DE1296491B - Verfahren zum Verschweissen und Verloeten von Metallteilen durch induktive Erhitzung - Google Patents

Description

• Die hier beschriebene Erfindung stellt eine Fortentwicklung der bekannten Verfahren zum Verschweißen und Verlöten von Metallteilen durch induktive Erhitzung dar.
• Für mancherlei Anwendungen hat die mit dem bekannten Induktionserhitzungsverfahren erreichte unmittelbare Erwärmung von Werkstücken aus Metallen, die mit anderen metallischen oder auch nichtmetallischen Werkstücken dauerhaft verschweißt oder verlötet werden sollen, offensichtlich Vorteile gegenüber anderen Verfahren, bei welchen die Wärme mittelbar von außen zugeführt werden mnß und die Wärmeübertragung nicht so gut beherrscht werden kann.
• Im Zusammenhang mit der Anwendung der Induktionserhitzung zum Verbinden von Injektionsspritzenkanülen aus Edelstahl mit Plastikansätzen, die zum Aufsetzen auf den Glaszylinder dienen, wobei das Plastikmaterial zum gleichmäßigen Erweichen, Schmelzen oder Fließen gebracht werden muß, ergab sich überraschenderweise oft eine unterschiedliche Fertigungsgüte trotz konstant gehaltener Einstellwerte für die induktive Erhitzung. Geringe Schwankungen der Wärmezufuhr führen dabei nämlich schon wegen der Kleinheit der Teile zu sehr unterschiedlichen Ergebnissen in der Güte der Verbindungen. Die nähere Untersuchung ergab, daß dies auf den Einfluß einer unbeabsichtigten, zufälligen und unterschiedlichen Vormagnetisierung der Metallteile zurückzuführen ist. Dieser Umstand muß aber wegen der Wechselwirkung mit dem von der Induktionsspule erzeugten elektromagnetischen Wechselfeld zwangläufig die Reproduzierbarkeit des Erhitzungsverfahrens in Abhängigkeit von dem Grad der Vormagnetisierung beeinträchtigen. In ferromagnetischen Metallteilen kann sich nun sehr leicht wegen der heute allenthalben, insbesondere in der Nähe elektrisch betriebener Werkzeuge oder Geräte vagabundierenden magnetischen Streufelder ein Magnetfeld, und zwar mit in einem weiten Bereich schwankender Größe und Richtung ausbilden, so daß es zunächst auf Grund dieses Umstandes kaum möglich erscheint, eine gleichbleibende Güte bei der Induktionserhitzung zu erzielen. Damit liegt aber eine Aufgabe vor, die mit vorliegender Erfindung gelöst werden kann.
• Es wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, die zu behandelnden Metallteile vor dem Arbeitsgang der induktiven Erhitzung zu entmagnetisieren. Eine solche Entmagnetisierung kann entweder durch Erhitzen erreicht werden, weil mit steigender Temperatur die ferromagnetischen Eigenschaften und die Permeabilität stark sinken und beim Erreichen der Curie-Temperatur ganz verschwinden. Oder man läßt, wie zum Entmagnetisieren eines bereits elektroinduktiv behandelten Werkstücks bekannt, auf die zu entmagnetisierenden Metallteile ein Wechselfeld, z. B. von einigen hundert Hertz, jedoch mit einer vom anfänglichen Wert innerhalb einer größeren Zahl von Schwingungsperioden allmählich zu Null abnehmenden Amplitude einwirken, wobei die Ent magnetisierungszeit je nach der Frequenz des angewandten Wechselfeldes sehr kurz sein darf und bei einigen hundert Hertz in der Größenordnung von 1 sec liegen kann. Die Amplitude des magnetischen Wechselfeldes soll dabei anfänglich die Größe der Vormagnetisierung wesentlich übertreffen. Durch das abnehmende Wechselfeld wird aber eine vorhandene Vormagnetisierung wegen der mit jeder Schwingungsperiode verbundenen Ummagnetisierung stufenweise abgebaut.
• Letzteres Verfahren bietet zudem den Vorteil, daß eine besondere Erwärmungseinrichtung entbehrlich wird und die Induktionsheizspule unmittelbar zum Entmagnetisieren verwendet werden kann, so daß der Induktionserhitzungsphase nur eine kurze Entmagnetisierungsphase mit kleinerer Leistung und schnell abnehmender Feldamplitude vorgeschaltet werden muß. Die erreichte Entmagnetisierung ist in weiten Grenzen unabhängig von der Größe und der Richtung der Vormagnetisierung der Werkstücke, sofern die anfängliche Wechselfeldamplitude genügend groß ist und die Werkstücke in einer Dimension wesentlich größer sind als in den beiden anderen Dimensionen, was bei Kanülen der Fall ist. Das Wechselfeld soll dann in Richtung der größeren Abmessung liegen. Sonst ist die Entmagnetisierung gesondert in zwei oder in allen drei Dimensionen durchzuführen.
• Bei der Entmagnetisierung durch eine Wärmebehandlung muß selbstverständlich eine Toleranzgrenze eingehalten werden. Es eignet sich z. B. eine Temperierung der Werkstücke in einem erhitzten Öl-oder Salzbad. Gezogene Rohre, was Injektionsspritzenkanülen darstellen, können jedoch auch auf Widerstandsbasis erwärmt werden, z. B. unter gleichzeitigem Richtstrecken. In den Konfektionierungsgang sind entsprechende Arbeitsgänge einzufügen.
• Welches der erwähnten Verfahren auch benutzt wird, in jedem Fall bedeutet die erzielte Gleichförmigkeit des Ausfalls der Verschweißung oder Verlötung einen bedeutenden fertigungstechnischen Fortschritt. Das Verfahren hat sich bei der Anwendung auf die Fertigung von Injektionsspritzen bereits mit gutem Erfolg bewährt.

Claims (6)

1. Patentansprüche: 1. Verfahren zum Verschweißen oder Verlöten von ferromagnetischen Metallteilen mit anderen Teilen durch induktive Erhitzung, d a d u r c h gekennzeichnet, daß die Metallteile vor dem induktiven Erhitzen einer entmagnetisierenden Behandlung unterzogen werden, um eine gegebenenfalls vorhandene Vormagnetisierung abzubauen.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallteile zum Entmagnetisieren einer Wärmebehandlung in zulässigen Toleranzgrenzen unterzogen werden, entweder durch Temperieren in einem Öl- oder Salzbad oder durch Widerstandserhitzung, wobei der zu erhitzende Metallteil unmittelbar als Heizwiderstand dient.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallteile zum Entmagnetisieren einen elektromagnetischen Wechselfeld einer von einem Anfangswert innerhalb einer größeren Zahl von Schwingungsperioden zu Null abnehmenden Amplitude ausgesetzt werden.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das entmagnetisierende elektromagnetische Wechselfeld durch die Induktionserhitzungsspule erzeugt wird.
5. 5. Verfahren nach den Ansprüchen 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Entmagnetisierung gesondert für zwei oder alle drei in bezug auf die Werkstücke senkrecht aufeinander stehenden Richtungen durchgeführt wird.
6. 6. Anwendung der Verfahren nach Anspruch 1 bis 5 beim Verbinden von Injektionsspritzenkanülen, insbesondere aus Edelstahl, mit einem zum Aufsetzen auf den Spritzenzylinder dienenden Plastikansatz.