DE496410C

DE496410C - Schweissen von Metallen

Info

Publication number: DE496410C
Application number: DER71654D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1926-07-15
Filing date: 1927-07-03
Publication date: 1930-04-25

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Sehweißen von Metallen. Es sind bereits eine Reihe von Schweißverfahren bekannt, die man als aluminothermische Schweißverfahren bezeichnet. Bei diesen wird die Schweißtemperatur durch Reduktion eines Metalloxydes mittels Aluminiums erzeugt. Die bei dieser Reduktion frei werdende Wärmemenge erhitzt das Metall bis auf Weißglut. Bei dieser Reduktion

ίο entsteht Tonerde, die als Schlacke auf dem Metallbad schwimmt.

Bei diesen aluiminothermischen Schweißverfahren geht man folgendermaßen vor:
Bei einigen Verfahren wird das Metallbad in einem Tiegel o. dgl. -vorbereitet und dann in eine die zu verschweißenden Stücke umgebende Form gegossen. Bei diesem Verfahren ist also ein besonderes Vorbereiten des Metallbades in einem Tiegel und eine

ao besondere Form erforderlich. Außerdem ließ die Festigkeit der so hergestellten Schweißstellen oft zu wünschen übrig, weil die Zusammensetzung des als Schweißmittel verwendeten Metalls, besonders beim Sehweil.'en von Grauguß, nicht der Zusammensetzung der zu verschweißenden Stücke entsprach, so daß die Enden der verschweißten Stücke durch ein dem Schweißmittel entsprechendes Metallstück miteinander verbunden waren. Die für die Festigkeit [der Schweißstelle außerordentlich wichtige Gleichmäßigkeit konnte bisher also nicht oder nuir ■unvollkommen durch diese Verfahren erreicht werden.

Es wurde nun bereits ein Verfahren zum Schweißen von Grauguß vorgeschlagen, bei welchem als Schweißmittel ein Eisen verwendet wird, dessen Kohlenstoffgehalt ungefähr demjenigen der zu verschweißenden Graugußstücke entspricht. Aber auch, dieses Verfahren ist ein aluminothermischss Verfahren und hat daher die oben genannten Nachteile.

Bei anderen aluminothermischen Verfahren wird die besondere Vorbereitung des Metallbades in einem Tiegel erübrigt. Aber auch bei diesen aluminothermischen' Verfahren ist das Einhüllen der zu verschweißenden Stücke in eine Form unbedingt erforderlich, da bei aluminothermischen Schweißverfahren das Schweißmittel vollkommen flüssig wird.

Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung wird nun im Gegensatz zu den bekannten Verfahren das Metall des Schweißmittels und der zu verschweißenden Stücke nur bis zum Bildsamwerden erhitzt, so daß sowohl die Vorbereitung eines zum Verschweißen die-

iiendeii Metallbades als auch das Umhulliai der zu verschweißenden Stücke mit einer Form erspart wird.

Der Erfindung gemäß wird eine Mischung gepulverter Metalle, von denen eines unverbrennbar ist, ohne irgendweldhen Zusatz einer Metallverbindung (Metalloxyd) vor der Entzündung zwischen die zu verschweißenden Stücke gebracht und dann das Ganze auf ίο eine Temperatur erhitzt durch welche die Verbrennung der verbrennbaren Metalle der Mischung herbeigeführt wird. Dabei erweicht das nicht verbrennbare Metall der Mischung und verbindet sich innig mit den bei dier Verbrennung der anderen Metalle der Mischung ebenfalls erweichenden Teilen der zu verschweißenden Stücke. Man erhält auf diese Weise eine vollkommen gleichmiäißige und daher feste Schweißstelle. Hier wird also im Gegensatz zu: den bekannten aluminotherrnischen Schweißverfahren die Schweißtemperatur nicht durch. Reduktion eines Metalloxydes mittels Aluminiums, sondern durch Verbrennen von Metallen erzeugt. Die verbrennbaren Metalle verbrennen vollständig, so daß Rückstände wie Schlacke ui. dgl., wie es bei den aluminothermiscihen Verfahren der Fall ist, nicht vorhanden sind. Andererseits werden die Metalle nicht, wie bei den aluminoth ermischen Verfahren, bis auf Schmelztemperatur, sondern nur bis zum Bildsamwerden erhitzt. Die Metallmischung kann daher ohne besondere Vorbereitung und ohne eine besondere Form zwischen die zu verschweißenden Stücke gebracht werden.

Bei diesem Verfahren vereinigen sich die Moleküle der zu verschweißenden Stücke innig miteinander, so daß das Gefüge dier Schweißstelle nach Abkühlen keine Spur einer Schweißung zeigt. Dadurch erklärt es sich, daß das Gefüge einer Schweißstelle vollkommen gleichmäßig ist und daher, eine mit den bisher bekannten aluminothermischen Verfahren nicht erzielte Festigkeit gewährleistet.

Als verbrennbare Metalle, welche durch ihre Verbrennung die Schweißhitze erzeugen, können die zu diesem Zwecke bekannten Metalle, wie z. B. Magnesium, Calcium, AIuminium, Natrium, Silicium und andere, verwendet werden. Wichtig für die Verwendung der brennbaren Metalle ist, daß sie bei ihrer Verbrennung eine Temperatur erzeugen, bei welcher das als Schweißmittel dienende Metall und die Stoßflächen der zu verschweißenden Stücke weich werden.

Die für die Schweißung dienende Mischung besteht jedoch vorteilhaft aus Calcium, Aluminium und einem den zu verschwieißenden Stücken entsprechenden Metall. Dabei wird das Aluminium und das Calcium zweckmäßig in dem Verhältnis 3:2 gemischt und dieser Calcium-Aluminium-Mischung 9 bis 8 Teile des als Schweißmittel dienenden Metalls zugesetzt. Eine solche Mischung ergibt eine besonders günstige und vorteilhafte Schweißung. , ·

Für die Schweißung von Gußeisen verwendet man vorteilhaft ein Schweißmittel, das aus ungefähr 85% pulverförmigem Gußeisen und 151/0 des oben genannten Calcium-Aluminium-Gemis ches b esteht.

Bei der Ausführung des Verfahrens geht man auf folgende Weise vor:

Das Gemisch der pulverförrnigen Metalle wird z. B. durch Zusatz von einer genügenden Mienge von Wasser oder durch Zusatz eines Fettes in einen kittförmigan. Zustand gebracht. Diesen Kitt bringt man zwischen die zu verschweißenden Stücke und legt dann das Ganze in einen Ofen, ein Schmiedefeuer o. dgl. und erhitzt es. Die Verbrennung des Calcium-Aluminium-Gemisches beginnt bei etwa 700⁰ C. Diese Temperatur genügt, um das in dem Gemisch enthaltene, als Schweißmittel dienende Metall sowie die Enden dier zu verschweißenden Stücke in einen weichen Zustand überzuführen. In diesem Zustand vermischen sich die Moleküle des als Schweißmittel dienenden Metalls und der zu verschweißenden Metallstücke. Es entsteht eine innige Verbindung der Metallmoleküle der zu verschweißenden Stücke und des Schweißmittels. Eine mikrographische Untersuchung der Schweißstelle läßt eine Einführung fremder Körper zwischen den zu verschweißenden Stücken nicht erkennen. Das; Gefüge der Schweißstelle ist vollkommen gleichmäßig, so daß ihre Festigkeit allen Anforderungen entspricht.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Schweißen von Metallen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mischung gepulverter Metalle, von denen eins unverbrennbar ist, ohne Zusatz einer Mietallverbindung vor der Entzündung zwischen die zu schweißenden Stücke gebracht und dann das Ganze auf eine Temperatur erhitzt wird, bei welcher die Verbrennung der verbrennbaren Metalle der Mischung vor, sich geht, wobei das nicht verbrennbare Metall der Mischung erweicht und. sich mit den bei der Verbrennung der anderen Mietalle der Mischung erweichenden Teilen der zu verschweißenden Stücke innig verbindet.

2. Metallpulvermäschung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch : gekennzeichnet, daß sie aus CaI-

cium. Aluminium und einem den zui verschweißenden Stücken entsprechenden Metall besteht.

3. Metallpulvermischung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet:, daß sie aus einer Mischung von 2 Teilen Calcium und 3 Teilen Aluminium besteht, der auf. 1 bis 2 Teile 9 bis 8 Teile des Metalls der zu verschweißenden Stücke zugesetzt sind.