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Verfahren zur Herstellung plattierter Rohre Es ist bekannt; @daß Werkstoffe,
insbesondere aus Stahl, mit .anderen Stoffen, beispielsweise aus Kupfer, unter gleichzeitiger
Anwendung von Druck und Wärme miteinander fest verbunden werden können. Handelt
es sich dabei um die Herstellung flacher Querschnittsformen, beispielsweise Platten,
so treten, wenn man für eine Fernhaltung aller oxydischen Einflüsse auf die zu vereinigenden
Schichten Sorge trägt, keinerlei Schwierigkeiten auf. Anders ist dies jedoch bei
der Herstellung plattierter Rohre. Das hat seine Ursache offenbar darin, daß bei
der Walzung der Rohre in den gebräuchlichsten Rohrwalzwerken niemals der gesamte
Rohrquerschnitt gleichzeitig dem Walzdruck ausgesetzt wird, sondern daß neben den
gedrückten Querschnittsteilen solche ohne Walzdruck liegen und daß daher Breitungs-
und Zerrungserscheinungen auftreten, die eine zuverlässige Schweißung verhindern.
Besonders groß sind diese Schwierigkeiten begreiflicherweise beim Pilgerwalzprozeß.
Um eine besonders gute Bindung zwischen Grundwerkstoff und Plattierung zu erzielen,
ist die Anwendung einer Lotverbindung vorgeschlagen worden. Diese Anwendung wurde
z. B. zur Herstellung plattierter Drähte angeregt, die aus mit Kupferblech plattierten
Stahlplatten durch Tiefziehen zu einem Näpfchen und anschließendes Auswalzen des
Näpfchens nach vorherigem Einfügen eines Kernbalzens hergestellt werden.
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Zur Plattierung der Stahlplatten mit Kupfer werden dabei die ersteren
mit Kupferblechen verkleidet, wobei die Stahlplatten vorher elektrolytisch verzinnt,
verzinkt oder verkupfert werden. Diese Maßnahme dient hierbei nicht unmittelbar
zur Herbeiführung einer Lötung mit der Plattierschicht, sondern zur Verhinderung
einer Oxydation der Stahlplatte_ während der Erhitzung. Es ist auch vorgeschlagen
worden, Lot bei der Herstellung von mehrschichtigen, dünnwandigen, flüssigkeitsdichten
Rohren zu verwenden, die aus eingerollten Eisenstreifen hergestellt werden.
Hierbei
werden die eingerollten Streifen durch ein Bad aus flüssigem Lot hindurchgeführt,
wobei die Lötung jedoch nicht zur Verbindung eines Grundwerkstoffs mit einer Plattierschicht
- denn diese ist gar nicht vorhanden - dient, sondern zur Abdichtung, der Nähte.
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Bekanntgeworden ist ferner ein Verfahren, Stahlrohre finit Blei, Zink
oder Zinn unter Zwischenschaltung eines Lötiuittels nach dein Ziehverfahren unter
Benutzung eines Aufweitedornes oder einer Ziehmatrize zu plattieren; jedoch ist
hierbei eine sich anschließende Warmverarbeitung, insbesondere durch Walzen, nicht
vorgesehen, so daß für den Ziehvorgang Ausgangsrohre von Fertigwandstärke benutzt
werden müssen und die mit dem Walzen auftretenden Schwierigkeiten gar nicht auftreten
können. Schließlich ist zur Herstellung kupferplattierter Stahlrohre empfohlen worden,
den Stahlblock zu verzinken, bevor er mit dem Überzu.gsmetall zusammengefügt und
durch Ziehen oder Walzen in der Kälte zu fester Anlage gebracht wird. Anschließend
werden bei diesem bekannten Verfahren die so vereinigten Werkstücke so hoch erwärmt.
daß das Zink mit dem Kupferüberzug eine Lotschicht bildet. Danach wird das Werkstück
bei flüssigem . Zustand der Lotzwischenschicht einem Zieh- oder Walzvorgang unterworfen,
um überflüssiges Lot durchden Verformun--sdruckhinauszudrücken und zu entfernen.
Nach diesen Verfahren lassen sich aber, wie durch Versuche festgestellt werden konnte,
kupferplattierte Stahlrohre mit überall zuverlässiger Bindung zwischen Grundwerkstoff
und Kupferüberzug, insbesondere bei der V erwalzung in Pilgerschrittwalzwerken,
nicht herstellen. Die Ursache hierfür ist darin zu suchen, daß während der Walzurig,
bei der das Lot flüssig ist, eine Bindung nicht vorhanden ist und daß die unterschiedlichen
Streckungen und Zerrungen beim Rohrwalzen in ungünstiger Weise zur Auswirkung kommen
und an vielen Stellen den Kupferüberzug vom Grundwerkstoff ablösen und damit an
diesen Stellen die innige Verbindung verhindern oder in Frage stellen. Da im übrigen
der Formänderungswiderstand des Kupferüberzuges ein anderer ist als der des aus
Stahl bestehenden Grunchverkstoffes, so erfahren beide Werkstoffe, da sie durch
die flüssige Lotschicht nicht -zusammengehalten werden, unterschiedliche Streckungen.
Es ist daher nicht zu verwundern, daß sich auch nach diesem bekannten Verfahren
keine brauchbaren und einwandfrei plattierten Rohre herstellen lassen. Es ist im
übrige kaum anzunehmen, daß nach dein erörterten Vorschlag das Pilgerschrittverfahren
überhauet geeignet ist, überflüssiges Lot vollständig auszupressen: es ist vielmehr
zu erwarten, daß sich in Anpassung an den Pilgerschritt und die dabei vorhandenen
unterschiedlichen Druck- und Entlastungszonen 'Nester und Anliäufungen größerer
Lotmengen bilden werden.
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Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, das vorgeschriebene Verfahren
in der Weise abzuwandeln, daß der Walzvorgang, der sich an die zur Lotbildung dienende
Erwärmung des Werkstückes anschließt, bei fester Lotzwischenschicht erfolgt. Die
Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß die Walzurig bei einem Zustande des Werkstückes
zu erfolgen hat, bei dem die Plattierung bereits erfolgt ist, so daß während der
Walzurig eine Verschiebungzwischen Grundwerkstoff undÜberzug nicht mehr erfolgen
kann. In diesem Zustand kann sich auch der unterschiedliche Formä nderungswiderstand
beider Werkstoffe nicht mehr ungünstig auswirken. Vielmehr ist durch die innige
Verbindung eine überall gleichmäßige Verformung gewährleistet und jede Verschiebung
der beiden Werkstoffe zueinander ausgeschlossen. Versuche haben ergeben, daß selbst
bei Anwendung des Pilgerschrittwalzwerkes nach dem Verfahren der Erfindung einwandfreie
plattierte Rohre erhalten werden können. Das Verfahren wird wie folgt ausgeführt:
Der Eisenhohlblock wird nach erfolgter Reinigung und Verzinkung in bekannter Weise,
beispielsweise durch einen Aufiveitedorn oder durch einen Matrizenzug, mit dem ebenfalls
sorgfältig gereinigten Kupferrohr zum Anliegen gebracht. Zur Vermeidung jeglicher
Oxydation bei dem sich anschließenden Erwärmen werden die Fugen zwischen den beiden
Werkstoffen in bekannter Weise. beispielsweise durch Verstemmen oder Verschweißen,
gedichtet. Liegt die Kupferplattierung innen, so kann auf diese -Maßnahme verzichtet
werden, da der Ausdehnungskoeffizient des Kupfers größer ist als der de Eisens.
Ersatzweise können in die Fugen geringe Mengen solcher Stoffe gegeben werden, die
reduzierende Gase entwickeln, beispielsweise Holzkohle, Papier, Graphit,
Öl o. dgl.
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Die Erwärmung der zusammengesetzten Werkstoffe erfolgt auf Temperaturen,
die die Lotbildung herbeiführen. Je dicker die Zinkauflage ist, um so niedriger
liegt der Schmelzpunkt des sich bildenden Lotes und um so niedriger kann die Wärmtemperatur
gewählt werden. Es empfiehlt sich, eine möglichst dünne Zinkauflage anzuwenden,
da sich andernfalls unnötig dicke Messingschichten bilden und dabei die Gefahr besteht,
daß die gerainte Kupferschicht in eine Messingschicht umgewandelt wird. Bei der
erfindungsgemäß vorgesehenen sehr dünnen Zinkzwischenschiebt
bildet
sich ein Messinglot mit hohem Kupfergehalt und demgemäß hohem Schmelzpunkt. Die
sich vorzugsweise unmittelbar an die Wärmung anschließende Walzung wird nach erfolgter
Lötung bei festem Zustande des Messinglotes durchgeführt.
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Die nach der Erfindung im Warmwalzwerk ausgewalzten Verbundrohre werden,
falls erforderlich, warm oder kalt auf kleinere Abmessung weiterverarbeitet.