NL8201843A

NL8201843A - Werkwijze voor het verbinden van aluminium aan titaan door lassen en gelast voorwerp vervaardigd daarmee.

Info

Publication number: NL8201843A
Application number: NL8201843A
Authority: NL
Original assignee: Finnish Chemicals Oy
Priority date: 1981-05-07
Filing date: 1982-05-04
Publication date: 1982-12-01
Also published as: NL191408C; CA1182666A; BR8202616A; AU555912B2; FR2505228A1; ZA823118B; JPH0246307B2; FI65177B; DE3216208C2; AU8344482A; SE8202862L; ES511901A0; NL191408B; NO156158C; BE893096A; FR2505228B1; GB2098117B; FI65177C; JPS57187180A; NZ200492A

Description

%

S -V

* ï - 1 -

Werkwijze voor het verbinden van aluminium aan titaan door lassen en gelast voorwerp vervaardigd daarmee.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het verbinden van aluminium aan titaan door lassen en, onder toepassing van zoveel lasenergie dat het titaan en het aluminium op het .grensvlak in de verbinding smelten. Voorts heeft 5 de uitvinding betrekking op een gelast voorwerp waarbij titaan is verbonden aan aluminium door lassen.

Bij de elektrolyse van natriumchloride wordt tegenwoordig dikwijls (in de cel) een mantel van titaan toegepast, althans aan die zijde van de cel waar de anodes zijn bevestigd.

10 In dat geval is het basismateriaal van de anodes gewoonlijk titaan.

De celmantel waaraan aan één zijde de anodes zijn bevestigd, of de uiteinden van de anodes die door de celmantel heenlopen, wordt (worden) dan door middel van een boutverbinding bevestigd aan stroomgeleiders van aluminium. Dergelijke verbindingen door middel 15 van bouten veroorzaken overgangsweerstanden en daardoor energieverliezen en zijn derhalve ongewenst.

Omdat juist bij elektrolytische cellen er behoefte bestaat aan het met elkaar verbinden van aluminium en titaan zijn er voor dat doel verschillende methoden ontwikkeld.

20 In het Britse octrooischrift 1.125.^93 worden als methoden voor het verbinden genoemd walsen, explosief lassen en weerstandslassen. Daar bij walsen grote krachten nodig zijn om een metallurgische verbinding tot stand te brengen tussen aluminium en titaan, is die methode lastig (moeilijk uitvoerbaar). Ze moet 25 beperkt blijven tot zeer dunne platen en die methode is niet geschikt voor het bevestigen van dikke geleiderrails of de aluminium ondersteuningsconstructies van de tanks. Voorts moet walsen worden uitgevoerd in werkplaatsen die zijn uitgerust met speciale inrichtingen en is die methode niet geschikt voor het ter plaatse 30 waar de verbonden onderdelen nodig zijn. Titaan en aluminium kunnen ook worden verbonden door explosief lassen. Deze methode is echter 8201843 i * < v - 2 - ook lastig uitvoerbaar en duur als het gaat om het bevestigen van dikke stroomvoerende rails aan een mantel van titaan aan een elektrolytische cel. Voorts kan explosief lassen slechts worden uitgevoerd in fabrieken die zijn uitgerust met speciale appara-5 tuur. Als de mantel van titaan van een elektrolytische cel op deze wijze wordt "bekleed” met een plaat van aluminium, moeten de stroomvoerende rails van aluminium verder worden bevestigd door een afzonderlijke lasbewerking aan de stroomgeleiders van aluminium. Ook het maken van pijpaansluitingen aan Ti-Al mantels is 10 gecompliceerd, vanwege de aanwezigheid van die twee materialen in de mantel, in vergelijking met een mantel die alleen uit titaan bestaat. Daar aluminium een goede geleider is voor elektriciteit en warmte kunnen slechts dunne aluminium platen worden bevestigd aan titaan platen door weerstandslassen. De maximum dikte die in 15 het genoemde octrooischrift wordt vermeld voor de aluminium platen die aan titaan kunnen worden bevestigd is cirka 3 mm.

Het Britse octrooischrift 1.127.^8U noemt solderen en hard solderen naast explosief lassen voor het bevestigen van een vlakke titaan plaat aan betrekkelijk dikke basis platen 20 van aluminium. Solderen en hard solderen zijn zeer lastige bewerkingen, omdat eerst een oxydelaag moet worden verwijderd van zowel het titaan als het aluminium, waarna de werkstukken vrij moeten worden gehouden van oxyde, bijvoorbeeld in vacuum of in een afschermend gas, tot de verbinding of las is gemaakt. Voorts zijn 25 gewoonlijk verschillende las- of soldeermaterialen nodig.

Het genoemde octrooischrift spreekt ook over het uit aluminium gieten van uit de cel stekende uitsteeksels. Een dergelijke gietbewerking is moeilijk uitvoerbaar, in het bijzonder als het gaat om betrekkelijk dikke stroomvoerende rails. Als van 30 gieten gebruik wordt gemaakt voor het bevestigen van de stroomvoerende rails, zou een oxydelaagje dat achter is gebleven op het oppervlak van het titaan, het smeltpunt van welk oxydelaagje veel hoger is dan de giettemperatuur, een laag opleveren met een grote elektrische weerstand en daardoor energieverliezen geven als er 35 een elektrische stroom doorheen wordt gevoerd. Ook om deze reden 8201843

• V

- 3 - kan gieten niet worden toegepast voor stroomvoerende rails. Die methode komt ook niet in aanmerking voor het bevestigen van de ondersteuningsconstructies van grote tanks, omdat die methode in de praktijk moeilijk uitvoerbaar is en de genoemde oxydelaagjes de 5 sterkte van de constructie zouden verminderen.

In het Britse octrooischrift 1.522.622 worden smeltlasmethoden toegepast die vergelijkbaar zijn met gieten. In dat geval worden aluminium pennen door wrijvingslassen bevestigd aan de mantel uit titaan van een elektrolytische cel. De pennen 10 worden in rotatie gebracht door een hydraulische motor, zodat de contactoppervlakken tussen de pennen en het titaan smelten. Die werkwijze is zeer lastig toepasbaar, omdat als het gaat om het verbinden van geleiderrails, de pennen ook op een of andere wijze moeten worden verbonden met de rails. Bovendien is deze bevesti-15 gingsmethode beperkt tot voorwerpen, die in rotatie gebracht kunnen worden.

Het bovengenoemde octrooischrift vermeldt ook lassen door middel van een condensatorontlading. Dit is ook een soort van weerstandslassen waarbij de te lassen werkstukken tegen 20 elkaar worden gedrukt, waarna een elektrische ontlading door de werkstukken wordt geleid waarbij het aluminium smelt. De grote elektrische en thermische geleidbaarheid van aluminium stelt echter grenzen aan de dikte van de werkstukken die kunnen worden verbonden of aan hun doorsneden (oppervlak van de dwarsdoorsnede) 25 waardoor die werkwijze beperkt blijft tot toepassingen waarbij betrekkelijk dunne werkstukken of werkstukken met een kleine doorsnede worden toegepast, omdat in dikke werkstukken de elektriciteit en warmte snel in zijdelingse richting worden afgevoerd en voldoende thermische energie voor het lassen in de te lassen 30 gebieden niet wordt verkregen.

In de Duitse octrooiaanvrage DOS 2.735*059 wordt een speciale hard soldeerwerkwijze beschreven die verschillende trappen omvat en verschillende hard soldeermaterialen en speciale apparatuur vereist. Om die reden is de betreffende werkwijze 35 lastig toepasbaar.

8201843 * % - u -

Het Britse octrooischrift 1.237.090 wordt aangegeven dat titaan aan aluminium kan worden verbonden door TIG-lassen. Hierbij wordt opgemerkt dat het hier niet gaat om echt lassen met een gasboog, maar om een smeltwerkwijze, gezien het 5 feit dat er geen lasmateriaal (lasdraad) wordt gebruikt. In dat octrooischrift wordt opgemerkt dat, om veerkrachtig te zijn, de te verbinden onderdelen voldoende dun moeten zijn. Op te merken valt dat het met die werkwijze niet mogelijk is dikkere onderdelen te verbinden. Die werkwijze kan niet worden gebruikt voor normale 10 lasverbindingen, omdat de samenstelling van de smelt niet beheerst wordt of kan worden en, om die reden, voorwerpen uit titaan en aluminium niet betrouwbaar aan elkaar kunnen worden verbonden. Anderzijds geeft dit octrooischrift niet aan hoe de smelt kan worden beheerst; het enige wat is aangegeven is dat de dikte van 15 het voorwerp uit Al tenminste vier maal zo groot moet zijn als de dikte van het voorwerp uit titaan dat er mee moet worden verbonden. Die eisen ten aanzien van de dikte betekenen een belangrijke beperking ten aanzien van de soorten en variëteiten van constructies.

20 Al dergelijke gecompliceerde methoden zijn uiteraard ontwikkeld op grond van het feit dat het niet mogelijk was lassen met een gasboog toe te passen voor het lassen van titaan aan aluminium vanwege de brosse verbindingen van de metalen die daarbij worden gevormd.

25 In het Amerikaanse octrooischrift 1;.26U.U26 wordt echter lassen met een gasboog toegepast voor het bevestigen van stroomgeleiders van aluminium rechtstreeks aan, bijvoorbeeld, de mantel van titaan van een elektrolytische cel.

In het Finse octrooischrift 58.16U wordt lassen 30 met een gasboog toegepast voor het bevestigen van aluminium onder-steuningsconstructies en verstijvingsorganen aan tanks uit titaan, waarmee een ongecompliceerde en sterke ondersteuningsconstructie voor de tanks wordt verkregen en de eerder toegepaste ingewikkelde constructies worden vermeden.

35 Hoewel het dus mogelijk is om lassen met een 8201843 f * - 5 - gasboog toe te passen, is de beheersbaarheid en regelbaarheid van een dergelijke methode echter niet optimaal (het best mogelijk).

Er werd nu verrassenderwijze gevonden dat, door toepassing bij het lassen van een bepaalde temperatuur die gemakke-5 lijk kan worden beheerst en geregeld door middel van in de handel verkrijgbare middelen, betrouwbaar en met een herhaalbaar resultaat kan worden gelast zodat een sterke verbinding wordt verkregen tussen titaan en aluminium, een verbinding die ook bestand is tegen temperatuursbelastingen.

10 Volgens de onderhavige uitvinding wordt voor het lassen slechts zo veel energie gebruikt, dat de temperatuur aan de titaanzijde van de grens met de een legering vormende smelt cirka 2000° C is of beneden 2000° C blijft maar boven het smeltpunt van titaan. De temperatuur van de smelt in het midden van de las is 15 in dat geval maximaal 1500° C en bij voorkeur gemiddeld 500-800° C beneden de hoogst toegestane temperatuur van de smelt aan de titaanzijde. Anderzijds is aan de aluminiumzijde de temperatuur van de smelt hoger dan het smeltpunt van aluminium. In een zo gevormde las is de 3-fase in de nabijheid van het grensvlak tussen 20 titaan en aluminium in hoofdzaak slechts discontinue 3-fase (Al^Ti), gedispergeerd in een matrix van aluminium. Bij lassen met de werkwijze volgens de uitvinding kunnen de afmetingen van de gesmolten metaalmassa klein worden gehouden, zodat er zo min mogelijk titaan in oplost en bij voorkeur maximaal 15 % titaan in 25 de aluminium matrix precipiteert in de nabijheid van het grensvlak met titaan. In dit verband wordt opgemerkt dat de uitdrukking "de grens van de een legering vormende smelt" betékent het oppervlak van de spleet.

Bij de werkwijze volgens de uitvinding kan elke 30 lasmethode waarbij gebruik wordt gemaakt van een gasboog worden toegepast, bijvoorbeeld TIG, MIG en plasma-lassen; ook lasmethoden waarbij energie niet wordt toegevoerd door middel van *een las-elektrode of laselektroden, maar rechtstreeks, bijvoorbeeld zoals het geval is bij lassen met behulp van een laser, kunnen worden 35 gebruikt.

8201843 • hr - 6 -

Bij het aan elkaar lassen van titaan en aluminium onder toepassing van een lasmateriaal van aluminium (las-draad) is de essentiële factor dat, aan de titaanzijde van de grens van de een legering vormende smelt de temperatuur maximaal 5 cirka 2000° C en bij voorkeur dichter bij het smeltpunt van titaan (1672° C), bijvoorbeeld 1750° C is.

Als het lassen wordt uitgevoerd met een te grote hoeveelheid energie, stijgt de temperatuur duidelijk boven 2000° C waardoor een grote massa van gesmolten metaal wordt 10 gevormd en een grote hoeveelheid titaan met het aluminium wordt gelegeerd. Als een dergelijke smelt stolt, worden in grote hoeveelheden titaan-aluminiumverbindingen gevormd aan de titaanzijde van de grens met de verbinding in de vorm van γ-, 6- en 0-fase (ASTM Metals Handbook, vol.8, Metallography, Structures and Phase 15 Diagrams, 8e ed. 1973, biz. 264). Deze fasen vormen continue lagen in de volgorde γ, δ, 0, beginnend vanaf het oppervlak van het titaan. Van deze fasen is in elk geval de g-fase bros. Daar de thermische uitzettingscoëfficiënt van aluminium tenminste drie maal zo groot is als die van titaan, treden in de grenszone tussen 20 de las van titaan en aluminium grote spanningen op, als het las-gebied afkoelt. Onder invloed van deze spanningen breekt de continue brosse B-faselaag en treden in de las scheuren op op de grenszone tussen de g- en de γ-fase. Als de temperatuur aan de titaanzijde van de grens van de een legering vormende smelt op 25 cirka 2000° C of op een lagere temperatuur, lost aanzienlijk minder titaan op in het aluminium en als de las stolt, wordt een dunne, discontinue 0-faselaag (Al^Ti) gevormd op de grens tussen het titaan en het gesmolten metaal en worden gedispergeerde g-korrels gevormd in de aluminium matrix in de nabijheid van het titaan. Een 30 dergelijke verbinding is sterk, omdat er geen continue brosse g-faselaag wordt gevormd op de grens met het titaan.

Aan de aluminiumzijde van de grens van de een legering vormende smelt moet de temperatuur hoger zijn dan het smeltpunt van aluminium, dat wil zeggen boven 660° C. Als de tem-35 peratuur aan de grens van de een legering vormende smelt aan de 8201843 4' - - 7 - titaanzijde stijgt "boven 2000° C, stijgt de temperatuur aan de aluminiumzijde van de grens van de een legering vormende smelt tot een zo hoge vaarde dat er niet langer een goede verbinding wordt verkregen. In de praktijk stelt de gemiddelde temperatuur 5 in het midden van de smelt zich in op ongeveer 500-800° C beneden de maximum temperatuur aan de titaanzijde van de smelt* Als aan de titaanzijde de temperatuur van de grens van de een legering vormende smelt maximaal cirka 2000° C is, stijgt de gemiddelde temperatuur nauwelijks boven 1500° C en zal de verbinding aan de 10 aluminiumzijde goed zijn. In dat geval worden er noch wezenlijke hoeveelheden γ- en δ-fase, noch een continue β-faselaag gevormd aan de grens met het titaan, met als gevolg dat de lasverbinding sterk zal zijn. In principe is het zelfs mogelijk bij een lagere temperatuur dan de bovengenoemde, omdat er niet een aanzienlijke 15 mate van legeringsvorming nodig is voor de verbinding. In een dergelijk geval bestaat er echter gevaar voor koude vloei, waardoor de sterkte van de las op zijn beurt verminderd wordt. De praktische benedengrens voor de temperatuur in het midden van de smelt is 1000-1100° C.

20 Er is hiervoor aangegeven dat de massa van gesmolten metaal zo klein mogelijk moet zijn opdat er zo min mogelijk titaan en aluminium smelt. Dit is uiteraard een zaak die relatief moet worden bezien; wanneer bijvoorbeeld de verbinding wordt gevormd door TIG lassen, wordt er gemakkelijk een 25 grotere hoeveelheid smelt gevormd dan bij laser-lassen waarbij de energiebundel indien nodig kan worden geconcentreerd op een klein punt.

Er dient voorts in het oog te worden gehouden dat het aluminium lesmateriaal (de lasdraad) of het basismateriaal 30 van aluminium (het te lassen onderdeel van aluminium) ook kan bestaan uit een legering waarin de concentratie van aluminium niet correspondeert met de concentratie van zuiver of praktisch zuiver aluminium. In dat geval moeten de als basismateriaal fungerende legering en/of het lasmateriaal van aluminium niet meer dan 10 % 35 en bij voorkeur minder dan 5 titaan bevatten.

8201843 - 8 -

Uit het voorgaande zal het duidelijk zijn dat binnen het genoemde temperatuurtraj eet de mate waarin titaan en aluminium met elkaar legeren klein kan zijn waardoor de lasverbinding sterk zal zijn. In de praktijk is het eenvoudig om het boven-5 genoemde temperatuurtrajeet te bereiken door de hoeveelheid energie die wordt gebruikt voor het lassen te regelen. Bij MIG-lassen wordt dit bijvoorbeeld bereikt door instellen van de spanning en bij TIG-lassen door instellen van de stroomsterkte. Het lasproces kan voorts worden geregeld door middel van de toevoersnelheid van 10 de lasdraad. De voorbeelden 1-3 illustreren het regelen en beheersen van het lasproces.

Als de laswerkwijze volgens de uitvinding wordt toegepast bestaan er geen grenzen ten aanzien van de dikte van het titaan en het aluminium. Er kan bijvoorbeeld stomplassen worden 15 toegepast op voorwerpen of onderdelen uit titaan en aluminium die even dik zijn. Als een normale lasbewerking onder toepassing van een lasmateriaal wordt uitgevoerd, hebben de wederzijdse dikteverhoudingen van de aan elkaar te lassen voorwerpen of onderdelen geen betekenis, omdat die voorwerpen of onderdelen niet door 20 en door smelten, maar de lasverbinding aan het grensvlak met titaan wordt gevormd uit het lasmateriaal (de lasdraad).

Met de laswerkwijze volgens de uitvinding is het mogelijk om, met voordeel stroomvoerende rails uit aluminium vast te lassen aan bijvoorbeeld de mantel van titaan van een 25 elektrolytische cel, in welk geval de methode van verbinden zelf eenvoudig is. Bovendien wordt het voordeel bereikt dat er geen overgangsweerstand optreedt tussen het titaan en het aluminium zoals bijvoorbeeld het geval is bij toepassen van verbindingen door middel van bouten.

30 De werkwijze voor het aan elkaar lassen van titaan en aluminium volgens de uitvinding kan met voordeel ook worden toegepast voor het maken van ondersteuningsconstructies en verstijvingsorganen voor tanks uit titaan, kristallisatie-inrich-tingen en andere apparatuur. Wanneer het bijvoorbeeld gaat om een 35 tank zijn gewoonlijk ondersteuningsconstructies nodig die de 8201843 ƒ* - 9 - η gehele tank omgeven. Voorheen was het mogelijk om dit te bereiken door bijvoorbeeld een betrekkelijk dunne flens van titaan vast te lassen rondom een tank uit titaan. In deze flens worden op een voldoende aantal, regelmatig verdeelde plaatsen gaten geboord; de 5 echte verstijvingsorganen uit staal die overeenkomstig geboorde gaten bezitten worden dan door middel van bouten aan de flens uit titaan die aan de wand van de tank is vastgelast, bevestigd. Door toepassing van de werkwijze voor het vastlassen van aluminium aan titaan volgens de uitvinding kan een verstijvingsring van alumini-10 urn rechtstreeks aan de wand van een tank uit titaan worden gelast. Dit vereist ten hoogste dezelfde hoeveelheid lasarbeid als nodig is voor het bevestigen van een flens uit titaan, maar de gehele, gecompliceerde, verstijvingsconstructie van staal wordt geëlimineerd. Als titaan wordt gelast, is het om praktische redenen 35 dikwijls noodzakelijk om TIG-lassen toe te passen terwijl de aluminiumring ook kan worden vastgelast door middel van MIG-lassen, waarmee de lastijd wordt verminderd tot cirka de helft, omdat TIG-lassen veel langzamer gaat dan MIG-lassen.

De uitvinding wordt hierna meer in detail be-20 schreven met behulp van voorbeelden en aan de hand van de bijgaande tekeningen, waarin de fig. la en 2a bovenaanzichtenen fig. lb en 2b zijaanzichten weergeven van monsters die met de werkwijze volgens de uitvinding zijn gelast en waarvan fig. 3 een microfoto weergeeft van een doorsnede dwars op de las in de grenszone tussen het mate-25 riaal van de las en een plaat van titaan, in een trekstaaf dicht bij de wortel van de las. Het materiaal van de las bevat gedisper-geerde, gebroken ^-korrels.

In de fig. la en b en 2a en b is het titaan aangegeven met het verwijzingscijfer 1, is aluminium aangegeven 30 met het verwijzingscijfer 2 en is de lasverbinding aangegeven met 3. Voorbeeld I

Er werd een lastransformator LI-350 Kemppi Oy, Finland, gebruikt voor TIG-lassen. Een rups van aluminium werd vastgelast op een 6 mm dikke plaat van titaan, onder toepassing 35 van een lasdraad van cirka 99%'s Al, welke lasdraad een diameter 8201843 « % - 10 - had van 3 mm. De spanning van de boog die met de machine werd verkregen was 29-3¼ V en de nominale stroom werd ingesteld op 75 A en de lassnelheid op cirka 200 mm/min.. Om de smelt te beheersen en te regelen werd de lasdraad van Al toegevoerd achter de 5 wolf ramelektrode. De hoogste temperatuur van het titaan bedroeg cirka 1900° C. In dit geval werd een goede lasverbinding verkregen waarin de mate van vorming van een legering dicht bij het grensvlak met Ti cirka 5 % bedroeg.

Als de nominale stroom werd verhoogd tot 80 A 10 steeg de hoogste temperatuur van het titaan tot cirka 2100° C.

In dat geval was de mate van vorming van een legering dichtbij het grensvlak met het Ti zeer groot cirka 20 % en werd een brosse las verkregen.

Voorbeeld II

15 Er werd een aantal MIG-lasproeven uitgevoerd, waarvoor een lastransformator RA 325 (Kemppi Oy, Finladn) werd gebruikt.

Een Al-rail met een doorsnede van 20 mm x 25 mm werd vastgelast aan een titaanplaat van 5 mm. Het gebruikte las-20 materiaal was een draad van 99 %'s Al, met een diameter van 2,1 mm. De spanning van de lasinrichting werd op verschillende waarden ingesteld. Een goed lasresultaat werd verkregen bij spanningen van 31-25 V, Bij spanningen van meer dan 31 V werd een brosse las verkregen en bij spanningen van minder dan 25 V begonnen koude 25 vloeiverschijnselen op te treden inde lasverbinding waardoor de sterkte van de las werd verminderd.

De kwaliteit van de lasverbindingen kan op verschillende wijzen worden gemeten, Eén gebruikelijke wijze bestaat hierin dat de zogenaamde 0,2 % rekgrens wordt vastgesteld 30 die de kracht aangeeft die nodig is om een rek van 0,2 % te bereiken. Een andere gebruikelijke maat voor de sterkte is de breeksterkte.

Voorbeeld III

Hierna zijn de resultaten weergegeven met 35 verschillende typen trekstaven waarmee trekproeven werden uitge- 8201843 ·» - 11 - voerd volgens SF Standaard 3173.

no, van Breedte Dikte 0,2 % Breek- Monster Tijd van de de staaf van de van de rek- sterkte proef, bere- staaf staaf grens N/mm2 kend uit las- mm mm N/mm2 tijd, 5 1 1U,9 9,7 56 9¾ Fi g, 1 1 week 2 15,0 10,0 5¾ 96 Fig. 1 1 week 3 15,0 9,8 9b 102 Fig. 2 1jaar 4 15,0 9,8 9b 11¾ Fig. 2 1 jaar 1Q 5 1M 9,8 101 101 Fig. 2 1 jaar 6 15,5 9,7 130 193 Alleen 7 15,2 9,0 12¾ 190 Al basis

De door de fabrikant van het bij het lassen 15 gebruikte materialen opgegeven waarden zijn: ^ o

Ti (cirka 99,5 % Ti) 0,2 % rekgrens * 27¾ K/mm breeksterkte 390-5^ N/mm2

Al (97,2-99,2 % Al) 0,2 % rekgrens = 176 N/mm2 breeksterkte=2l6 Al-draad 0 1,2 mm 20 (cirka 99,5 * Al) '* = 59 " * 69

De 0,2 % rekgrens van de staven is niet volkomen vergelijkbaar met de 0,2 % rekgrens voor de materialen, omdat het verschil in sterkte van de basismaterialen en de duidelijk lagere sterkte van het lasmateriaal ertoe leidt dat de 25 belangrijkste rek optreedt in de las. Anderzijds geeft de breeksterkte een goede indruk van de sterkte van de las.

In de monsters 1 en 2 vond een geringe mate van legeringsvorming plaats en was de breeksterkte groter dan de breeksterkte voor het lasmateriaal uit aluminium. In de mon-30 sters 1-5 vond een geringe mate van legeringsvorming plaats. De monsters werden cirka 1 jaar bewaard voordat de trekproeven werden uitgevoerd. Bovendien waren de lasverbindingen 3 kleiner dan in de staven 1 en 2. In de monsters 3-5 was een sterkte-toename opgetreden door verouderen.

35 In al deze gevallen trad breuk in hoofdzaak op 8201843 - 12 - in het midden van de lasverbinding en niet bijvoorbeeld in het grensvlak tussen Ti 1 en Al 2,

Opgemerkt wordt dat in verband met het lassen het Al-basismateriaal 2 ten dele zachter wordt, omdat het gebruikte 5 Al-materiaal 2 een oplossingsgloeibehandeling onderging en kunstmatig werd verouderd. Eenzelfde dergelijke zachter resultaat trad ook op bij het machinaal bewerken van de proefmonsters uit Al (no. 6, 7)» wat blijkt uit het feit dat de gevonden resultaten niet gelijk waren aan de door de fabrikant/leverancier genoemde 10 waarden. De resultaten laten duidelijk zien dat de sterkte van de las 3 groter is dan die van het gebruikte Al-lasmateriaal en dat dus het verkregen lasresultaat als goed moet worden bestempeld.

15 8201843

Claims

1. Werkwijze voor het verbinden van aluminium aan titaan door lassen onder toepassing van zoveel lasenergie dat het titaan en het aluminium op de verbindingsgrens smelten, met 5 het kenmerk, dat er maximaal zoveel lasenergie wordt gebruikt dat de temperatuur aan de titaanzijde van de grens van de een legering vormende smelt maximaal cirka 2000° C is.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met^het^ken-merk, dat zoveel lasenergie wordt gebruikt dat de temperatuur aan 10 de titaanzijde van de grens van de een legering vormende smelt tenminste gelijk is aan het smeltpunt van titaan en bij voorkeur tenminste 1750° C is.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat zoveel lasenergie wordt gebruikt dat de temperatuur 15 van de legeringszone van de smelt in het midden van de lasverbinding maximaal 1500° C is en bij voorkeur gemiddeld cirka 500-800° C lager is dan de maximum toegestane temperatuur voor de grens van de een legering vormende smelt aan de titaanzijde. U. Werkwijze volgens één der voorgaande conclu- 20 sies, met het kenmerk, dat zoveel lasenergie wordt gebruikt dat de temperatuur aan de aluminiumzijde van de grens van de een legering vormende smelt ligt boven het smeltpunt van aluminium.

5. Werkwijzen, in hoofdzaak als beschreven in de beschrijving en/of de voorbeelden.

6. Gelast voorwerp of lasverbinding, waarbij titaan is verbonden met aluminium door middel van een lesmateriaal van aluminium, waarbij het aluminium of de basislegering van aluminium en het lesmateriaal van aluminium ten hoogste 10 f titaan bevat en bij voorkeur ten hoogste 5 % titaan bevat, met het kenmerk, 30 dat de fase in de nabijheid van het grensvlak tussen het titaan en aluminium in hoofdzaak bestaat uit alleen maar discontinue β-fase gedispergeerd in de aluminium matrix.

7. Gelast voorwerp of lasverbinding volgens conclusie 6, met het^kenmerk, dat in de aluminium matrix van de 35 lasverbinding in de nabijheid van het grensvlak met titaan ten 8201843 5 - 1¾ - hoogste 15 % en hij voorkeur minder dan 8 % titaan in het aluminium is gelegeerd. 8201843