschicht auf Aluminiummaterial chemisch bindet oder ablöst.An essential aspect of the invention is that the Melted material body constructed and with such Incendiary charges are provided that melting behavior is achieved will that in a permanently reliable fusible link results from aluminum sheets, in particular unbe damages the aluminum material more or less strongly pulling, a permanently reliable fusible link of the aluminum sheet counteracting oxide skin. To do this according to the invention by igniting the incendiary charge Melt material body temperature controlled so that an initial high temperature spike the existing oxide layer on the aluminum sheets and / or the melting material body melts. This temperature peak then follows a significantly lower temperature curve that is sufficient the fusion of the oxide skin-free aluminum sheets guarantee. Alternatively or in combination, it is provided according to the invention for removing the oxide skin, the Melting material body with such a chemical substance equip, preferably to coat, which preferably un ter temperature influence the oxide layer on aluminum material chemically binds or peels off.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung beispiel haft näher erläutert. Es zeigen: The invention is illustrated below with reference to the drawing explained in detail. Show it:

Fig. 1 zwei miteinander in ihren Flanschbereichen durch das erfindungsgemäße Schmelzverbindungsverfahren zu verbindende und mit Sicken im Verbindungsbereich versehene Aluminiumbleche; Fig. 1, two each provided in their flange portions by the inventive fusion bonding method to be connected and with beads in the connection area aluminum sheets;

Fig. 2 eine Längsschnittdarstellung des in der Anordnung von Fig. 1 verwendeten Schmelzmaterialkörpers; Fig. 2 is a longitudinal sectional view of the melt material body used in the arrangement of Fig. 1;

Fig. 3 eine alternative Anordnung von miteinander durch das erfindungsgemäße pyrotechnische Schmelzverfahren zu verbindenden Aluminiumblechen; Figure 3 is an alternative arrangement of the invention together by pyrotechnic melting method to be connected to aluminum sheets.

Fig. 4 eine weitere Ausführungsform von in ihren Flansch bereichen miteinander durch das erfindungsgemäße Verfahren zu verbindenden Aluminiumblechen; Fig. 4 shows a further embodiment of areas in their flange with each other to be joined by the inventive method;

Fig. 5 eine Abwandlung der Anordnung von Fig. 1; Fig. 5 shows a modification of the arrangement of Fig. 1;

Fig. 6 eine Längsschnittdarstellung des in der Anordnung von Fig. 5 verwendeten Schmelzmaterialkörpers; Fig. 6 is a longitudinal sectional view of the melt material body used in the arrangement of Fig. 5;

Fig. 7 eine Ansicht der Blechanordnung von Fig. 5 von un ten; Fig. 7 is a view of the sheet assembly of Figure 5 from un th.

Fig. 8 eine in bezug auf die Sickenausbildung abgewandelte Ausführungsform der Blechanordnung von Fig. 7; Figure 8 is a modified with respect to the bead forming embodiment of the lamination assembly of Fig. 7.

Fig. 9 eine Schnittansicht einer Anordnung von durch das erfindungsgemäße Verfahren miteinander zu verbinden den, im Verbindungsbereich mit Flanschen versehenen und durch ein Werkzeug zusammengehaltenen Aluminium bleche; 9 is a sectional view of an assembly of sheets by the inventive method with each other to connect the, provided in the connecting region with flanges and held together by a tool aluminum.

Fig. 10 eine Längsschnittdarstellung des in der Anordnung von Fig. 9 verwendeten Schmelzmaterialkörpers; Fig. 10 is a longitudinal sectional view of the melt material body used in the arrangement of Fig. 9;

Fig. 11 eine alternative Ausführungsform des beim erfin dungsgemäßen Verfahren eingesetzten Schmelzmaterial körpers in Draufsicht und im Längsschnitt; Figure 11 is an alternative embodiment of the melting material used in the method to the invention OF INVENTION body in plan view and in longitudinal section.

Fig. 12 und 13 im Verbund angeordnete Schmelzmaterialkörper der Ausführungsform von Fig. 13 zur gemeinsamen Einführung der Schmelzmaterialkörper in die dafür vorgesehenen Schmelzmaterialkörperaufnahmen in den miteinander zu verschweißenden Blechen und FIGS. 12 and 13 arranged in the composite melt material body of the embodiment of Fig. 13 for the joint introduction of the melt body of material in the provided melt material body recordings in the sheets to be welded together and

Fig. 14 eine weitere Anordnung miteinander zu verbindender Aluminiumbleche. Fig. 14 shows another arrangement to be joined together aluminum plates.

Fig. 1 zeigt eine besondere Ausführungsform der Erfindung. Gemäß Fig. 1 weisen zwei miteinander zu verschweißende Alumi niumbleche 1 und 2, Flansche 3 und 4 auf, mit denen die Ble che 1 und 2 aneinanderstoßen und dadurch Kontaktflächen für das erfindungsgemäße expansionsfreie pyrotechnische Schmelz verbinden festlegen. In die Flansche 3 und 4 sind in den Flanschen 3 und 4 voneinander beabstandete, sich quer zur Längserstreckung der Flansche 3 und 4 verlaufende Sicken 9 bzw. 10 ausgebildet, die zusammengesetzt einen Freiraum bzw. einen Hohlraum für vorzugsweise eine formschlüssige Aufnahme von Schmelzmaterialkörpern 5 bilden. Jede der Sicken 9, 10 hat damit die Form einer Hälfte der Außenkontur des Schmelz materialkörpers 5, vorliegend die Form einer Zylinderhälfte. Fig. 1 shows a particular embodiment of the invention. According to Fig. 1 have two to be welded together Alumi niumbleche 1 and 2, the flanges 3 and 4 with which the Ble che 1 and 2 abut each other and define thereby connect contact areas for the inventive free pyrotechnic expansion melting. In the flanges 3 and 4 in the flanges 3 and 4 spaced beads 9 and 10 are formed which extend transversely to the longitudinal extent of the flanges 3 and 4 and which together form a free space or a cavity for preferably a form-fitting reception of melt material bodies 5 . Each of the beads 9 , 10 thus has the shape of a half of the outer contour of the melting material body 5 , in the present case the shape of a cylinder half.

Eine in Fig. 2 gezeigte bevorzugte Ausführungsform des Schmelzmaterialkörpers 5 besteht aus einem zylindrischen Ge häuse bzw. einer Hülse 6 mit einer Öffnung an einem Ende, die durch ein Verschlußstück 7 verschlossen ist, in das eine vor zugsweise in axialer Richtung verlaufende Bohrung 11 einge bracht ist. In dem Gehäuse ist ein Brandsatz 8 angeordnet. Gehäuse 6 und Verschlußstück 7 bestehen bevorzugt aus dem selben schmelzbaren Material, nämlich vor allem aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung.A preferred embodiment shown in Fig. 2 of the melting material body 5 consists of a cylindrical housing Ge or a sleeve 6 with an opening at one end, which is closed by a closure member 7 , in which a bore 11 preferably extending in the axial direction is introduced is. A fire set 8 is arranged in the housing. Housing 6 and closure piece 7 are preferably made of the same meltable material, namely primarily of aluminum or an aluminum alloy.

Der Brandsatz 8 ist eine chemische Substanz, die durch Zün dungswärme eine hohe Temperatur erzeugt. Diese exotherme En ergie bewirkt, daß das Material des Gehäuses 6 und des Ver schlußstücks 7 und darüber hinaus das an den Körper 5 angren zende Material der Blechflansche 3 und 4 zum Schmelzen ge bracht wird. Gleichzeitig mit oder vor dem Entzünden des Brandsatzes 8 wird beidseitig an die Körper 5 und die Flan sche 3 und 4 im an den Körper 5 angrenzenden Bereich ein diese Anordnung halterndes Werkzeug angesetzt. Durch die Boh rung 11 im Körper 5 wird sichergestellt, daß beim Abbrennen des Brandsatzes 8 gebildetes Gas austreten kann, so daß eine Expansion des Schmelzmaterialkörpers 5 vermieden wird.The incendiary device 8 is a chemical substance that generates a high temperature through ignition heat. This exothermic energy causes that the material of the housing 6 and the United closure piece 7 and, in addition, the material 5 of the sheet metal flanges 3 and 4 which is adjacent to the body 5 is brought to melt. Simultaneously with or prior to the ignition of the incendiary composition 8 on both sides of the body 5 and the flan-specific 3 and 4 set a tool in this arrangement halterndes adjacent to the body 5 range. By drilling tion 11 in the body 5 ensures that gas formed when the incinerator 8 burns can escape, so that expansion of the melt material body 5 is avoided.

Die beim Abbrennen des Brandsatzes auftretende exotherme En ergie ist anfänglich so hoch, daß eine Oxidschicht auf dem Schmelzmaterialkörper 5 und/oder den Sicken 9, 10 der Blech teile 1, 2 schmilzt. Anschließend entsteht die exotherme En ergie reduziert, so daß sie ausreichend ist, die Metalle zu schmelzen.The exothermic energy occurring when the incinerator burns is initially so high that an oxide layer on the melt material body 5 and / or the beads 9 , 10 of the sheet metal parts 1 , 2 melts. Then the exothermic energy is reduced so that it is sufficient to melt the metals.

Bevorzugt ist der Schmelzmaterialkörper 5 mit einer chemi schen Substanz 12 beschichtet, die zumindest unter Wärmeein wirkung die Oxidschicht auf den Blechteilen 1 und 2 ablöst oder bindet und dadurch die wärmeenergieinduzierte Oxid schicht-Beseitigung unterstützt oder diese ggf. ersetzt.Preferably, the melting material body 5 is coated with a chemical substance 12 , which detaches or binds the oxide layer on the sheet metal parts 1 and 2 at least under the action of heat, thereby supporting the thermal energy-induced oxide layer removal or possibly replacing it.

Nach einer anderen Verfahrensweise (Fig. 3) werden die Bleche 1, 2 in der Blechebene miteinander überlappt. Im Bereich der Überlappung 13 sind sich gegenüberliegende Sicken 14 und 15 jeweils mit seitlichem Abstand zueinander sowie quer zur Längserstreckung der Überlappung verlaufend ausgebildet. Der von den Sicken 14, 15 gebildete Hohlraum nimmt formschlüssig die Schmelzmaterialkörper 5 auf. Abweichend von der Zylinder form sind die Schmelzmaterialkörper 5 in Fig. 3 zäpfchenför mig ausgebildet und werden in komplementär dazu ausgebildete Hohlräume eingelegt, die jeweils hälftig durch die Sicken 14, 15 gebildet sind. Auch hier erfolgt während des Schmelzvor gangs ein Zusammenhalten der Bleche 1 und 2 durch ein an die Überlappung 13 angesetztes geeignetes Werkzeug.According to another procedure ( Fig. 3), the sheets 1 , 2 are overlapped in the sheet plane. In the area of the overlap 13 , opposing beads 14 and 15 are each formed with a lateral spacing from one another and extending transversely to the longitudinal extent of the overlap. The cavity formed by the beads 14 , 15 positively receives the melt material body 5 . Deviating from the cylinder shape, the melt material body 5 are formed in a suppository shape in FIG. 3 and are inserted into complementary cavities, each of which is formed in half by the beads 14 , 15 . Here, too, the sheets 1 and 2 are held together during the melting process by a suitable tool attached to the overlap 13 .

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfin dung (Fig. 4) sind anstelle einer Vielzahl von seitlich von einander beabstandeten, quer zur Längsachse der Flansche 3 und 4 verlaufenden Sicken (Fig. 1) in den Flanschen durchge hende, parallel zur Längsachse der Flansche 3 und 4 verlau fende Längssicken 16, 17 ausgebildet ist. Die Längssicken 16 und 17 bilden bei aneinandergesetzten Flanschen 3 und 4 einen durchgehenden kanalförmigen, im dargestellten Ausfüh rungsbeispiel zylindrischen Hohlraum zur Aufnahme einer Mehr zahl von (zylindrischen) Schmelzmaterialkörpern 5. Bevorzugt sind diese Körper 5 über eine Schnur oder ein Band in einem vorgegebenen gegenseitigen Abstand so miteinander verbunden und mit ihren Längsachsen fluchtend zueinander ausgerichtet, daß sie wie Perlen an einer Schnur aufgereiht in den Kanal 16, 17 eingeführt werden können. Bevorzugt stellt die Verbin dungsschnur der Körper 5 eine Zündschnur für den in den Kör pern jeweils vorgesehenen Brandsatz dar.According to a further preferred embodiment of the inven tion ( Fig. 4) instead of a plurality of laterally spaced, transverse to the longitudinal axis of the flanges 3 and 4 beads ( Fig. 1) in the flanges continuous, parallel to the longitudinal axis of the flanges 3rd and 4 duri fende longitudinal beads 16 , 17 is formed. The longitudinal beads 16 and 17 form at the abutted flanges 3 and 4 a continuous channel-shaped, in the illustrated example exporting approximately cylindrical cavity for receiving a plurality (cylindrical) of melting material bodies. 5 These bodies 5 are preferably connected to one another by means of a cord or a band at a predetermined mutual distance and aligned with one another with their longitudinal axes in such a way that they can be inserted into the channel 16 , 17 like pearls on a cord. Preferably, the connec tion cord of the body 5 is a detonating cord for the incendiary provided in the body.

Anstelle zylindrischer Schmelzmaterialkörper und entsprechen den hohlzylindrischen Schmelzkörperaufnahmen (Fig. 1) kommen gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kegel förmige Körper 5 (Fig. 6) und dazu komplementär ausgebildete trichterförmige Aufnahmen (Fig. 5 und 7) in Betracht, die von in den einander gegenüberliegenden Flanschen 3, 4 ausgebilde ten, halbtrichterförmigen Sicken 18 gebildet sind. Ein Längs schnitt durch einen der kegelförmigen Schmelzmaterialkörper 5 ist in Fig. 6 gezeigt. Der Aufbau dieses Schmelzmaterialkör pers 5 entspricht bis auf die kegelförmige Gestalt derjenigen des zylindrischen Schmelzmaterialkörpers 5 mit Gasaustritts öffnung 11 (Fig. 2).Instead of cylindrical melting material bodies and correspond to the hollow cylindrical melting body receptacles ( FIG. 1), according to a preferred embodiment of the invention, conical bodies 5 ( FIG. 6) and funnel-shaped receptacles complementary thereto ( FIGS. 5 and 7) come into consideration, which move from one to the other Opposing flanges 3, 4 are formed, half-funnel-shaped beads 18 are formed. A longitudinal section through one of the conical melting material bodies 5 is shown in FIG. 6. The structure of this Schmelzmaterialkör pers 5 corresponds to the conical shape of that of the cylindrical melting material body 5 with gas outlet opening 11 ( Fig. 2).

Eine Abwandlung der Anordnung gemäß den Fig. 5 und 7 ist in Fig. 8 gezeigt. Demnach sind ausschließlich im Flansch 3 des Blechs 1 Sicken 18 in Gestalt halber Konuse ausgebildet, die zur Aufnahme von Schmelzmaterialkörpern 5 in Gestalt von hal ben Kegeln ausgelegt sind.A modification of the arrangement according to FIGS. 5 and 7 is shown in FIG. 8. Accordingly, 1 beads 18 are formed in the shape of half cone exclusively in the flange 3 of the sheet metal, which are designed to accommodate melt material bodies 5 in the form of hal cones.

In Fig. 9 ist ein Querschnitt durch die Blechanordnung von Fig. 8 im Bereich einer Sicke 18 gezeigt, wobei in diese Sicke ein nietartig ausgebildeter Schmelzmaterialkörper 5 eingesetzt ist. Diese Blech/Schmelzmaterialkörper-Anordnung, wobei in jeder Sicke 18 ein Körper 5 eingesetzt ist, wird durch ein Werkzeug 20 während des Schmelzvorgangs zusammenge halten. Das Werkzeug 20 umfaßt zwei plattenförmige Teile 21 und 22, die mit ihren in Fig. 9 linken Enden an den Blechen 1 und 2 anstoßen und die Flansche 3 und 4 sowie die Körper 5 im Bereich dieser Enden in komplementär an die Flansch- und Kör perstrukturen angepaßten Formaufnahmen aufnehmen. In Verlän gerung der Mittelachse der Körper 5 ist zwischen den Werk zeugteilen 21 und 22 ein Spaltraum 23 belassen, durch den Ex pansionsgase aus den Körpern 5 in einen Gasentspannungsraum 24 zu entweichen vermögen, der in dem in Fig. 9 rechten Enden des Werkzeugs zwischen dessen Teilen 21 und 22 ausgebildet ist. FIG. 9 shows a cross section through the sheet metal arrangement of FIG. 8 in the area of a bead 18 , a melt material body 5 of rivet type being inserted into this bead. This sheet metal / melting material body arrangement, with a body 5 inserted in each bead 18 , is held together by a tool 20 during the melting process. The tool 20 comprises two plate-shaped parts 21 and 22 which abut with their left ends in FIG. 9 on the sheets 1 and 2 and the flanges 3 and 4 and the body 5 in the area of these ends in complementary to the flange and body structures record adapted shape recordings. In lengthening the central axis of the body 5 is left between the work tool parts 21 and 22, a gap 23 , through which expansion gases can escape from the bodies 5 into a gas expansion chamber 24 , which in the right-hand ends of the tool in FIG. 9 between the latter Parts 21 and 22 is formed.

Eine bevorzugte Ausführungsform des Schmelzmaterialkörpers 5 für die Anordnung von Fig. 9 ist in Fig. 10 gezeigt. Demnach besteht der Körper 5 aus einem zylindrischen Basiskörper 25 mit einem nietenförmigen Kopfansatz 26. Basiskörper 25 und Kopf 26 sind von einer Bohrung 27 durchsetzt, die im Bereich des Kopfes 26 zu einer Kammer 28 und im dem Kopf 26 abgewand ten Ende des Basiskörpers 25 in eine weitere Kammer 29 erwei tert ist, die einen geringeren Durchmesser sowie ein klei neres Volumen als die Kammer 28 aufweist und in die Stirnwand 30 des Gehäuses 25 mündet. Beide Kammern sind mit dem Brand satz 8 befüllt und die Außenumfangsfläche des Körpers 25 ist mit der chemischen Substanz 12 oder einem Flußmittel be schichtet. Der Brandsatz in der vorderen Kammer 29 dient in erster Linie für den Abbrand der Oxidschicht auf den Alumini umblechflanschen 3 und 4, während die Brandsatz in der größe ren, von der vorderen Kammer 29 durch einen engen Kanal ge trennten Kammer 28 in erster Linie das Schmelzpunkten über nimmt. Beim Abbrand des Brandsatzes in beiden Kammern 28 und 29 frei werdendes Gas strömt durch den Kanal 27 im Kopf des Körpers 5 aus diesem aus und gelangt über den Kanal 23 im Werkzeug 20 in dessen zurückgesetzte Entspannungskammer 24. Andererseits treibt dieses Gas über die Kammer 29 Brandsatz material in den Raum 31 (s. Fig. 9) aus, der zwischen den Flanschen 3 und 4 im Bereich der Sicken 18 und der Stirnwand 30 des Körpers 5 festgelegt und durch die aneinander stoßen den Bleche 1 und 2 im wesentlichen abgeschlossen ist. Vom Raum 31 gelangen die Brandmaterial enthaltenden Gase zwischen die einander gegenüberliegenden Innenflächen der Flansche 3 und 4 im Bereich der Sicken 18 und beseitigen wirksam die dort vorhandene Oxidschicht.A preferred embodiment of the melt material body 5 for the arrangement of FIG. 9 is shown in FIG. 10. Accordingly, the body 5 consists of a cylindrical base body 25 with a rivet-shaped head extension 26 . Base body 25 and head 26 are penetrated by a bore 27 which in the region of the head 26 to a chamber 28 and in the head 26 th end of the base body 25 in another chamber 29 is expanded, which has a smaller diameter and a smaller diameter Has volume than the chamber 28 and opens into the end wall 30 of the housing 25 . Both chambers are filled with the fire set 8 and the outer peripheral surface of the body 25 is coated with the chemical substance 12 or a flux. The incendiary charge in the front chamber 29 serves primarily for the erosion of the oxide layer on the aluminum sheet metal flanges 3 and 4 , while the incendiary charge in the size ren, from the front chamber 29 through a narrow channel ge separated chamber 28 primarily the melting points takes over. When the incendiary device burns up in both chambers 28 and 29 , gas which is released flows out of the body 5 through the channel 27 in the head and reaches the recessed relaxation chamber 24 via the channel 23 in the tool 20 . On the other hand, this gas drives fire 29 material into the chamber 31 (see FIG. 9), which is fixed between the flanges 3 and 4 in the area of the beads 18 and the end wall 30 of the body 5 and through which the metal sheets abut 1 and 2 is essentially complete. The gases containing the fire material pass from the space 31 between the mutually opposite inner surfaces of the flanges 3 and 4 in the area of the beads 18 and effectively remove the oxide layer present there.

Das erfindungsgemäß zur Schmelzverbindung von Aluminiumble chen eingesetzte Schmelzmaterial kann in unterschiedlichst geformten Körpern, beispielsweise in den vorstehende be schriebenen zylindrischen oder kegelförmigen Körpern ein schlossen sein. Gemäß den Fig. 11 bis 13 können aber auch linsenförmige Schmelzmaterialkörper 5 mit Vorteil zum Einsatz gelangen. Diese hohlen Körper 5 sind vollständig mit chemi scher Ätzsubstanz bzw. mit Flußmittel 12 beschichtet und mit dem Brandsatz gefüllt (Fig. 11). Die linsenförmigen Körper 5 eignen sich besonders gut zur Anordnung auf oder an einer Schnur 19 bzw. einem Band 19 (Fig. 12 und 13). Die Verbindungsmittel 19 dienen jeweils bevorzugt als Zündmittel für den Brandsatz in den jeweiligen Schmelzmaterialkörpern. Alternativ dazu kann das Zündmittel auch an den Überlappungs stellen der miteinander zu verbindenden Bleche vorgesehen sein.The melt material used according to the invention for the fusion connection of aluminum sheets can be enclosed in a wide variety of shapes, for example in the cylindrical or conical bodies described above. According to FIGS. 11 to 13, lenticular melt material bodies 5 can also be used with advantage. These hollow bodies 5 are completely coated with chemical etching substance or with flux 12 and filled with the incendiary charge ( Fig. 11). The lenticular bodies 5 are particularly well suited for arrangement on or on a cord 19 or a band 19 ( FIGS. 12 and 13). The connecting means 19 preferably each serve as ignition means for the fire in the respective melt material bodies. Alternatively, the ignition means can also be provided at the overlap points of the metal sheets to be joined together.

Gemäß Fig. 14 weisen zwei miteinander zu verschweißende Alu miniumbleche 1 und 2, Flansche 3 und 4 auf, mit denen die Bleche 1 und 2 aneinanderstoßen und dadurch Kontaktflächen für das erfindungsgemäße pyrotechnische Schmelzverbinden festlegen. In den Flanschen 3 und 4 sind seitlich voneinander beabstandete, jeweils paarweise miteinander fluchtende Boh rungen ausgebildet, in die jeweils ein Schmelzmaterialkörper 5 eingesetzt ist, dessen axiale Längserstreckung im wesentli chen zweimal der Dicke der Flansche 3 und 4 entspricht, und der bevorzugt den Aufbau des Schmelzkörpers 5 von Fig. 2 auf weist. In einer Abwandlung kann der Körper 5 auch beidendig offen ausgebildet sein. In diesem Fall kann das Werkzeug die Funktion eines Verschlußelements für den Körper, übernehmen, der im übrigen ebenso eingesetzt wird wie der Körper 5 in Fig. 14.Referring to FIG. 14 to be welded together have two Alu miniumbleche 1 and 2, the flanges 3 and 4, with which the sheets abut 1 and 2 and thereby define contact surfaces for the inventive pyrotechnic fusion bonding. In the flanges 3 and 4 are laterally spaced, each pair in alignment with each other drilling stanchions are formed, in each of which a melt material body 5 is inserted, the axial longitudinal extent of which essentially corresponds to twice the thickness of the flanges 3 and 4 , and which preferably the structure of the Melting body 5 of FIG. 2 has. In a modification, the body 5 can also be open at both ends. In this case, the tool can take over the function of a closure element for the body, which is otherwise used in the same way as the body 5 in FIG. 14.

Für das erfindungsgemäße Verfahren eignen sich nicht nur die vorstehende beschriebenen linsenförmigen, zylindrischen und kegelförmigen Körper, sondern grundsätzlich auch jede andere, beispielsweise insbesondere auch eckige Körperform, wie etwa Quader.Not only are suitable for the method according to the invention Lenticular, cylindrical and described above conical body, but basically any other, for example in particular also angular body shape, such as Cuboid.

Die Erfindung umfaßt aber auch einen abgewandelten Aufbau der Schmelzmaterialkörper, demnach das Schmelzmaterial außen auf dem Körper vorgesehen, beispielsweise aufgepreßt ist. In die sem Fall bedarf es ggf. keines hohlen Grundkörpers; vielmehr kann der Grundkörper aus Vollmaterial bestehen.The invention also includes a modified structure of the Melting material body, accordingly the melting material on the outside the body is provided, for example pressed on. In the In this case, there may be no need for a hollow base body; much more the base body can consist of solid material.

Claims

1. Process for the pyrotechnic fusion bonding of aluminum sheets,
in which a plurality of recesses ( 9-11 , 14 , 15 , 18 ) set at a distance are formed in at least one of the plates ( 1 , 2 ),
in which in the cavities defined by the indentations ( 9-11 , 14 , 15 , 18 ) between the two sheets ( 1 , 2 ) with an incendiary material ( 8 ) enamel material ( 5 ) are introduced,
in which the arrangement of sheets ( 1 , 2 ) and Schmelzma material bodies ( 5 ) are held by the indentations ( 9-11 , 14 , 15 , 18 ) surrounding tools, and in which the incendiary device ( 8 ) is ignited to the melt material body ( 5 ) and the sheets ( 1 and 2 ) to merge without expansion.

2. Process for the pyrotechnic fusion bonding of aluminum sheets,
in which an indentation ( 16 , 17 ) is formed in at least one of the sheets ( 1 , 2 ),
in which the melt material body ( 5 ) provided with the fire ( 8 ) provided by the indentation ( 16 , 17 ) between the two sheets ( 1 , 2 ) is placed at a distance,
in which the arrangement of sheets ( 1 , 2 ) and Schmelzma material bodies ( 5 ) through the indentations ( 16 , 17 ) are held around closing tools, and
in which the incendiary device ( 8 ) is ignited to melt the melting material body ( 5 ) and the sheets ( 1 and 2 ) without expansion.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the melting material body ( 5 ) and the indentation or indentations ( 9-11 , 14-18 ) are complementary to each other, the melting material body ( 5 ) through the cavity or the cavities are essentially received in a form-fitting manner.

4. The method according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that in both sheets ( 1 , 2 ) opposing indentations ( 9-11 , 14-18 ) are formed, which are in the case of sheets put together for connection ( 1 , 2 ) add to the cavity or cavities.

5. The method according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that the indentation or the indentations ( 9-11 , 14-18 ) are formed as a bead or beads.

6. The method according to one or more of claims 2 to 5, characterized in that the cavity is formed over the entire length of the connection point of the two sheets ( 1 , 2 ).

7. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the melting material body ( 5 ) arranged on a cord or a band ( 19 ) and by means of this connec tion means ( 19 ), starting from one end of the channel are inserted into this.

8. The method according to one or more of claims 1 to 7, characterized in that the indentation or the indentations ( 9-11 , 14-18 ) are open at both ends.

9. The method according to one or more of claims 1 to 7, characterized in that the indentation or the indentations ( 9-11 , 14-18 ) are formed closed at one end.

10. The method according to one or more of claims 1 to 9, characterized in that the sheets ( 1 , 2 ) along an edge with flanges ( 3 , 4 ), especially in one piece, are formed, and that the indentation or indentations ( 9-11 , 14-18 ) in the flanges ( 3 , 4 ).

11. The method according to one or more of claims 1 to 10, characterized in that the melting material body ( 5 ) cylindrical and the on the two sheets ( 1 , 2 ) or flanges ( 3 , 4 ) opposite indentations ( 9 to 11 , 15-17 ) are formed as cylinder halves.

12. The method according to one or more of claims 1 to 10, characterized in that the melting material body ( 5 ) conical and the on the two sheets ( 1 , 2 ) or flanges ( 3 , 4 ) opposite recesses ( 18 ) as Cone halves are formed.

13. The method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the melting material body ( 5 ) lenticular and the other on the two sheets ( 1 , 2 ) or flanges ( 3 , 4 ) are formed other opposing indentations as lens halves .

14. The method according to one or more of claims 1 to 13, characterized in that the melting material body ( 5 ) comprise a housing ( 6 , 7 ) made of molten metal, especially aluminum, and that the incendiary device ( 8 ) is arranged in the housing , which includes a forced outlet ( 11 , 27 ) for gases arising when the fire burns off.

15. The method according to claim 14, characterized in that the housing ( 6 , 7 ) is coated with a chemical agent that detaches or etches off the oxide skin on aluminum material at least under the action of heat.

16. The method according to one or more of claims 1 to 13, characterized in that the melting material body ( 5 ) comprises a melting material core which is coated with the incendiary charge ( 8 ).

17. The method according to one or more of claims 1 to 16, characterized in that the combustion of the incendiary charge ( 8 ) is carried out in such a way that initial high thermal energy is released, which binds the oxide skin on the aluminum sheets ( 1 , 2 ) and / or on the melting material bodies ( 5 ) melts, and that thereupon a lower thermal energy is released, which is sufficient for the aluminum material of the melting material body ( 5 ) and the aluminum sheets ( 1 , 2 ) for a mutual fusion connection melt.

18. melting material body for performing the method according to one or more of claims 1 to 17, characterized in that it comprises a hollow housing ( 6 , 7 ) made of melting metal, especially aluminum, that in the housing ( 6 , 7 ) a fire is arranged, and that the housing ( 6 , 7 ) comprises a positive outlet ( 11 , 27 ) for gases arising when the fire set.

19. Melting material body according to claim 18, characterized in that the housing ( 6 , 7 ) is coated with a chemical agent which detaches or etches off the oxide skin on aluminum material at least under the action of heat.

20. melt material body for performing the method according to one or more of claims 1 to 17, characterized in that it comprises a melt material core which is coated with a fire charge ( 8 ).

21. Melt material body according to one or more of the An sayings 18 to 20, characterized, that it is cylindrical.

22. Melt material body according to one or more of the An sayings 18 to 20, characterized, that it is conical.

23. Melt material body according to one or more of the An sayings 18 to 20, characterized, that it is lenticular.

24. Aluminum sheet for performing the method according to egg nem of claims 1 to 17, in particular using the melting material body according to one or more of claims 18 to 23, characterized in that there is at least one Einbuch device ( 9-11 , 14th) in an edge region -18 ).

25. Aluminum sheet according to claim 24, characterized in that a single indentation ( 16 , 17 ) extending in the direction of the outer edge of the edge region is provided.

26. Aluminum sheet according to claim 24 or 25, characterized in that a plurality of spaced and along the outer edge of the edge region Einbuch lines ( 9-11 , 14 , 15 , 18 ) are provided.

27. Aluminum sheet according to one or more of claims 24 to 26, characterized in that the indentation ( 16 , 17 ) or the indentations are seen on a flange ( 3 , 4 ) arranged in the edge region.

28. Aluminum sheet according to one or more of claims 24 to 27, characterized in that the indentation or the indentations ( 9-11 , 14-18 ) are formed closed at one or both ends.

29. Aluminum sheet according to claim one or more of claims 24 to 28, characterized in that the indentation or the indentations ( 9-11 , 14-18 ) are open at both ends.

30. Aluminum sheet according to one or more of claims 24 to 29, characterized in that the indentation or the indentations ( 9-11 , 14-18 ) are designed as troughs.

31. aluminum sheet according to claim 30, characterized, that the tubs have the shape of a cone half.

32. aluminum sheet according to claim 30, characterized, that the tubs have a lens half shape.

33. aluminum sheet according to claim 30, characterized, that the tubs are semi-cylindrical.