NO144782B - Kompressorkjoeleanlegg. - Google Patents

Description

Fremgangsmåte til sammenbinding av metalliske lag.

Denne oppfinnelse vedrører en videre utvikling av den i patent 101 334 (hoved-patenitet) beskrevne fremgangsmåte til saimmJenbinding av metalliske lag til et legeme bestående av flere lag. I henhold til hovedpatentet skjer dette ved at et beleggende metallag understøttes adskilt fra et underliggende lag av metall i en avstand av minst 0,025 mm og i det vesentlige parallelt med dette, hvor ennvidere et lag detonerende sprengstoff anbringes på et av lagenes ytre overflate, hvilket sprengstoff har en detonasjonshastighet som er mindre enn 120 pst. av lydens hastighet i det metall i systemet som har den største lydhastighet, og hvor sprengstoffet antennes således at detonasjonen forplanter seg i en retning parallell med de metalliske lag.

I henhold til foreliggende oppfinnelse

anbringes metallagene før detonasjonen i en vinkel til hinannen, fortrinnsvis mellom 1 og 32°, hvoretter en eksplosiv komposisjon anbringes på yttersiden av i det minste et av de nevnte metallag, således at komposisjonslagets ytre form i det vesentlige svarer til formen til den flate av metallaget som skal bindes til det annet lag, hvoretter eksplosivet antennes ved spissen av den vinkel som de to metallag danner med hinannen.

Med «metallag» menes et lag av et enkelt metall, en legering av to eller flere metaller eller flere enkelte metallag som er bundet sammen, med «yttersiden» menes den side av et metallag som vender bort fra bindflaten, dvs. den flate langs hvilken metallagene vil forbindes, og med «spiss» menes det punkt eller den linje langs hvilken metallagene ligger mot hinannen således at de danner en spiss vinkel.

Når eksplosivmidlet som er anbragt i form av et lag, antennes, vil detonasjonen skride frem over den resterende del av eksplosivlaget med vedkommende eksplo-sivmiddels detonasjonshastighet. De trykk som frembringes av detonasjonen, vil virke progressivt på de tilstøtende metallag og derved drive dem mot hverandre. Når metallagene, f. eks. plater, støter sammen under en hensiktsmessig vinkel, dannes det en jetstrålevirkning. Jetstrålen består av overflatepartikler fra begge metallag og kastes ut fra sammenstøtningsstedet med stor hastighet. De ru overflater som dannes ved tilveiebringelsen av denne stråle, bindes sterkt til hverandre. Metallagenes overflate vil derfor ikke kreve noen for-håndsbehandling for å fjerne overflatefor-urensninger før bindeproSessen. utføres, hvilket er en vesentlig fordel. Hvis ønskelig kan imidlertid flatene avfettes eller utsettes for en lettere avslipningsbehandling.

Hvis vinkelen mellom metallagene er mindre enn 1°, kan ikke en tilfredsstillende forbindelse oppnås unntatt hvis eksplosiver med liten hastighet anvendes, og det vil da opptre deformasjoner i metallagene. Hvis vinkelen mellom metallagene overskrider 32°, vil den hastighet med hvilken partik-lene fra de berørte metallag kolliderer med hverandre variere så meget at der vil opp-stå en ujevn eller uregelmessig forbindelse.

Den måte på hvilken vinkelen mellom 1—32° tilveiebringes mellom metallagene er uten betydning for oppfinnelsen. Vinkelen kan f. eks. dannes ved at det første metallags ene kant anbringes mot det annet metallags ene kant slik at metallagene er i «oppreist» stilling på en bæreflate. Det kan imidlertid brukes støtteinnretninger, såsom avstandsskinner, for å holde metall-lagene i vinkelstillinig, men slike støtteinn-retninger må ikke være i veien for bindeprosessen, dvs. ikke skjerme større områ-der av overflatene hvis det er ønskelig at disse flater skal forbindes med hverandre. I de tilfelle hvor et parti av et metallag skal bindes til et annet parti av det samme eller et annet lag, såsom ved sømsveising eller skjøting av rør eller plater, kan vinkelen tilveiebringes ved at et parti av det ene lag bøyes til den ønskede hensiktsmes-sige form.

Oppfinnelsen skai forklares nærmere ved hjelp av tegningen, hvor fig. 1 og 2 viser tverrsnitt gjennom monteringene, slik de kan brukes ved utførelsen av oppfinnelsen. Fig. 3 illustrerer det fenomen som1 an-tas å opptre under prosessen i henhold til oppfinnelsen.

Ifølge fig. 1 er et metallag anbragt i vinkel med et annet stasjonært metallag. Denne forbindelsesmåte er særlig egnet til skjøting av rør. Som vist på fig. 1 ligger et metallag IA som skal bindes til det annet metallag på et underlag 2 av metall, tre eller gipssement, og det annet metallag IB bærer på overflaten et lag av eksplosivt materiale 3 som ved hjelp av klebebånd eller lim er festet på metallaget. Metallaget IB er ved sin ene ende ved hjelp av et klebebånd festet til metallaget som hviler på underlaget 2 slik at det er dannet en vinkel mellom metallagenes innerflater. Vinkelen opprettholdes ved hjelp av en avstandsskinne 4 som ligger an mot metall-lagenes ender. Et tennelement 6 med ledninger 5 tjener til antennelse av eksplosiv - laget 3.

Fig. 2 viser en montering hvor de to metallag er anbragt i vinkel med hverandre, slik at de ved eksplosjon vil drives mot hverandre. På fig. 2 er metallagene betegnet med IA og IB. Eksplosivlagene 3 er festet til metallagene ved hjelp av passende midler, f. eks. klebebånd eller lim, og metallagene er anbragt i den ønskede vinkel på et underlag 2. Et tennelement 6 med ledninger 5 tjener til antennelse av

tennlunter 7 som samtidig antenner eksplosivlagene 3.

På fig. 3 er vist to metallag IA og IB som drives mot hinannen fra en utgangs-stilling i likhet med den som er vist på fig. 1 eller 2. Av figuren fremgår at eksplosivlagene 3 frembringer detonasjon og de gassformige detonasjonsprodukter er betegnet med 9. Som beskrevet ovenfor vil

der under detonasjonen dannes en «stråle>

av metallpartikler når de metalliske lag

støter mot hverandre. Denne «stråle» er betegnet med 8. Materialet som utgjør «strå-len» opptas fra de to lags mot hinannen vendende flater, slik at der vil dannes en frisk, ru, metallisk overflate på hvert lag, idet strålematerialet drives ut fra forbin-delsesstedet. Som følge av den hastighet med hvilken flatene bringes mot hverandre, tilveiebringes en intim forbindelse mellom lagene.

Oppfinnelsen skal forklares ytterligere ved eksempler.

Eksempel 1.

Ifølge eksemplet ble en enkelt beve-gelig skive drevet mot en stasjonær skive. Dette ble gjort ved hjelp av et eksplosiv som besto av en tynn, jevn skive av en fleksibel eksplosivkomposisj on bestående av 35 pst. pentaerythritol tetranitrat, 50 pst. blymønje og, som bindemiddel, 15 pst. av en 50/50 blanding av butylgummi og en termoplastisk terpenharpiks [blanding av polymerer av (3-pinene med formelen (C10H0)n], kjent i handelen som «Piccolyte» S-10. Denne komposisjon hadde en detonasjonshastighet på omtrent 5000 m/sek. Ytterligere detaljer og fremgangsmåte ved komposisjonens fremstilling fremgår av U.S. patent 3 093 521.

En stålskive av rustfritt stål 321 med diameter 142,9 mm og 1,27 mm tykkelse ble anbrakt på en plan underlagsplate av metall. En kobberskive med samme dimensjoner som stålsklven ble plassert på en slik måte at den dannet en vinkel på 7°30' med den annen skives innerflate. Vinkelen ble opprettholdt ved at skivenes sammenstøt-ende kanter ble fastlimt med klebebånd og en avstandsskinne ble anbragt mellom de motsatt vendende ender av skivene. Skivenes flater ble ikke på noen måte behandlet for å fjerne forurensninger. Et lag med samme form, dvs. utformet som en skive med diameter 142,9 mm av eksplosivet av den ovenfor nevnte art med vekt 47,5 g ble festet på kobberskivens ytterflate ved hjelp

av klebebånd. Vektfordelingen for eksplosivlag var 0,31 g/cm2. Etter antennelsen

av eksplosivlaget ved hjelp av en elektrisk hette nr. 6 på det sted hvor metallagene var i kontakt, fant man at en utmerket forbindelse ble oppnådd.

Det således fremstilte sammensatte metallstykke ble formet til en kopp uten at det oppsto noe brudd eller at forbindelsen mellom lagene løsnet ved at et lag av detonerende eksplosivmateriale ble anbragt på det sammensatte metallstykkes ene ende og eksplosivmidlet ble antent for å drive metallstykket mot en koppformet stålkjerne.

Eksempel 2.

Dette eksempel refererer seg til skjøt-ing av en metallplate eller folie for dannelse av et rør. En aluminiumplate med en bredde på 178 mm og en tykkelse på 0,794 mm ble viklet rundt en stålkjerne med diameter 50,8 mm, slik at aluminiumfoliens ender overlapper hverandre med 38,1 mm. Et mellomrom på 3,17 mm ble igjen ved kanten av overlappingspartiet og overlappingspartiet var i berøring med kanten av det lag som lå inntil kjernen. Således varierte vinkelen mellom lagene noe, men stort sett var vinkelen mellom 10 og 30°. Stålkjernen ble påført et tynt lag med petrolatum for å hindre aluminiumen i å bindes til stålkjernen. En strimmel av eks-plosivmaterialet med dimensjonene 177,8 x 12,7 mm ble anbragt langs kanten av det overlappende parti. Eksplosivet besto av et jevnt lag av en komposisjon bestående av 75 vektpst. pentaerythritol tetranitrat, 7,5 pst. papirmasse og 17,5 pst. ved lav tempe-ratur polymerisert akrylnitril-butadlen elastomer med høyt innhold (omtrent 40 pst.) av akrylnitril og med en spesifikk vekt på 1,00 og en Mooney viskositet på 70—95 (kjent i handelen som «Hycar» 1041. Vakt-fordelingen for komposisjonen var 0,31 g/ cmj2. Denne eksplosive komposisjon er nærmere beskrevet i U.S. patent 3 102 833. Etter antennelsen ved hj elp av en elektrisk tennhette ble en sterk sømforbindelse oppnådd.

Eksempel 3.

Dette eksempel refererer seg til søm-sveising av metallplater for dannelse av flate kontinuerlige overflater. En aluminiumfolie med dimensjoner 152,4 x 57,15 x 1,59 mm ble anbragt på et stålunderlag. En annen aluminiumfolie med samme dimensjoner med et noe til siden bøyd parti (med vinkel 7°) med en bredde på 25,4 mm langs hele lengden ble plassert på en slik måte at brettepartiet lå inntil den første folie langs foliens hele lengde og brettepartiet overlappet den første folie med 25,4 mm og dannet en vinkel på omtrent 7° med denne folie. En strimmel av eks-plosivmaterialet med dimensjoner 25,4 x 152,4 mm ble festet på det bøyde partis ytterflate slik at det brettede parti ble drevet mot den første folie etter at eksplosivet ble antent langs den kant som lå inntil folien. Eksplosivets sammensetning var noe modifisert i forhold til det som er beskrevet i eksempel 1 og besto av et lag av en fleksibel eksplosivkomposisjon bestående av 20 pst. meget finfordelt pentaerythritol tetranitrat, 70 pst. blymønje og, som binder, en blanding av 8 pst. bindemiddel som beskrevet i eksempel 1 og 2 pst. polybuten med en gjennomsnitts molekyl-vekt på omtrent 840 og en spesifikk vekt på mellom 0,90 og 0,87 og en viskositetsindeks på 108 (kjent i handelen som «Polybuten 24»). Komposisjonens detonasjonshastighet var 4000 m/sek. og vektfordelingen var 0,78 g/cm.2. Etter antennelsen av det eksplosive lag ved hjelp av en elektrisk tennhette ble der dannet en fast forbindelse med 25,4 mm bredde mellom de to folier.

Eksempel 4.

Fremgangsmåten ifølge eksempel 3 ble brukt til å forbinde to kobberfolier, hver med dimensjoner 152,4 x 50,8 x 1,59 mm, bortsett fra at den eksplosive strimmel

besto av et lag av en fleksibel komposisjon

med dimensjonen 25,4 x 152,4 mm bestående av 72 pst. pentaerythritol tetranitrat, 6,5 pst. nitrocellulose og 21,5 pst. av tri(2-ethylhexyl)2-acetoxy-l,2,3-propanetricarb-oxylat. Denne komposisjon hadde en detonasjonshastighet på omtrent 6 900 m/sek.

Komposisjonens sammensetning er beskrevet i U.S. patent 2 992 087. Den eksplosive komposisjons vektfordeling var 0,23 g/cm2.

Etter antennelsen av det eksplosive lag ved hjelp av en elektrisk tennhette ble det

fremstilt en sterk forbindelse med 25,4 mm bredde mellom de to kobberfolier.

I den nedenstående tabell er gitt et an-tall eksempler på anvendelsen av fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen under varierte forhold, idet f. eks. vinkelom-rådet, metallenes art, eksplosivets vektfordeling osv. varierer.

Det eksplosive lag som ble brukt i eksemplene ifølge tabellen, bortsett fra eksempel 10 og 11, var av samme art som beskrevet i eksempel 1. Eksplosivet brukt i eksempel 10 og 11 var en fleksibel eksplosivkomposisjon bestående av 20 pst. meget finfordelt pentaerythritol tetranitrat, 70 pst. blymønje og 10 pst. bindemiddel av den i eksempel 1 beskrevne art. I alle eksempler bortsett fra eksempel 5 ble det eksplosive lag antent ved hjelp av en elektrisk tennhette nr. 6 og en detonasjons-tråd som vist på fig. 2. I eksempel 5 ble de eksplosive lag antent ved hjelp av to linje-bølgegeneratorer (som beskrevet i U.S. patent 2 943 571) som var festet til de eksplosive lags yttersider og antent samtidig. I alle forsøk oppnådde man en fast forbindelse mellom metallagene. Skjærkreftene som ble bestemt etter A.S.T.M. meto-den nr. A 263-44T, var meget større enn de skjærkrefter på minst 1406 kg/cm,2 som kreves av A.S.T.M. spesifikasjonene for sammensatte monteringer av denne art. Skjærkreftene av de ifølge eksempel 11 og 12 fremstilte elementer var 3 800 henholds-vis 4250 kg/cm2. Lignende forbindelser fremstilt på vanlig måte har vanligvis en skjærstyrke på bare 2 100—2460 kg/cm2.

Det eksplosivlag som brukes har sam-

me form som metallagene eller det parti av metallaget som skal bindes til det an-

net lag. Detonasjonsmidlet som er i form av folier, kan lett tilpasses metallagenes form og kan fastholdes ved hjelp av en hvilken som helst passende innretning, så-

som klebebånd, lim eller lignende. Den mengde av eksplosivmidlet som brukes er ikke kritisk forutsatt at en tilstrekkelig kraft oppnåes for å drive lagene med en hastighet som sikrer en tilstrekkelig sterk forbindelse. Stort sett må detonasjonshas-

tigheten i det minste være 2 000 m/sek.

Som det fremgår av eksemplene, var meng-

den av eksplosivet brukt til å forbinde to plater av rustfritt stål med samme stør-

relse omtrent den samme både når vinkelen mellom metallagene var 5° og når vin-

kelen var 32°. Den eksplosive ladnings-

størrelse vil i hvert enkelt tilfelle lett kunne tilpasses av fagfolk under hensyn-

tagen til eksplosivets art, metallagenes tykkelse osv. Utilbørlig stor ladning må

ikke brukes, idet den kan forårsake defor-

masjoner som bør unngåes. Om ønskelig kan en montering som skal forbindes, an-

bringes på et enkelt eksplosivlags begge sider. På denne måte kan to eller flere bindeoperas joner foregå samtidig.

Eksplosivlagene kan antennes ved

hjelp av vanlige tenninnretninger, såsom tennhetter, smeltehetter, lunter, tenn-

apparater, iinjebølgegeneratorer osv. An-

tennelsesstedet kan ligge ved kanten hvor avstanden mellom lagene er minst, slik at detonasjonen drives i retning bort fra den minste avstand mellom lagene og parallelt med lagenes overflater. Hvis det brukes en fremgangsmåte hvor to metallag drives mot hinannen, dvs. at hvert metallag er belagt med et eksplosivt sjikt, vil begge eksplosive lag antennes samtidig der hvor avstanden mellom metallagene er minst.

Det er klart at de eksplosive lag som an-

tennes, ikke antennes samtidig over hele flatearealet, idet detonasjonen må skride frem progressivt fra antennelsesstedet.

Som vist på fig. 2 kan et tennelement eller

en tennhette brukes til antennelse av to lunter som igjen antenner to eksplosivlag.

Fremgangsmåten i henhold til oppfin-

nelsen kan brukes til å forbinde forskjel-

lige metaller med hverandre, såsom f. eks.

stål, kobber, aluminium, jern, titan, niob,

krom:, kobolt, nikkel, beryllium, magne-

sium, molybden, wolfram, tantal, vana-

dium, zirkon, sølv, platina, gull og deres legeringer, samt andre metaller, hvorav mange vanskelig kan bindes til hverandre ved hjelp av den tidligere kjente teknikk.

Som nevnt kan hvert lag bestå av et en-

kelt metall eller en legering eller bestå av to eller flere enkelte metaller, eller hvert lag kan bestå av to eller flere enkeltag.

Fremgangsmåten i henhod til opp-

finnelsen er særlig egnet til sømsveising av metaliflater for fremstilling av store plane kontinuerlige flater, eller også rektangu-

lære beholdere og til sømsveising av rør.

Om ønskelig kan de til hverandre bundne

metaller deretter utsettes for ytterligere metallurgiske operasjoner, såsom form-

givning.

Claims (6)

1. Fremgangsmåte til sammenbin-

ding av metalliske lag til et legeme bestående av flere lag, hvor et beleggende metallag understøttes adskilt fra et underliggende lag av metall i en avstand av minst 0,025 mm og i det vesentlige parallelt med dette, hvor ennvidere et lag detonerende sprengstoff anbringes på et av lagenes ytre overflate, hvilket sprengstoff har en detonasjonshastighet som er mindre enn 120 pst. av lydens hastighet i det metall i systemet som har den største lydhastighet, og hvor sprengstoffet antennes således at detonasjonen forplanter seg i en retning parallell med de metalliske lag, i det vesentlige ifølge patent 101 334, karakterisert ved at metallagene før detonasjonen anbringes i en vinkel til hinannen, fortrinnsvis mellom 1 og 32°, hvoretter en eksplosiv komposisj on anbringes på yttersiden av i det minste et av de nevnte metallag, således at komposisj ons-lagets ytre form i det vesentlige svarer til formen til den flate av metallaget som skal bindes til det annet lag, hvoretter eksplosivet antennes ved spissen av den vinkel som de to metallag danner med hinannen.

2. Fremgangsmåte i henhold til påstand 1, karakterisert ved at i det minste ett metallag utformes som et rør.

3. Fremgangsmåte ifølge påstand 1 eller 2, karakterisert ved at der anvendes i det minste ett metallag som er sammensatt av flere enkeltlag som er bundet sammen.

4. Fremgangsmåte ifølge en eller flere av de foregående påstander, karakterisert ved at de to metallag utgjøres av innbyrdes overlappende ender av et enkelt metallag.

5. Fremgangsmåte ifølge en eller flere av de foregående påstander, karakterisert ved at eksplosivet antennes således at detonasjonen drives i en retning som er parallell med hovedretningen1 for det metallag som bærer eksplosivet.

6. Fremgangsmåte ifølge en eller flere av de foregående påstander, karakterisert ved at vinkelen mellom metallagene opprettholdes ved hjelp av en støtte som er anbragt mellom metallagenes frie ender.