DE2343885B2 - Konstruktionselement zur verbindung zweier rohre aus unterschiedlichen werkstoffen und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents
Konstruktionselement zur verbindung zweier rohre aus unterschiedlichen werkstoffen und verfahren zu seiner herstellungInfo
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
- B23K20/06—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating by means of high energy impulses, e.g. magnetic energy
- B23K20/08—Explosive welding
- B23K20/085—Explosive welding for tubes, e.g. plugging
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
Description
Die Fj limiting betrifft ein Konstruktionselement /in Verbindung zweier RoIne aus unterschiedlichen
Metallen, wobei diese im Übergangsteil in geschalteter
Ausführung cxplosivveischweil.it sind, und ein
Verfahren zu seiner wii tschaltlichen Herstellung.
In dci I .uft- und Raumfahrt besteht clic Notwendigkeit,
Konstruktionen bei geringem (iewicht zu erstellen. Deshalb kommen hochfeste Werkstoffe zum Hmsatz,
deren Verbindungen oft Schwieligkeiten hei eitel.
Schmelzschweißvci fahren sind nicht immer möglich, weil sie oll die Festigkeit des Grundwerkstoffes
in der wärmcbeeinHußten /.one hei ahmiudci n.
Schraub- und Nielveibindungcn weisen cmc hohe
Keibwii kling auf und ν ei mindern somit die 1 );mei Ic
stigkeit erheblich.
Iu Vielen I''allen müssen die Vei bindungen aus verschiedenen
Metallen hergestellt weiden, wie /. Ii. Ii lan und Stahl. 1 hei bei entstehen bei ilen Schmelz
schweil.ivei l'ahi en in dei Schweißnaht spiöile inteinie
ialiisciie Phasen, so daß diese .ils i-ugctccliiiik
vollkommen ausscheiden, sofern nicht dm eh geeig
nete 'Zwischenschichten Abhilfe ueschaffen weiden
kann.
Im einzelnen bestehen meistens folgende Anlordeiiiiigen
an Verbindungen, denen die bekannten Veilalnen
muulestens z.T. nicht gerechl werden:
1. Die Vei bindung muß einen stetigen Ühcigang
in dei Steifigkeit aufweisen.
2. Hei kleinen Wanddicken und großen Bautcilab
inessungen wird höchste l-esligkeil verlangt.
3. Die Kerbwirkung soll gering und damit die Daueilestigkeit
groß sein.
4. Die Außen-. in vielen Fällen auch die Innenkontur,
soll glatt sein.
5. Die Verbindung soll wirtschaftlich herstellbar sein.
Aufgabe der Hrfindung ist die rationelle Herstellung
eines Konsh uktionselementes der eingangs genannten
Art, das die aufgezeigten Mängel beseitigt und die genannten Foideiungcn erfüllt. Das Konsiiiiktionselement
kann z. B. durch Klektronenstiahlschweißen
zwischen zwei aus den Metallen 1 und 2 bestehenden Teilen geschweißt werden. Hs dient zum
Verbinden zylindrischer oder auch elliptischer Rohrkonsti
uktionen.
Hrfindungsgcmäß ist das Konstruktionselement so ausgebildet, daß sich die Wandstärken i/, und </, eier
Metalle 1 und 2 zueinander wie deren Fllastizitätsmoduln
/·.', und /;', verhalten.
Ausgangspunkt des Verfahrens ist das Hxplosivschweißen,
welches in seinen Grundlagen bekannt ist. So ist die Anwendung des tvxplosivschweißens /um
Plattieren großflächiger Stahlplatten mit korrosionsfesten Metallen für den chemischen Apparatebau bekannt.
F7Ur denselben Zweck können auch Rohre mit
korrosionsfesten Metallen an der Außen- und/oder Innenfläche mit /.. B. einem Titanüber/ug versehen
werden. Auch sind Verfahren bekannt, um Rohre (evtl. für Pipelines) durch Hxplosivschweißen miteinander
zu verbinden.
Für ilen Fall von tragenden Konstruktionen wird an Hand der Zeichnungein Verfuhren zur Herstellung
eines Verhindungselementes z. B. zwischen ilen beiden
Metallen Stahl (hochfest) und der Titanlegierung TialV fi4 (ebenfalls hochfest) beschrieben, welches
gestattet, mehrere Teile in einem Arbeitsgang herzustellen.
Im einzelnen zeigt
Fig. 1 ein Konstruktionselement im vergrößerten Maßstab im Querschnitt,
Fig. 2a) bis d) eine erste Ausführung für die Herstellung
des Konstriiktionselementes nach Fig. 1,
Fig. 3a) bis e) eine zweite Auslührungsloim der
Fj finiliing, und
Fig. 4 bis Ci weitere Auslühi ungsformen zur Heistellung
von plattierten Rohren in Zickzackform etwa entsprechend Fig. 3b).
Fig. 1 gibt den Querschnitt des aus Metallen I und
2 bestehenden Konstruktionselementes wieder. Um die eingangs geschilderten Anforderungen erfüllen zu
können, ei folgt die Schweißung in geschalteter Ausführung.
Die Forderung eines stetigen Übergangs de ι Steifigkeit von einem Metall zum anderen wird dadurch
erreicht, daß sich die Dicken (I1 und
</, der im Übeigangsteil 3 in geschatteter Ausführung explosiv
veischweißten verschiedenen Metalle 1 und 2 wie ileicn
Hlasli/ilätsmodiiln /·.', und /·.', verhallen.
Ausgangspunkt für die Herstellung eines solcher P.lementes ist entsprechend Fig. 2a ein innen oilei
außen plallicilcs Rohr, wie es durch Hxplosivplaltic
cn heistellbar iiiui kommci/icll ciIkiIiIh.1i ist. You
.!cm aus ilen beiden Metallen I und 2 bestehenden
Kohl werden Ringe 4 abgestochen (siehe Hg. 2U). Die Ringe 4 weiden entspiechend !ig. 2c /ti Kcgcli
ingen 5 ve ι Io im I. Das I) in Γοι mc η kann voi/ugswcise
ihnch Lxplosivveifomien oiler auch um Hilfe einei
l'iesse eilolgen. Aus. jedein KegeiiingS wild in in
dei Fig. 2d diiieh I cinschiallui gekennzeichnetes,
ilei Fig. 1 entsprechendes, Konsliul.tionsclcmcnl (t
durch spanabhebende Bearbeitung heiaiisgedichl.
Nach einer abgewandelten S lersiellimgsmclhodc
entsprechend F;g. Λ ist Ausgangspunkt wiedei ein
planiertes Rohr aus ilen Metallen 1 und 2, das in
Hg. 3a) da !gestellt ist. Das Rohr wird explosiv iintgelorml
/u einem Rolii K, ilas cnlspicchcnil l'ig. 3b)
ihn eh in axialer Richtung auftretende lineal c Dm eh
inesscrschwankungeii ausgezeichnet ist. Danach ei
iolgl cnlspiechend l'ig. 3c) das Abstechen von Kcgeli
ingen 5. Diese können dann, wie bereits an Hand der Hg. .2el) beschrieben wurde, zu Konstruktionselementen
6 verarbeitet werden.
In) (iegensat/. zu den geschilderten Verfuhren kann
eine Veieinfachungderai I vorgenommen weiden, daß
die Umloimung und das Abstechen in einem Schritt vorgenommen wird. 1 liei/u dient entsprechend Hg. 4
eine Matrize 9 mit säge/ahnähnlichcr Form, in die das
ans den Metallen 1 und 2 bestehende Rohr mit einer Sprengladung 10 unter 'Zwischenschaltung eines
I JI)Ci ti agungsmcdiuins 10. /. K. Wassei, eingediuckl
wild. Dei /wischen!aum 12 /wischen der Maliizc9
und dem Kohl wild /weckmal.lig evakuiert. An S'elle des I Ibei liaguiigsmcdmms 1 i und der im '/cntmm
des Kohles angeordneten slabloi migen Sprengladung IO kann auch mit einei diiekt aiii die Innenseite des
Rolii es in geeignelei Schichtdicke aul'geliagenen
Spiengladung geaibeitel weiden, /um I.nt nehmen
dei Kegeh mge 5 muli die 1-oim cnlwedei einmal axial
odei mehrmals in der Uuciebene geteilt se.n.
Line weitere Veicinlachungdcs Verfahrens besieht
darm, dall alle Voigange, nämlich die des l'laUiercns,
des Umlornieiis und des liennens in einem Vorgang
/usammengefal.lt werden. Hierzu dient die in I-'ig. 5
gezeigte Anoidining. Die Spicngladung 10 ist diiekt
auf die Innenseite des in einem Abstand /um aul.lcicn Kohl aus dem Metall 1 angebrachten inncien Köln es
aus dem Metall 2 angebracht, X.ui Lutnalimc der Ke
gel ringe 5 muH auch hier die Foi m (Mali ize) eiilwedei
in Längsrichtung einmal oder in Qucrebeucn senkrecht
da/u mehl IDaIs geteilt sein, /ur Veimeidung einer
Veischwcil.lung der Kegeliuigc5 mit der Matrize
9 ist letzlere mit einei nicht dal gestellten dünner
keramischen Masse zu beschichten.
Line weiteie Methode entspiechend Fig. d belal.l
sich lediglich mit dem Flattieren und dei Umformung
der Metalle 1 und 2. Für dieses Vorgehen ergibt siel
die gezeigte Anoidnung mit einei l'alri/e 13.
Hier/u 6 Blau /.ciehiiunncn
Claims (5)
- Palcntanspi iichc:!. Konsti uktionsclcmcnl /in Vei bindung /w c ic ι Roliiu aus unterschiedlichen ' Men. unbei diese im Übergangslcil in gcsil .,Ui Ausführung explosivveisehweißl sind, dadurch gckc iinzf ichncl, daß sich die Waiulsläikcu (ι/, und </,) dei Metalic (Il iiiul 2) /ucinandei wie ileien lilasti/itütsmoduln /J1 und /·.', verhalten.
- 2. Verfuhren /in Herstellung tier Von ichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von einem explosivplattiei ten Rohr (1.2) zunächst Ringe (4) abgestochen, diese zu Kegehingen (5) vei formt und schließlich durch spanabhebende Bearbeitung in die Hndform (6) gebra.:ht werden.
- 3. Vei fahren /in Herstellung der Voniehtung nach den Anspiüehen 1 und 2, daduich gekennzeichnet, daß das Rolij· (1. 2) zunächst zu einem solchen (H) mit m axialer Richtung in Zickzackform auftretenden linearen Duichmesserschwankungcn umgefomit wird, wovon Kegelringe (5) angestochen und abgedreht werden.
- 4. Verfahren nach Anspruch 3, daduich gekennzeichnet, daß die Umformung und das Abstechen in einem Schritt mittels einer sägezahnföi■-migen. teilbaren Matrize (9) oder Patrize (13) vorgenommen wird.
- 5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Plattieren des Rohres (1, 2). das Umformen und Trennen zu Kegelringen (5) in einem Arbeitsgang in der Weise vorgenommen wird, daß eine Sprengladung (K)) auf der Innenseite (Außenseite) des in Abstand zum äußelen (inneren) Rohr angebrachten inneren (äußeren) Rohres angebiacht wird, während innen wiederum eine sägezahn! örm ige geteilte Matii/e (9) (Patrize 13) angeordnet istd. Verfahren nach den Ansprüchen 4 und 5, daduich gekennzeichnet, dal.Wlie Matrize (9) mit einer dünnen keramischen Masse beschichtet ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19732343885 DE2343885B2 (de) | 1973-08-31 | 1973-08-31 | Konstruktionselement zur verbindung zweier rohre aus unterschiedlichen werkstoffen und verfahren zu seiner herstellung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19732343885 DE2343885B2 (de) | 1973-08-31 | 1973-08-31 | Konstruktionselement zur verbindung zweier rohre aus unterschiedlichen werkstoffen und verfahren zu seiner herstellung |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2343885A1 DE2343885A1 (de) | 1975-03-20 |
DE2343885B2 true DE2343885B2 (de) | 1977-11-10 |
Family
ID=5891204
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19732343885 Withdrawn DE2343885B2 (de) | 1973-08-31 | 1973-08-31 | Konstruktionselement zur verbindung zweier rohre aus unterschiedlichen werkstoffen und verfahren zu seiner herstellung |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE2343885B2 (de) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2835869A1 (de) | 1978-08-16 | 1980-02-28 | Deutsche Forsch Luft Raumfahrt | Verbundwerkstoff und verfahren zu dessen herstellung |
FR2471834A1 (fr) * | 1979-12-19 | 1981-06-26 | Poudres & Explosifs Ste Nale | Procede de fabrication de bagues polymetalliques par deformation de gorges et bagues polymetalliques |
DE3066774D1 (en) * | 1979-12-19 | 1984-04-05 | Poudres & Explosifs Ste Nale | Process for producing polymetallic rings by deformation of polymetallic grooves and rings |
FR2471835A1 (fr) * | 1979-12-19 | 1981-06-26 | Poudres & Explosifs Ste Nale | Procede de fabrication de bagues polymetalliques et bagues polymetalliques |
-
1973
- 1973-08-31 DE DE19732343885 patent/DE2343885B2/de not_active Withdrawn
Also Published As
Publication number | Publication date |
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DE2343885A1 (de) | 1975-03-20 |
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