DE4340577C1 - Plattiersprengstoffe - Google Patents
PlattiersprengstoffeInfo
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- C06—EXPLOSIVES; MATCHES
- C06B—EXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
- C06B31/00—Compositions containing an inorganic nitrogen-oxygen salt
- C06B31/28—Compositions containing an inorganic nitrogen-oxygen salt the salt being ammonium nitrate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C06—EXPLOSIVES; MATCHES
- C06B—EXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
- C06B23/00—Compositions characterised by non-explosive or non-thermic constituents
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- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft explosivstofffreie Rezepturen zur
Herstellung und Verwendung von Plattiersprengstoffen.
Sprengplattieren ist ein dem Kaltpreßschweißen verwandtes
Verfahren. Es macht eine flächige metallische Verbindung
gleicher oder unterschiedlicher metallischer Werkstoffe
möglich. Diese Verbindung kommt durch einen kurzzeitig
einwirkenden sehr hohen Druck zustande, wobei die Metall
oberflächen durch plastische Verformung in atomare Ab
stände zueinander gebracht werden. In der Bindezone wird
im allgemeinen die Schmelztemperatur nicht erreicht. Auf
diese Weise lassen sich auch Metalle verbinden, die beim
Schmelzschweißen spröde intermetallische Phasen bilden.
Sollen zwei metallische Werkstoffe durch Schweißen mit
einander verbunden werden, muß zwischen ihren Oberflächen
ein so enger Kontakt erzeugt werden, daß die atomaren
Anziehungskräfte wirken können. Voraussetzung ist hierfür
die Entfernung der stets vorhandenen Oxidschichten. Beim
Sprengschweißen erfolgt der Kontakt der beiden Metalle
unter wesentlich höherem Druck und mit sehr viel größerer
Geschwindigkeit als bei den herkömmlichen Schweißver
fahren. Zur Erzeugung des Druckes dient die Detonation
eines Sprengstoffes. Voraussetzung für das Zustandekommen
einer Sprengverschweißung ist, daß die beiden zu verbin
denden Oberflächen mit mehr als 100 m/s Geschwindigkeit
zusammenschlagen, und zwar nicht senkrecht, sondern unter
einem kleinen Winkel von etwa 2 bis 25°. Es ist deshalb
ein Merkmal des Verfahrens, daß die Werkstücke vor der
Verschweißung in einem kleinen Abstand voneinander ange
ordnet werden, der als Beschleunigungsweg dienen kann.
Auf dem oberen metallischen Werkstück befindet sich in
direktem Kontakt eine Sprengstoffschicht. Sie wird von
einer Seitenlinie oder von einem Punkt am Rande aus mit
einem Detonator gezündet. Von der Zündstelle ausgehend
setzen sich nun die ursprünglich festen oder flüssigen
Bestandteile des Sprengstoffes in gasförmige Reaktions
produkte um. Dies geschieht innerhalb von 10-6 s in der
sogenannten Detonationszone, die sich mit hoher Geschwin
digkeit durch den Sprengstoff bewegt. Je nach Sprengstoff
kann diese Detonationsgeschwindigkeit zwischen 1200 und
8000 m/s liegen. Gleichzeitig werden in der Detonations
zone sehr hohe Temperaturen (3200 bis 6300 K) und Drücke
von 30 000 bis 300 000 bar erzeugt. Das obere Werkstück
wird innerhalb weniger Millimeter auf Geschwindigkeiten
zwischen 100 und 1000 m/s beschleunigt; beim Aufschlag
auf das untere Werkstück findet dann die Verschweißung
statt.
Der Plattiersprengstoff besteht im allgemeinen aus einer
Mischung von hochbrisantem Sprengstoff, wie beispiels
weise TNT, RDX oder PETN, Ammoniumnitrat, Holzmehl und
einem Moderator, der als Bremsmittel dient, wofür bei
spielsweise Kochsalz oder Quarzsand eingesetzt wird. Bei
der Herstellung dieser Plattiersprengstoffe müssen wegen
des Einsatzes der hochbrisanten Komponenten umfangreiche
Arbeitsschutzmaßnahmen beachtet werden. Dies gilt insbe
sondere beim Einsatz von TNT, da dieser Stoff mit begrün
detem Verdacht auf krebserzeugendes Potential in die
Gruppe III B gemäß der Gefahrstoffverordnung eingestuft
worden ist.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand darin,
Plattiersprengstoffe ohne explosionsgefährliche Bestand
teile bereitzustellen.
Gelöst wurde die Aufgabe erfindungsgemäß durch den Ein
satz von Mikrohohlkügelchen anstelle des explosionsge
fährlichen Bestandteils unter gleichzeitiger Anhebung des
Anteils an Ammoniumnitrat und des Brennstoffgehalts. Als
Mikrohohlkugeln lassen sich beispielsweise Kunststoff-
oder Glashohlkugeln einsetzen. Der Anteil der Mikrohohl
kugeln kann von 1 bis 10 Gew.-% variieren. Vorzugsweise
werden 1 bis 3 Gew.-% eingesetzt. Der Anteil des Ammo
niumnitrats kann von 50 bis 90 Gew.-% variieren. Vorzugs
weise werden 60 bis 70 Gew.-% eingesetzt. Als Brennstoff
im weitesten Sinne sind feinverteilte kohlenstoffhaltige
Substanzen zu verstehen. Beispielsweise wird dem Spreng
stoff Öl, vorzugsweise Spindel- oder Mineralöl, verbrenn
bare pflanzliche Komponenten wie Pflanzenmehl, vorzugs
weise Holzmehl, sowie Kunststoffe oder Mischungen dieser
Stoffe in Mengen von bis zu 10 Gew.-% beigefügt.
Die Reduzierung der Detonationsgeschwindigkeit kann mit
tels eines Moderators, beispielsweise durch Kochsalz,
Quarzsand oder anderen an sich bekannten Inertstoffen er
reicht werden. Die einzusetzenden Mengen richten sich
nach der Menge an Ammoniumnitrat und nach dem Anteil an
Mikrohohlkugeln. Im allgemeinen bewegen sie sich im Be
reich von 6 bis 30 Gew.-%. Als Fließhilfsmittel kann
Kieselsäure, Zinkoxidstearat und/oder Tonerde in Mengen
von 0,1 bis 1 Gew.-% zugesetzt werden. Durch die erfin
dungsgemäßen Rezepturen können Detonationsgeschwindigkei
ten zwischen 1000 und 3000 m/s erzielt werden. Herge
stellt wird der erfindungsgemäße Sprengstoff durch bloßes
Vermischen der einzelnen Bestandteile. Besondere Arbeits
schutzmaßnahmen sind nicht erforderlich.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind im einzelnen:
Plattiersprengstoffe, die aus Ammoniumnitrat, verbrenn
baren Bestandteilen (Brennstoffen), Mikrohohlkugeln, Mo
deratoren zur Einstellung der Detonationsgeschwindigkeit
und gegebenenfalls Fließhilfsmittel bestehen, wobei als
Brennstoffe kohlenstoffhaltige Substanzen, als Moderato
ren vorzugsweise Quarzsand oder Kochsalz und als Fließ
hilfsmittel Kieselsäure, Zinkoxidstearat und/oder Tonerde
eingesetzt werden können. Bevorzugt sind Plattierspreng
stoffe, die folgendermaßen zusammengesetzt sind
Ammoniumnitrat | |
50 bis 90 Gew.-% | |
Mikrohohlkugeln | 1 bis 10 Gew.-% |
Moderator | 6 bis 30 Gew.-% |
Brennstoff | 3 bis 10 Gew.-% |
Besonders bevorzugt sind Plattiersprengstoffe aus einer
Mischung aus
Ammoniumnitrat | |
68,5 Gew.-% | |
Glasmikrohohlkugeln | 2,2 Gew.-% |
Kochsalz | 24,0 Gew.-% |
Mineralöl | 1,5 Gew.-% |
Pflanzenmehl | 3,3 Gew.-% |
Tonerde | 0,5 Gew.-% |
oder
Ammoniumnitrat | |
69,2 Gew.-% | |
Kunststoffmikrohohlkugeln | 1,5 Gew. -% |
Kochsalz | 24,0 Gew.-% |
Pflanzenmehl | 3,3 Gew.-% |
Tonerde | 0,5 Gew.-% |
Verwendung finden diese Plattiersprengstoffe zum Spreng
plattieren oder zum Sprengschweißen.
Die nachfolgenden Beispiele sollen die Erfindung näher
erläutern, ohne sie einzuschränken. Bei diesen Versuchen
wurde ein Plattiersprengstoff eingesetzt, der folgen
dermaßen zusammengesetzt war:
Ammoniumnitrat | |
68,5 Gew.-% | |
Glasmikrohohlkugeln | 2,2 Gew.-% |
Kochsalz | 24,0 Gew.-% |
Mineralöl | 1,5 Gew.-% |
Pflanzenmehl | 3,3 Gew.-% |
Tonerde | 0,5 Gew.-% |
Mit diesem Sprengstoff wurden Sprengplattierungen aus
6 mm Kupfer auf 15 mm Aluminium in den Formaten
1000×2000 mm durchgeführt. Der Sprengstoff wurde mit
einer Schichtdicke von 30 mm aufgetragen und mit einem
elektrischen Zünder gezündet. Der gesamte Sprengstoff
detonierte einwandfrei durch. Die Bindungsqualität der
Platten war gut und entsprach der mit dem Plattier
sprengstoff auf Basis Ammoniumnitrat/TNT/-Kochsalz.
Selbst die Plattierung von Titan auf Stahl, eine Kom
bination, die des öfteren Schwierigkeiten bezüglich der
Haftfestigkeit bereitet, verlief mit dem erfindungs
gemäßen Plattiersprengstoff ohne Probleme. Ein 6 mm dic
kes Titanblech wurde auf 40 mm Stahl im Format
1000×2000 mm in 60 mm Schichtdicke mit dem erfindungs
gemäßen Plattiersprengstoff aufplattiert. Die Haftung war
auf der gesamten Fläche gut.
Durch die vorliegende Erfindung ist es erstmals möglich,
metallische Werkstoffe ohne Einsatz hochbrisanter Spreng
stoffe durch Sprengplattieren miteinander zu verbinden.
Ebenfalls möglich ist erstmals die Verbindung metalli
scher Werkstoffe durch Sprengschweißen ohne Einsatz hoch
brisanter Sprengstoffe. Durch den Verzicht auf hochbri
sante Sprengstoffe wird es damit möglich, bei der Her
stellung und Verwendung des Plattiersprengstoffes auf um
fangreiche Arbeitsschutzmaßnahmen zu verzichten.
Claims (8)
1. Plattiersprengstoff, dadurch gekenn
zeichnet, daß er aus Ammoniumnitrat, Brenn
stoff, Mikrohohlkugeln und Moderatoren zur Einstel
lung der Detonationsgeschwindigkeit besteht.
2. Plattiersprengstoff nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Moderator Quarzsand oder Kochsalz
ist.
3. Plattiersprengstoff nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß der Brennstoff aus Öl, verbrenn
baren pflanzlichen Bestandteilen oder Kunst
stoffen besteht.
4. Plattiersprengstoff nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er Glas- oder
Kunststoffhohlkugeln als Mikrohohlkugeln enthält.
5. Plattiersprengstoff nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er zusätzlich
mindestens ein Fließhilfsmittel aus der Gruppe Kie
selsäure, Zinkoxidstearat oder Tonerde enthält.
6. Plattiersprengstoff nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung
zusammengesetzt ist aus
Ammoniumnitrat
50 bis 90 Gew.-%
Mikrohohlkugeln 1 bis 10 Gew.-%
Moderator 6 bis 30 Gew.-%
Brennstoff 3 bis 10 Gew.-%
7. Plattiersprengstoff nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung
zusammengesetzt ist aus
Ammoniumnitrat
68,5 Gew.-%
Glasmikrohohlkugeln 2,2 Gew.-%
Kochsalz 24,0 Gew.-%
Mineralöl 1,5 Gew.-%
Pflanzenmehl 3,3 Gew.-%
Tonerde 0,5 Gew.-%
8. Plattiersprengstoff nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung
zusammengesetzt ist aus
Ammoniumnitrat
69,2 Gew.-%
Kunststoffmikrohohlkugeln 1,5 Gew. -%
Kochsalz 24,0 Gew.-%
Pflanzenmehl 3,3 Gew.-%
Tonerde 0,5 Gew.-%
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19934340577 DE4340577C1 (de) | 1993-11-29 | 1993-11-29 | Plattiersprengstoffe |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19934340577 DE4340577C1 (de) | 1993-11-29 | 1993-11-29 | Plattiersprengstoffe |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4340577C1 true DE4340577C1 (de) | 1995-05-24 |
Family
ID=6503679
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19934340577 Expired - Lifetime DE4340577C1 (de) | 1993-11-29 | 1993-11-29 | Plattiersprengstoffe |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4340577C1 (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004020368A1 (en) * | 2000-11-24 | 2004-03-11 | Sigmabond Technologies Corporation | Method of explosive bonding, composition therefor and product thereof |
CN101602636B (zh) * | 2009-07-09 | 2011-08-10 | 黄文尧 | 低爆速爆炸焊接炸药 |
EP3056479A1 (de) * | 2015-02-10 | 2016-08-17 | Maxamcorp Holding, S.L. | Ammoniumnitratprodukte und Verfahren zu ihrer Herstellung |
-
1993
- 1993-11-29 DE DE19934340577 patent/DE4340577C1/de not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
NICHTS ERMITTELT * |
Cited By (5)
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WO2016128406A1 (en) * | 2015-02-10 | 2016-08-18 | Maxamcorp Holding, S.L. | Ammonium nitrate products and method for preparing the same |
US10774014B2 (en) | 2015-02-10 | 2020-09-15 | Maxamcorp Holding, S.L. | Ammonium nitrate products and method for preparing the same |
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