DE4326535C2

DE4326535C2 - Welded connection of a weldable weld-on part with a light metal part that is difficult or not weldable with this

Info

Publication number: DE4326535C2
Application number: DE19934326535
Authority: DE
Inventors: Georg Dipl Ing Eiermann; Janusz Dipl Ing Kwiatkowski
Original assignee: Daimler Benz AG; Mercedes Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1993-08-07
Filing date: 1993-08-07
Publication date: 1996-09-05
Anticipated expiration: 2013-08-08
Also published as: DE4326535A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Schweißverbindung eines schweißbaren Anschweißteils mit einem mit diesem schwer oder nicht-ver schweißbaren Leichtmetallteil nach dem Oberbegriff des Patentan spruches 1.The invention relates to a welded joint of a weldable Welded part with a heavy or not ver with this weldable light metal part according to the preamble of the patent saying 1.

Aus der US 2,985,747 ist bekannt, ein Bauteil aus Titan mit ei nem anderen Bauteil aus Eisen unter Vermeidung der bei einer un mittelbaren Verschweißung der beiden Bauteile auftretenden Ver sprödung der Schweißnaht zu verschweißen. Dazu ist auf der dem Ti-Bauteil zugewandten Seite am Fe-Bauteil eine Aussparung für die Aufnahme einer Vanadium-Einlage vorgesehen. Diese wird nach Aufnahme mit dem Fe-Bauteil mittels einer Schmelzschweißung ver schweißt. Das anzuschweißende Ti-Bauteil weist seinerseits eine durchgehende Bohrung auf, deren Querschnitt kleiner als die Ein lagenfläche ist, und wird derart am Fe-Bauteil angeordnet, daß der Bohrungsrand innerhalb der Einlagenfläche zu liegen kommt. Danach wird das Ti-Bauteil am Bohrungsrand ringsum mittels einer Schmelzschweißung mit der Vanadium-Einlage verschweißt. Durch deren Verschweißung mit dem Fe-Bauteil ist dieses somit auch mit dem Ti-Bauteil verschweißt. In der Verwendung eines Bauteil werkstoffes aus Druckguß jedoch kann diese Schweißverbindung keine Anwendung finden, da herstellungsbedingt im Gußteil hoch gespannte Lufteinschlüsse enthalten sind, die beim Schweißen die in ihnen gespeicherte, durch die Erwärmung noch gesteigerte pneumatische Energie in der Schmelzzone freisetzen. Die Freiset zung der Energie läßt das Gußteil dort explosionsartig aufquel len, so daß die Bauteilform an der Schweißstelle zerstört wird. Bei derartigen materialbedingt schwer oder gar nicht schweißba ren Bauteilen werden zur Verbindung mit anderen Bauteilen Ver schraubungen, Vernietungen oder Klebungen verwandt, die durch die jeweilige Vorbereitung des Bauteils und dessen Montage einen hohen Aufwand erfordern.From US 2,985,747 is known a component made of titanium with egg another iron component while avoiding the un indirect welding of the two components occurring Ver brittleness of the weld. This is on the Ti component facing side on the Fe component a recess for the inclusion of a vanadium insert is provided. This is after Ver recording with the Fe component by means of fusion welding welds. The Ti component to be welded in turn has one through hole whose cross-section is smaller than the one is layer area, and is arranged on the Fe component that the edge of the hole comes to lie within the insert surface. Then the Ti component is all around at the edge of the hole using a Fusion welded to the vanadium insert. By their welding to the Fe component is therefore also included welded to the Ti component. In the use of a component Die-cast material, however, can make this welded joint do not find any application, because of the high casting in the casting tense air pockets are included, which when welding the stored in them, increased by the warming Release pneumatic energy in the melting zone. The freeset Tension of the energy causes the casting to swell explosively there len, so that the component shape is destroyed at the weld. With such material difficult to weld or not weldable at all Ren components are for connection with other components Ver screws, rivets or adhesives related by the respective preparation of the component and its assembly require great effort.

Die DE-PS 4 64 506 zeigt einen Kolben für Brennkraftmaschinen, dessen Kolbenkopfaus Leichtmetall und dessen Laufbüchse aus Stahl oder Gußeisen besteht. Die Laufbüchse ist hierbei in den Kolbenkopf eingegossen, wobei diese zur Bildung einer stoff- und formschlüssigen Verbindung Durchbrechungen für einen Durchtritt des Leichtmetallmaterials beim Gießen aufweist. Eine Bezugnahme darauf, wie und aus welchem Material der Kolbenkopf konkret her gestellt ist, fehlt. Das Stahlteil ist in das Leichtmetallteil jedenfalls mit der Absicht eingegossen worden, eine innige Ver bindung zweier Bauteile unterschiedlichen Werkstoffes durch Ein bzw. Umgießen zu erzielen.DE-PS 4 64 506 shows a piston for internal combustion engines, its piston head made of light metal and its liner Steel or cast iron. The liner is in the Piston head cast, this to form a fabric and positive connection openings for a passage of the light metal material during casting. A reference how and from what material the piston head is made is missing. The steel part is in the light metal part at least poured in with the intention of an intimate ver Binding two components of different materials by one or casting around.

Ferner zeigt die DE-AS 12 89 960 ein Verfahren zum Herstellen von Bremstrommeln für - ggf. motorgetriebene - Zweiräder. Dazu weist die Bremstrommel einen geschlitzten Stahlring auf, der in eine Nabe durch Umgießen mit einer Leichtmetallegierung im Ko killenguß eingebettet ist. Zur verbesserten Verbindung sind in dem Ring Bohrungen vorgesehen, in die das Nabenmaterial beim Um gießen eintritt.Furthermore, DE-AS 12 89 960 shows a method for manufacturing of brake drums for - possibly motor-driven - two-wheelers. To the brake drum has a slotted steel ring, which in a hub by casting with a light metal alloy in the Ko killenguß is embedded. For improved connection are in provided the ring holes in which the hub material at Um pour entry.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schweißverbindung aufzuzeigen, mit der auch an Druckgußteilen ohne weiteres Schweißverbindungen hergestellt werden können.The invention has for its object a welded joint to show with the die castings without further ado Welded connections can be made.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.The object is according to the invention in that in claim 1 specified features solved.

Dank der Erfindung wird eine unlösbare Schweißverbindung von An schweißteilen mit unschweißbaren oder zumindest schwer schweiß baren Bauteilen in einfacher Weise ermöglicht, indem das An schweißteil nur mittelbar mit dem Bauteil verschweißt wird. Da durch kann aufgrund der einfach und schnell auszuführenden Ver schweißung auf aufwendige Verbindungstechniken wie Verschraubun gen etc. verzichtet werden. Thanks to the invention, an inseparable welded joint from An welded parts with non-weldable or at least difficult weld baren components in a simple manner by the An welded part is only indirectly welded to the component. There due to the simple and quick Ver welding on complex connection techniques such as screwing conditions etc. are waived.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung können den Unteran sprüchen entnommen werden; im übrigen ist in der nachfolgenden Zeichnungsbeschreibung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Die Figur zeigt in einer Schnittdarstellung einen Abschnitt eines Bauteiles mit einem über die erfindungs gemäße Schweißverbindung mit ihm verbundenen Anschweißteil.Appropriate embodiments of the invention can the Unteran sayings are taken; for the rest is in the following Drawing description of an embodiment of the invention explained in more detail. The figure shows a sectional view a section of a component with a fictional about the appropriate welded connection with the welded part connected to it.

In der Figur ist mit einem Abschnitt ein Bauteil 1 aus Alumini um-Druckguß dargestellt, das beispielsweise in Kraftfahrzeugen als Kurbelgehäuse oder Getriebegehäuse verwendet wird. Das Bau teil 1 weist seitlich abragende Wandungen 2 auf, die einen Hohlraum 3 für einen zum Beispiel Zylinderlaufbuchsen kühlenden Wassermantel eingrenzen. In the figure, a section 1 shows a component 1 made of die-cast aluminum, which is used, for example, in motor vehicles as a crankcase or gearbox. The construction part 1 has laterally protruding walls 2 , which delimit a cavity 3 for a water jacket, for example, cooling cylinder liners.

Zur Formung der Wandungen 2 und damit des Hohlraumes 3 wird gießtechnisch in der Gußform ein stempelförmiger Schieber ein gesetzt, der nach der Verfestigung des Druckgusses seitlich weggezogen wird. Dabei hinterläßt der Schieber eine nach außen hin großflächig offene Öffnung 4, die nachträglich mit einem Deckel 5 dichtend verschlossen wird.To form the walls 2 and thus the cavity 3 , a plunger-shaped slide is inserted in the casting mold, which is laterally pulled away after the compression molding has solidified. The slider leaves an opening 4 which is open to the outside and which is subsequently sealed with a cover 5 .

In den Wandungen 2 ist dazu ein als Blechstreifen ausgebildetes Einlegeteil 6 dichtend eingegossen, das vorzugsweise aus Alumi nium oder Stahl bestehen kann. Der Blechstreifen folgt dem Wan dungsverlauf und umgibt dabei den gesamten Hohlraum 3, wodurch der Blechstreifen eine Ringform annimmt. Es ist dabei denkbar, daß der in sich geschlossene Ring des Blechstreifens aus mehre ren dichtend aneinandergesetzten Streifenabschnitten gebildet ist.In the walls 2 , an insert 6 designed as a sheet metal strip is sealingly cast in, which may preferably be made of aluminum or steel. The sheet metal strip follows the course of the wall and thereby surrounds the entire cavity 3 , whereby the sheet metal strip assumes an annular shape. It is conceivable that the self-contained ring of the sheet metal strip is formed from a plurality of sealingly placed strip sections.

Der Blechstreifen weist einen gegenüber der dem Deckel 5 zuge wandten Abschlußkante 7 der Wandungen 2 um etwa die Wandstärke des Blechstreifens frei überstehenden rings umlaufenden Ab schnitt 8 auf, an dem der Blechstreifen während des Gießprozes ses vom Gießwerkzeug gehalten wird.The sheet metal strip has a facing the cover 5 facing end edge 7 of the walls 2 by about the wall thickness of the sheet metal strip freely projecting circumferential From section 8 , on which the sheet metal strip is held during the casting process by the casting tool.

Um den Blechstreifen über den gießtechnisch erreichten Stoff schluß mit dem Aluminium-Druckguß des Bauteiles 1 hinaus zu sätzlich auch noch formschlüssig mit diesem zu verbinden, ist der Blechstreifen im eingegossenen Bereich 9 über seinen gesam ten Umfang hinweg perforiert. Das beim Gießen flüssige Gußmate rial tritt durch die Löcher 10 durch und bildet bei der Verfe stigung innerhalb der durch den eingegossenen Blechstreifen hohlen Wandungen 2 Querstege 11 aus, die den Blechstreifen un lösbar im Bauteil 1 festhalten.In order to additionally connect the sheet metal strip with the die-cast material of the die-cast aluminum of the component 1 also with this, the sheet metal strip is perforated in the cast-in area 9 over its entire circumference. The liquid pouring Gußmate rial passes through the holes 10 and forms at Verfe stigung within the hollow walls by the cast sheet metal strips 2 crossbars 11 which hold the sheet metal strip unreleasably in component 1 .

Der Deckel 5 ist als Anschweißteil ausgebildet und besteht vor zugsweise aus Aluminium oder Stahl. An der Abschlußkante 7 ist der Blechstreifen ringsum mit dem Deckel 5 mittels einer Schmelzschweißung unter Bildung einer durchgehend verlaufende Schweißnaht 12 verschweißt. Die Wandstärke bzw. der überstehen de Abschnitt 8 des Blechstreifens ist dabei so groß, daß bei der Schmelzverschweißung keine Gefügeveränderung des Gußmateri als auftritt.The cover 5 is designed as a welded part and is preferably made of aluminum or steel. At the end edge 7 , the metal strip is welded all around to the cover 5 by means of a fusion weld to form a continuous weld 12 . The wall thickness or the projecting de section 8 of the sheet metal strip is so large that no fusion of the cast material occurs as the fusion welding.

Claims

1.Welding connection of a weldable weld-on part with a light metal part which is difficult or not weldable with it, an insert part which is permanently connected to the light metal part being welded to the weld-on part, characterized in that the light metal part is a die-cast part ( 1 ) in which the insert ( 6 ), which is designed as a sheet metal strip, is sealed in place at the point of the subsequent welded joint, the insert ( 6 ) following the required course of a weld seam ( 12 ) of the desired welded joint and a section which projects freely over the component surface of the die-cast part ( 1 ) ( 8 ), which with the same base material, preferably made of aluminum or steel, such as the insert ( 6 ), the welded part ( 5 ) is welded by means of a fusion weld and the insert ( 6 ) via the gießtech technically achieved material connection with the base material of Pressure casting ( 1 ) is also also positively connected to it.

2. Welded connection according to claim 1, characterized in that for the positive connection of the insert ( 6 ) with the base material of the component ( 1 ), the insert ( 6 ) is perforated in the cast-in area ( 9 ).

3. Welded connection according to claim 1, characterized in that the insert ( 6 ) in the area of the weld seam ( 12 ) over the base material of the component ( 1 ) by about the wall thickness ke of the insert ( 6 ) overhangs freely.