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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 herstellung

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Publication number
DE2343885B2
DE2343885B2 DE19732343885 DE2343885A DE2343885B2 DE 2343885 B2 DE2343885 B2 DE 2343885B2 DE 19732343885 DE19732343885 DE 19732343885 DE 2343885 A DE2343885 A DE 2343885A DE 2343885 B2 DE2343885 B2 DE 2343885B2
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DE
Germany
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pipe
vei
rings
die
production
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Withdrawn
Application number
DE19732343885
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DE2343885A1 (de
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Publication date
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Publication of DE2343885A1 publication Critical patent/DE2343885A1/de
Publication of DE2343885B2 publication Critical patent/DE2343885B2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/06Non-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
    • B23K20/08Explosive welding
    • B23K20/085Explosive welding for tubes, e.g. plugging

Landscapes

  • 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)

  1. 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. 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. 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. 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. 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 ist
    d. Verfahren nach den Ansprüchen 4 und 5, daduich gekennzeichnet, dal.Wlie Matrize (9) mit einer dünnen keramischen Masse beschichtet ist.
DE19732343885 1973-08-31 1973-08-31 Konstruktionselement zur verbindung zweier rohre aus unterschiedlichen werkstoffen und verfahren zu seiner herstellung Withdrawn DE2343885B2 (de)

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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
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