DE910240C - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Schweissverbindungen zwischen Werkstuecken aus Metallen unterschiedlicher Schmelztemperatur - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Schweißverbindungen zwischen Werkstücken aus Metallen unterschiedlicher Schmelztemperatur Es ist ein Verfahren zum Herstellen einer Schweißverbindung zwischen verschiedenen Metallen durch Stumpfschweißen unter Druck bekannt, bei dem das eine Metall beim Zusammenpressen in das durch Erhitzen zum Erweichen gebrachte andere Metall hineingedrückt wird, bis die Oxydhäute der zu vereinigenden Metalle zerrissen sind. Zweckmäßigerweise wird dabei das Zusammenpressen der Metalle in einem Temperaturbereich durchgeführt, in dem sich ein flüssiges Eutektikum aus den beiden miteinander zu verbindenden Metallen bildet.
• Das Zusammenpressen erfolgte in den ersten Versuchen mit Tlilfe eines Hammers (z. B. Hand-Kammer, Fallhammer). Hiermit konnten einwandfreie Verbindungen an Drähten von z. B. 8 mm 0 erzeugt werden. Die Verbindungen von Stäben mit ?o mm 0 zeigten dagegen einige Mängel (v. Hofe, Hofmann, Sottorf, Abhandlungen der Braunschweigischen Wissenschaftlichen Gesellschaft, Bd. 1I, 1950, SS.165). Diese Mängel wurden schwerwiegender, als Stromschienen aus Aluminium und Kupfer mit noch größeren Querschnitten verschweißt werden sollten. Die Lösung der letztgenannten Aufgabe war erst möglich, als man zur Verformung vom Fallhammer zu einer langsam wirkenden Presse überging. Es wurde nämlich festgestellt, daß die Arbeitsbedingungen beim Herstellen der Schweißverbindung am günstigsten so gewählt werden, daß flüssiges Eutektikum an der Berührungsstelle der beiden Metalle in größerer :Menge entsteht, so daß die Oxydhäute der zu vereinigenden Metalle bei dem ausgeübten Druck durch das Herausquellen des flüssigen Eutektikums fortgespült werden. Dabei muß aber auf den Umstand geachtet werden, daß das flüssige Eutektikum in der fertigen Schweißverbindung in möglichst dünner Schicht zurückbleibt, um den Einfluß des spröden Charakters des Eutektikums so gering wie möglich zu halten.
• Das Entstehen einer größeren Menge des flüssigen Eutektikums an der Berührungsstelle der beiden Metalle wird erfindungsgemäß nun dadurch erreicht, daß das Hineindrücken des einen Metalls in das durch Erhitzen zum Erweichen gebrachte andere Metall mit einer gleichförmigen oder absatzweisen Geschwindigkeit erfolgt, die dem Aufschwimmen der Oxydhäute in dem sich bildenden Eutektikum genügend Zeit läßt.
• Durch das neue Verfahren kann selbst bei größeren Querschnitten der zusammenzupressenden Metallgegenstände, z. B. bei Stäben mit Querschnitten von 15 X i oo mm Aluminium und to X, ioo mm Kupfer, ein einwandfreier Verbund erzielt werden. Man kann z. B. eine zweiteilige Form a. mit Führungsleisten b auf der Kupferseite (gemäß Fig. i) benutzen. Bei Rechteckprofilen der zu vereinigenden Metallstäbe od. dgl. wird vorzugsweise eine Schneidenform in Form eines Flachmeißels, dessen Flanken sich aus zwei Teilen mit verschiedenen Neigungswinkeln zusammensetzen (gemäß Fig. 2), verwendet. Bei dem Zusammenpressen der zu verschweißenden Metallteile spült dann die durch einen langsamen oder absatzweisen Vorschub erzeugte größere Menge des flüssigen Eutektikums an der Berührungsstelle der beiden Metalle die dort vorhandenen Oxyde gründlicher aus, wodurch ein besserer Verbund erzielt wird.
• Zum Schluß eines solchen Hineindrücken@s mit gleichförmiger oder absatzweiser Geschwindigkeit bei einer Temperatur dicht oberhalb des Schmelzpunktes des Eutektikums muß durch festen Druck dafür gesorgt werden, daß in'der Schweißverbindung schließlich eine möglichst dünne Schicht des Eutektikums von Aluminium und Kupfer zurückbleibt.
• Die Verbundstücke können gegenüber elektrochemischer Korrosion durch Aufbringen einer isolierenden Schutzschicht aus Lack, Bitumen od. dgl. auf die korrosionsgefährdete Berührungszone zwischen Aluminium und Kupfer besonders geschützt werden. Soll die Biegefestigkeit des durch Stumpfschweißen unter Druck erzeugten 'Verbundes noch erhöht werden, so können in dem Kupferleiter quer liegende Stahlstifte c (Fig. 3) od. dgl. angeordnet werden. Die Länge dieser Stifte wird vorzugsweise etwas kleiner gewählt als die Querschnittsbreite des Aluminiumleiters d, so daß die Stifte an der Verbundstelle nach der Fertigstellung des Verbundes durch das erweichte Metall eingeschlossen sind.
• Es ist vorteilhaft, für die Herstellung der Schweißverbindung eine Form zu wählen, bei der an der Berührungsstelle der beiden miteinander zu verschweißenden Metalle, im Falle diese gleiche Querschnittsabmessungen aufweisen, Bohrungen zur Aufnahme des überschüssigen flüssigen Eutektikums vorgesehen sind.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Zerfahren zum Herstellen von Schweißverbindungen zwischen Werkstücken aus Metallen ünterschdedlicherSchmelztemperatur, insbesondere Aluminium und Kupfer, bei dem das zweckmäßig angespitzte oder angeschärfte Werkstück mit dem höheren Schmelzpunkt in das erweichte andere Werkstück hineingedrückt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Hineindrücken mit einer gleichförmigen oder absatzweisen Geschwindigkeit erfolgt, die dem Aufschwimmen der Oxydhäute in dem sich bildenden Eutektikum genügend Zeit läßt. Schweißverbindung nach dem Verfahren des Anspruchs i, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhöhung der Biegefestigkeit des Verbundes in dem Kupferkörper Stifte, Schrauben od. dgl, aus Stahl angeordnet sind, die bei der Herstellung der Schweißverbindung durch das erweichte und wieder erstarrte Metall eingeschlossen sind. 3. Form zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch. i, dadurch gekennzeichnet, daß in der Preßform an der Berührungsstelle der beiden miteinander zu verschweißenden Metalle, im Falle diese gleiche Querschnittsabmessungen aufweisen, Bohrungen zur Aufnahme des überschüssigen flüssigen Eutektikums vorgesehen sind. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 85a 490; Schimpke-Horn, »Praktisches Handbuch der gesamten Schweißtechnik«, Bd. II, 5. Aufl., Springer-Verlag Berlin/GöttingenjHeidelberg 195o, S.34,5-