-
Verfahren zum Befestigen von Bolzen, Stiften oder ähnlichen Teilen
aus Aluminium oder seinen Legierungen Die Erfindung bezieht sich auf die Befestigung
von Bolzen, Stiften oder ähnlichen Teilen mittels Elektroschweißung auf einer Platte
oder einem anderen Stück.
-
Für Bolzen" Stifte und ähnliche Teile aus Stahl oder eisenhaltigen
Legierungen ist es bekannt, daß die Elektroschweißung wesentlich erleichtert und
verbessert wird, wenn man Bolzen und Stifte besonderer Gestaltung und außerdem Schutzringe,
insbesondere aus keramische2n Material, verwendet, die an den Fuß des zu verschweißenden
Endes der Bolzen gesetzt werden. Die französische Patentschrift 925 Zoa vom
4. April 1946 beschreibt Vorrichtungen dieser Art. Mit den Fig. i bis 4 wird die
Gestaltung derselben in Erinnerung gebracht.
-
Fig. i zeigt einen Bolzen in Seitenansicht, dessen einer Teil geschnitten
ist, um die Gestaltung des zum Schweißen bestimmten Endes zu zeigen.
-
Der Bolzen i aus Stahl oder einer eisenhaltigen Legierung besitzt
auf seinem zum Schweißen bestimmten Ende eine Höhlung a, die mittels einer Kapsel
3 abgeschlossen ist. Diese Höhlung nimmt ein Schmelzmittel auf, das- im allgemeinen
aus einem Gemisch von gepulvertem Eisenaluminium besteht, dessen Aufgabe es ist,
den Lichtbogen zu bilden und die Schmelztemperatur zu erniedrigen. Nachdem das Schmelzmittel
in der Höhlung untergebracht
ist, wird die Kapsel 3 darüber gesetzt
und die Ränder der Höhlung 2 werden über den Rand der Kapsel umgebördelt.
-
Fig. 2 zeigt in Seitenansicht einen Schutzring 5 aus keramischem Material.
Ein Teil des Ringes ist weggebrochen, um die Ansicht im Schnitt zu zeigen, während
Fig.3 diesen Ring im waagerechten Schniitt zeigt. Der Ring hat einen Hals 6, eine
kreisförmige Aushöhlung 7 und mehrere Luftlöcher 8, hier vier derselben, die radial
auf dem Umfang des Fußstückes 9 des Ringes angeordnet sind.
-
Fig. .4 zeigt schematisch die Vorrichtung, die dazu dient, den Bolzen
i und den Ring 5 während des Aufschweißens des Bolzens auf ein Blech io festzuhalten.
Der Bolzen i wird zwischen den gefederten Armen einer Klemmvorrichtung i i gehalten,
die mit dem beweglichen Arbeitsstück eines Schweißapparates verbunden ist, während
der Ring 5 dadurch gehalten wird, daß auf seinem Halsstück 6 ein Haltestück 12 aufgelegt
ist, welches durch die Stange 13 am Körper des Schweißapparates befestigt ist. Wenn
der Schweißapparat in Tätigkeit gesetzt wird, so wird der Bolzen i angehoben und
ein Lichtbogen wird zwischen seinem Ende und der Platte oder dem Blech io gebildet;
der Lichtbogen bleibt für eine bestimmte Zeit erhalten, worauf nach Abschaltung
des Schweißstromes der Bolzen rasch gegen das Blech oder die Platte io gestoßen
wird. Das zum Schmelzen gebrachte Metall erhärtet sich sehr schnell.
-
In Anbetracht der ständig zunehmenden Anwendung von Leichtlegierungen,
insbesondere von Legierungen, die unter der geschützten Bezeichnung Duralinox bekannt
sind, aus Aluminium, Magnesium und Kupfer bestehen und die wertvolle Eigenschaft
der Widerstandsfähigkeit gegen Seewasser besitzen, wurde die Aufgabe in Angriff
genommen, Bolzen, Stifte und ähnliche Teile aus diesen Legierungen auf Platten,
Bleche gleicher Art zu schweißen. Die Schwierigkeit liegt hierbei darin, daß die
Bestandteile dieser Legierungen sehr zur Oxydation neigen. Wenn man ohne besondere
Vorkehrungen einen Bolzen dieser Art schweißt oder am Schweißende ein Schmelzmittel
der üblichen Art fürElektroschweißung anwendet, so ergeben sich in den Schweißungen
Blasen und Einschlüsse und infolgedessen geringe mechanische Festigkeiten. Die Ursache
ist darin zu suchen, daß bei der außerordentlich schnellen Schweißung das geschmolzene
Metall nicht sauerstofffrei werden kann.
-
Nach der gegenwärtiger. Erfindung wird die Aufgabe der Elektroschweißung
von Bolzen und ähnlichen Teilen aus den oben gekennzeichneten Leichtmetallegierungen
dadurch gelöst, daß man für die Anwesenheit einer kleinen zweckmäßig bemessenen
Menge Hexachloräthan an dem zu schweißenden Ende dieser Teile Sorge trägt. Die Ergebnisse
dieser Arbeitsweise sind hervorragend, insbesondere erreicht die mechanische Festigkeit
dieser Schweißstellen die Größenordnung derjenigen der Ausgangslegierung.
-
Es ist bekannt, daß Hexachloräthan bereits mit Erfolg beim Gießen
von Leichtmetallegierungen angewandt worden ist. Aber in diesem Fall hat es eine
andere Aufgabe, die im wesentlichen darauf gerichtet ist, das Schmelzbad zu reinigen
und insbesondere den Wasserstoff daraus zu entfernen.
-
Bei der Anwendung des Hexachloräthan in der Elektroschweißung von
Bolzen usw. aus Leichtmetallegierungen beruht die Wirkungsweise wahrscheinlich darauf,
daß das Hexachloräthan sich im Augenblick der Bildung des Lichtbogens sehr rasch
verflüchtigt, wodurch das schmelzende ?Metall gereinigt und außerdem gleichzeitig
eine schützende Atmosphäre gebildet wird, welche den Luftsauerstoff am Zutritt und
an der Verunreinigung des schmelzenden Metalls verhindert.
-
An sich liegt der Gedanke nahe, Bolzen usw. aus Duralinox und ähnlichen
Legierungen ohne besondere Zurichtung des zu verschweißenden Endes zu verwenden
und nur auf die Schweißstelle eine kleine Menge Hexachloräthan aufzubringen. Diese
Arbeitsweise empfiehlt sich aber deswegen nicht, weil sie auf schrägen oder waagerechten
Flächen oder unterhalb einer Decke nicht anwendbar ist und weil sie außerdem die
Gefahr mit sich bringt, daß in die Schweißatmosphäre Feuchtigkeit eingeführt wird.
-
Die Fig.5 bis 13 stellen verschiedene Ausführungsformen der Erfindung
dar. Fig. 5. zeigt einten Bolzen 14 aus Duralinox, in dem eine Höhlung 15 hergestellt
ist zur Aufnahme einer entsprechenden Menge 16 von trockenem und gepulvertem Hexachloräthan.
Danach wird eine dünne Kapsel 17 aus Duralinox auf das Pulver aufgelegt und darüber
befestigt, indem man die Ränder der Höhlung 15 über die Kapsel 17 uml>ördelt. Das
eingeführte Pulver ist auf diese Weise vor Feuchtigkeit geschützt.
-
Andere Formen von Höhlungen, die ebenfalls die Erfindung verkörpern,
«-erden nachstehend heschrieben. Sie sind in der gleichen Weise zur Füllung mit
Hexachloräthan bestimmt und ergeben vorzügliche Resultate beim Schweißen.
-
Fig. 6 zeigt im Längsschnitt das Ende eines Bolzens 18, dessen Höhlung
i9 beispielsweise durch Kaltformung hergestellt ist, indem eine ziemlich hohe runde
Wand mit symmetrischen Ausschnitten gebildet wird. Nach Einfüllung der erforderlichen
Menge Hexachloräthan in der Höhlung werden die stehengebliebenen Teile der Wandung
so zusammengebogeni, daß sie sich völlig dicht aneinanderschließen, wie der Schnitt
in Fig. 7 zeigt.
-
In Fig. 8 ist eine seitliche ringförmige Höhlung 20 in der unmittelbaren
Nähe des zu schweißenden Endes dies Bolzens 21 angebracht, mit Hexachloräthan gefüllt
und dann mittels eines dünnen Ringes 22 geschlossen.
-
Fig.9 zeigt eine Abwandlung der zuletzt beschriebenen Ausführungsform,
bei der die ringförmige Höhlung durch eine Kapsel 23 verschlossen ist, die das ganze
Ende des Bolzens umhüllt.
-
Gemäß Fig. io und i i trägt das Ende des Bolzens 24 eine ringförmige
Höhlung 25, die in Fig. i i in der Draufsicht gezeichnet ist. Nach Einfüllen des
Hexachloräthan in diese Höhlung wird diese durch
eine Kapsel 26
verschlossen, die teilweise über den zylindrischen Teil des Bolzens herumgebogen
wird.
-
Noch eine andere Ausführungsform zeigen die Fig. 12 und 13.
Hier sind am Ende des, Bolzens. 27 mehrere Höhlungen 28 in gleichmäßiger Anordnung
vorgesehen, die mit Hexachloräthan gefüllt und wie beim vorhergehenden Beispiel
mit einer Kapsel 29 verschlossen werden.
-
In allen Fällen wird die Elektroschweißunig dieser Bolzen, Stifte
und ähnlichen Teile aus Duralinox mit einer Ladung von Hexachloräthan in den beschriebenen
Hohlräumen in analoger Weise ausgeführt, wie bei den Teilen aus Stahl oder eisenhaltigen
Legierungen im Zusammenhang mit Fig. 4. Um besonders günstige Resultate zu erhalten,
kann auch der Schutzring 5 aus keramischem Material benutzt werden.
-
Die Erfindung ist nicht beschränkt auf das Schweißen von Bolzen, Stiften
und ähnlichen Teilen aus Duralinox. Es wurde gefunden, daß die Einführung kleiner
Mengen von Hexachloräthan in Hohlräumen an den zu schweißenden Enden sich vorzüglich
bewährt, auch bei Bolzen und ähnlichen Teilern, die aus Reinaluminium oder praktisch
reinem Aluminium oder aus zur Korrosion neigenden Legierungen des Aluminiums bestehen.
Auch in diesen Fällen werden beachtliche mechanische Festigkeiten der Schweißstellen
erzielt. Die Erfindung umfaßt daher auch die Anwendung des beschriebenen Verfahrens
auf diese Metalle und Metallegierungen.
-
Versuche sind weiterhin ausgeführt worden mit Bolzen und ähnlichen
Teilen, die aus zum Gießen bestimmten Aluminiumlegierungen hergestellt waren. Die
Ergebnisse waren ebenfalls sehr befriedigend,. Sie haben praktisch ein geringes
Interesse, weil die Bolzen und Stifte immer aus ge-
reckten Barren, also aus
korrodiertem Metall, hergestellt werden.