NO164284B - Fremgangsmaate for fremstilling av en dobbelt-lagsbunn foren kjele av rustfritt staal. - Google Patents

Description

Det finnes kjente fremgangsmåter for sikker sammenbind-ing av to heterogene materialer, som for eksempel aluminium-rustfritt stål eller kobber-rustfritt stål.

Blant disse prosesser er den som er beskrevet i italiensk patent 965 732 spesielt fordelaktig.

Enkelte vanskeligheter oppstår når den ovennevnte pro-sess anvendes i forbindelse med fremstilling av beholdere og spesielt av kjeler med dobbeltlagsbunn, dvs. kjeler med en bunndel som er dannet av et skiveformig metallag som er mer eller mindre tynt og som er laget av et godt varmeledende materiale, som aluminium eller kobber, og dette metallag er omsluttet av en omhylling av rustfritt stål.

Disse vanskeligheter skyldes i alminnelighet gasser som dannes på overflaten og som blir innestengt mellom de to lag, og dette hindrer en sikker metallsammenbinding.

Flere metoder er blitt forsøkt for å fjerne disse ulemper, men uten suksess, for eksempel ved å lage hull i om-hyllingslaget som imidlertid straks blir stengt når støt-trykket påføres, eller ved bearbeiding under vakuum som er en operasjon som er usedvanlig vanskelig å utføre og opprett-holde .

Det tas ved oppfinnelsen sikte på å forbedre de ovennevnte fremgangsmåter slik at de ovenfor beskrevne ulemper og også andre blir unngått.

Oppfinnelsen angår således en fremgangsmåte for fremstilling av en dobbeltlagsbunn for en kjele av rustfritt stål, idet kjelen utformes som en montasje av en hoveddel av rustfritt stål med en bunn og en sidevegg, et mellomliggende fyllingslag av et godt varmeledende metall, og et utvendig dekklag av rustfritt stål påført på den nevnte hoveddels bunn, hvor en plate av det godt varmeledende metall anbringes utvendig på den nevnte hoveddels bunn, idet det anvendes en plate med en tykkelse som er større enn sluttykkelsen for det mellomliggende fyllingslag og idet platens volum er lik volumet til det mellomliggende fyllingslag, dekklaget av rustfritt stål anbringes på platen slik at et omkretsbånd av dette strekker seg henimot hoveddelens bunn og omslutter platens periferi, montasjens bunn oppvarmes til en temperatur nær , men lavere enn, smeltepunktet for metallet i platen, og et støttrykk påføres på den nevnte bunnmontasje for å for-binde dekklaget permanent med hoveddelens bunn og for å deformere platen under dannelse av det mellomliggende fyllingslag, og fremgangsmåten er særpreget ved at platen med en opprinnelig tykkelse som er minst 2 0% større enn slutt-tykkelsen for det mellomliggende fyllingslag, deformeres i en første fase ved at støttrykket påføres progressivt fra sentrum mot bunnens periferi, og i en annen fase holdes dekklaget eksternt hemmet ved anvendelse av en form.

Anordningene for påføring av støttrykket er slike at det ytre lag og/eller kjelens bunn efter påføringen av dette trykk oppvis er en konveksitet som er rettet mot fyllingsmaterialet idet den samlede kuvning for disse konveksiteter er over 0,25% av den gjennomsnittlige diameter for den på-førte bunn i dens sluttelige form. Disse anordninger er laget at et stempel som kommer inn i kjelen, en form som har form av det ytre lag som omslutter fyllingsmaterialet som på sin side befinner seg på bunnen av kjelen, og et støttrykk påføres mellom stemplet og formen i overensstemmelse med italiensk patent nr. 965732, idet stemplet eller formen har en konveksitet som er rettet imot kjelens bunn og idet den samlede kuvning for disse konveksiteter er over 0,25% av gjennomsnitsdiameteren for den påførte bunn i den sluttelige form. I det første trinn som hovedsakelig er et deformerings-trinn for fyllingsmaterialet blir dette først presset i sentrum og derefter straks stemplet og formen nærmer seg hverandre, henimot omkretsen eller periferien. Materialet utsettes for et radialtrykk som trinnvis fjerner gassene og fyller samtlige spor. Bare på dette stadium, dvs. når formen befinner seg i sin sluttelige stilling og når dekklaget er holdt godt på plass i formen, påbegynnes det annet trinn. Da stemplet og formen ikke kan komme nærmere hverandre, vil den gjenværende energi utlades som støtenergi mot fyllingsmaterialet som blir sammenpresset fra alle sider, spesielt også mot sidedelen av sporet som sterkt henger fast på dette.

En ytterligere fordelaktig egenskap består i at fyllingsmaterialet og/eller formens og-stemplets konveksiteter gis en spesiell form, slik at fyllingsmaterialet under bevegelsen fra sentrum henimot periferien samtidig når den øvre del av dekklagets, omkretsbånd samtidig på hele båndet.

Oppfinnelsen er nedenfor nærmere beskrevet ved hjelp

av et utførelseseksempel og under henvisning til den sylindriske kjele som er vist på Figurene. Av disse viser

Figur 1 et delsnitt gjennom en kjele som fremdeles befinner seg på utstyret som anvendes for fremstilling av denne med et dobbeltlag, Figur 2 et delsnitt gjennom kjelen ved begynnelsen av på-føringstrinnet for dekklaget, Figur 3 et lignende snitt som ifølge Figur 2, men på et mer fremadskredet stadium, Figur 4 et snitt med konveksiteten overdrevet for klarhets skyld for å vise et arbeidstrinn ifølge oppfinnelsen, og Figur 5 et snitt lignende det som er vist på Figur 4, gjennom en ferdig kjele.

I henhold til Figurene innbefatter en ferdig kjele en hoveddel 1, et dekklag 2 og et fyllingsmateriale 3.

I henhold til den foreliggende fremgangsmåte blir hoveddelen 1 som i alminnelighet er laget av rustfritt stål, først utsatt for den vanlige forutgående rensing og avfetting, og det samme gjelder for dekklaget 2.

Fyllingsmaterialet blir fremstilt i form av én eller flere skiver som vil utgjøre det varmeledende lag av den rustfrie stålkjeles bunn 4. Størrelsen og spesielt høyden H for disse skiver beregnes ut fra det sluttresultat som

skal oppnås, og høyden økes med minst 20% i forhold til den høyde som denne eller disse skiver må ha ved avslutningen, og deres diameter blir proporsjonalt minsket. Ved å gå frem på denne måte er det mulig å oppnå et rom eller en spalte 5 mellom dekklagets 2 bøyde del 6 og den utvendige overflate til kjelens hoveddel.

For å oppnå en lett håndterbar innretning blir frem- r gangsmåten med fordel utført som beskrevet i italiensk patent nr. 965732 ved at skiven 3, kjelens 1 bunn 4 og dekklaget 2 forbindes med hverandre ved hjelp av sveising, fortrinnsvis ved hjelp av et sveisepunkt i deres sentrale del, og fortrinnsvis ved hjelp av motstandssveising.

Den på denne måte oppnådde innretning blir derefter oppvarmet i en ovn ved den temperatur som er egnet for metallet som utgjør laget 2. Dersom dette metall er aluminium eller legeringer derav, holdes denne temperatur ved 400-650°C.

Når den på forhånd fastlagte temperatur er blitt nådd, blir den på denne måte tilberedte kjele plassert på den faste del 7 av formen hvori den øvre del har en egnet konveksitet og er festet på en presses plan. Den bevegbare del 8 av formen har også en viss konveksitet, og denne del festes til den samme presses slagmasse. Hver konveksitet har en kuvning av henholdvis og F^ (Figur 5), og summen av disse,F = F^ + F^ t er avhengig av diameteren for kjelens 1 bunn 4, og i praksis er denne størrelse minst 0,0025 av den nevnte diameter. For en diameter av 200 mm vil i praksis denne konveksitet være 0,5 mm. Denne verdi kan deles mellom de to deler F^ og F^ eller bare gjelde for én av disse, i henhold til de resultater som skal oppnås.

Et støttrykk som fås av en vippearm hvor støtet gis en akselerasjon, påføres på formens bevegbare del 8.

Ved begynnelsen av deformasjonstrinnet for materialet

3 vil trykket under støtvirkningen bare virke på den sentrale del og vil på grunn av den nevnte konveksitet spres gradvis ut henimot periferien. På denne måte vil materialet 3 gradvis komme i kontakt med delene 2 og 4, og den foreliggende gass kan strømme ut gjennom spalten 5.

Det er av viktighet å merke seg at den ovennevnte konveksitet under påføringen av støttrykket vil bevirke at et radialt utadvirkende trykk utøves mot gassene eller andre materialer som befinner seg mellom de metalloverflater som skal forbindes med hverandre. Dessuten vil denne konveksitet utøve en radial ekspansjonsvirkning på fyllingsmaterialet og lette utstøtelsen av gasser.

I løpet av den foreliggende fremgangsmåte finner en gradvis utstøtning av gassene sted (Figur 3) inntil materialet (hvis volum er blitt beregnet på egnet måte) fyller hele hulrommet og dekklagets kant kommer i kontakt (eller nesten i kontakt) med kjelen som på denne måte får formen vist på Figur 1.

Det er klart at når den foreliggende fremgangsmåte ut-føres på korrekt måte, vil kanten av dekklaget 2 komme i kontakt med kjelens 1 overflate nøyaktig samtidig med eller efter at fyllingsmaterialet 3 fullstendig har fylt hele det tilgjengelige rom.

På dette tidspunkt er deformasjonstrinnet over, og restenergien (som er hoveddelen av den opprinnelige energi) av slagmassen utløses med støt mot innretningen, og dette fører til en tett sammenkobling og en gjensidig molekyl-inntrengning, som i henhold til det ovennevnte italienske patent nr. 965732.

Det skal bemerkes at på grunn av den ovennevnte konveksitet blir fyllingsmetallagene foruten at de blir sammenpresset og via metall forbundet med de utvendige lag 2 og 4, utsatt for en sentrifugal pulserende sammenpressing som skyver dem kraftig mot dekklagets omkretsdel 6 som av

formen holdes i dets sluttstilling. Derved sikres en tett sammenkopling og en molekylær gjensidig inntrengning også mellom dekklagets omkretsdel 6 og de innvendige lags omkrets.

Den foreliggende fremgangsmåte representerer en be-merkelsesverdig forbedring i forhold til de resultater som kan oppnås ved andre fremgangsmåter for påføring av dobbeltlagsbunner, for eksempel ved anvendelse av den vanlige slag-loddingsprosess.

Den tette sammenkopling mellom fyllingsmaterialet og dobbeltlagene over deres samlede kontaktoverflater, innbe-fattende omkretsoverflåtene, er spesielt egnet for fremstilling av kjøkkenkar eller -kjeler hvor hovedanstrengelsene går ut på å oppnå monolittiske gjenstander av varmeover-føringsmessige og hygieniske grunner.

En ytterligere fordel sammenlignet med andre fremgangsmåter for påføring av dobbeltlagsbunner er muligheten for å gi dekklaget den ønskede form ved hjelp av formen som inneholder dekklaget under påføringen av støttrykket.

En ytterligere fordel består i at den varmeutstrålende bunn som den ovenfor beskrevne påføringsoperasjon dekker, oppviser et hulrom som vil være istand til å kompensere den dilatasjon som vil finne sted på grunn av den fremtidige kontakt med oppvarmingskilder. Dette hulroms strørrelse kan beregnes på egnet måte i henhold til fremgangsmåtens begrensninger, slik at det sikres at bunnen, når den er oppvarmet, får en perfekt planhet.

Det ovenstående fremgangsmåte er blitt beskrevet under henvisning til en kjele med et sirkulært snitt, hvor skivene 3 normalt er sirkulære og følger kjelens profil og selv-følgelig har en diameter som er mindre enn kjelens diameter. Dessuten har formen 8 og stemplet 7 i alminnelighet sfærisk hetteform.

For kjeler som ikke har et sirkulært tverrsnitt er det tilrådelig å arbeide slik at fyllingsmaterialet under den sentrifugale pulsering når den overflate som forbinder bunnen 2 og sidekanten 6 samtidig over hele omkretsen.

For dette formål er det mulig å anvende stemplet og/eller formen i form av en del av en sfærisk hette og på egnet måte å forme fyllingsmaterialet og anordne dette med forskjellige størrelser på de forskjellige akser med hensyn til kjelens profil (dets kant vil derfor ikke lenger følge kjelens profil) eller ved å innvirke på formens krumning og holde fyllingsmaterialets kant langs kjelens profil eller en kom-binasjon av begge disse.

Claims (4)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av en dobbeltlagsbunn for en kjele av rustfritt stål, idet kjelen utformes som en montasje av en hoveddel (1) av rustfritt stål med en bunn (4) og en sidevegg, et mellomliggende fyllingslag (3) av et godt varmeledende metall, og et utvendig dekklag (2) av rustfritt stål påført på den nevnte hoveddels (1) bunn (4), hvor en plate (3') av det godt varmeledende metall anbringes utvendig på den nevnte hoveddels (1) bunn (4), idet det anvendes en plate (3<1>) med en tykkelse som er større enn slutt-tykkelsen for det mellomliggende fyllingslag (3) og idet platens volum er lik volumet til det mellomliggende fyllingslag, dekklaget (2) av rustfritt stål anbringes på platen (3') slik at et omkretsbånd (6) av dette strekker seg henimot hoveddelens (1) bunn (4) og omslutter platens periferi, montasjens bunn (4) oppvarmes til en temperatur nær, men lavere enn, smeltepunktet for metallet i platen (3<1>), og et støttrykk påføres på den nevnte bunnmontasje for å for-binde dekklaget (2) permanent med hoveddelens (1) bunn (4) og for å deformere platen (3<1>) under dannelse av det mellomliggende fyllingslag (3), karakterisert ved at platen (3<1>) med en opprinnelig tykkelse som er minst 20% større enn slutt-tykkelsen for det mellomliggende fyllingslag (3), deformeres i en første fåse ved at støttrykket påføres progressivt fra sentrum mot bunnens periferi, og i en annen fase holdes dekklaget (2) eksternt hemmet ved anvendelse av en form (8).

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det for påføringen av støttrykket anvendes midler som er slike at enten får dekklagets (2) bunn eller i det minste hoveddelens (1) bunn (4), eller begge, en konveksitet rettet mot fyllings-laget (3) i den ferdige kjele.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at den samlede kuvning for dekklagets (2) konveksitet og hoveddelens (1) bunn (4) formes lik eller større enn 0,25% av gjennomsnitts-diameteren for bunnen i den ferdige kjele.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1-3, karakterisert ved at støttrykket påføres ved anvendelse av et stempel (7) som innføres i hoveddelen (1) og en form (8) med samme profil som dekklaget (2) i dets ferdige tilstand, og at platen (3') eller konveksitetene for formen og/eller stemplet gis en slik profil at platens (3<1>) fyllingsmetall ved dets progressive deformasjon fra sentrum henimot periferien bringes til å nå øvre del av dekklagets (2) omkretsbånd (6) samtidig på hele båndet.