Verfahren zum Verbinden metallischer Arbeitsteile von Werkzeugen mit einem Stahlträger- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden metallischer Arbeitsteile von Werk zeugen mit einem Stahlträger durch Erhitzen der Verbindungsstelle auf die Schmelztempe ratur mindestens eines die Verbindung bewir kenden Metalles und ist dadurch gekennzeich net, dass die aufeinandergelegten,
zu verbin denden Stücke mit Hilfeeiner auf die Verbin- dungsstelle beschränkten Erhitzung durch Im- pulsschweissimg miteinander verbunden wer den.
Es ist bekannt, aus sogenanntem Hart metall, das heisst aus einer Legierung, be stehend aus hochschmelzenden Hartkarbiden oder Hartstoffen anderer Art, die -vorzugs weise mit Metallen der Eisengruppe durch Sinterung gebunden sind, und auch aus Schnellarbeitsstählen Formkörper herzustellen, die im allgemeinen als Plättchen bezeichnet werden, und diese Plättchen auf Trägern, die im allgemeinen aus Stahl bestehen, zu befesti gen. Die Plättchen bilden dann am fertigen Werkzeug die schneidhaltige oder die auf Ver schleiss beanspruchte Kante.
Das Befestigen solcher Plättchen erfolgt meistens in der Weise, dass zwischen das Plättchen und den Träger, beispielsweise dem Werkzeugschaft, ein. niedrigschmelzender Stoff, das heisst ein Lötmittel, eingelegt und die Ver bindungsstelle bis zum. Schmelzen der Zwi schenlage erhitzt wird.
Bei Hartmetall. wird meist Kupfer öder, auch eine Kupferlegierung verwendet, desgleichen bei Schnellstahl, wobei im letztgenannten Falle auch .ein sogenanntes Schweisspulver verwendet wird, das aber trotz dieser Bezeichnung eigentlich ein Lötpulver ist, weil es bei niedrigeren Temperaturren schmilzt als die miteinander zu verbindenden Werkstoffe.
In allen Fällen ergeben sich bei dieser Art der Verbindung erhebliche Schwierigkeiten, und zwar insbesondere bei der Befestigung des Hartmetalles, Sowohl das Hartmetall als auch der Trägerwerkstoff werden auf die notwen dige Löttemperatur gebracht und beim Ab kühlen treten infolge der unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten. Spannungen auf, die häufig zum Reissen des Hartmetalles,
ent weder unmittelbar nach der Befestigung oder aber erst im späteren. Gebrauch, Veranlassung geben. Das Zwischenlegen von sogenannten Lötfolien, die die Spannungen aufnehmen sol len, hat nicht in jeder Beziehung zu den ge wünschten Ergebnissen geführt.
Es ist daher auch schon versucht worden, den Umfang der auf Temperatur zu bringenden Massen zu be schränken, indem beispielsweise Plättchien und Schaft an der Verbindungsstelle e#lektro- induktiv erhitzt wurden.
Die Verbindung kommt auf diese Weise zwar schneller zu stande; es konnte aber nicht erreicht werden, dass sich die Erwärmung auf die eigentlichen Verbindungsstellen -beschränkt Es wird viel mehr auch hierbei -unvermeidbar das Ha,rt- metallplättchen und der Schaft miterwärmt, obwohl, die Gesamterhitzung auf einen kürze ren Zeitabschnitt beschränkt werden kann,
als dies beim Erhitzen in der Lötmuffel möglich ist. Bei einer Erwärmung im unmittelbaren Stromdurchgang wird das Hartmetallplättchen sehr viel stärker erwärmt als das Schaftmate rial, wodurch eine Zerstörung des Hartmetaller herbeigeführt wird.
Ein reines Schweissen, das heisst also die Herstellung einer Verbindung ohne Verwen dung eines Zwischenstoffes mit niedrigerem Schmelzpunkt, gilt als völlig unmöglich.
Die in Verbindung mit dem Hartmetall geschilderten Schwierigkeiten treten in ähn licher Form, wenn auch gemildert, bei der Verbindung von Schnellstahl mit einem Werk- zeugscha.ft auf.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass die durch die Wärmedehnung eintreten den Schwierigkeiten verhindert werden kön nen, wenn es gelingt, den Trägerkörper, vor zugsweise also den Stahlschaft, und das Plätt chen ausschliesslich an den Oberflächen der Verbindungastelle auf die notwendige Tempe ratur zu bringen. Die Wärmedehnung des Werkstoffes wird in -diesem Falle durch den darunterliegenden kalt bleibenden Werkstoff verhindert oder zum mindesten so stark ver ringert, dass sie sich auf das anzuheftende Plättchen nicht schädlich auswirken kann.
Gemäss der Erfindung wird nun vorge schlagen, die 'an sich bekannte Impulsschwei ssung zur Verbindung der verschiedenartigen Werkstoffe, wie insbesondere von Hartmetall oder Schnellstahl, mit einem Stahlträger an zuwenden. Hierdurch werden die durch die Wärmedehnungen eintretenden Schwierigkei ten weitgehend vermindert.
Durch die erfin dungsgemässe Anwendung der Impülsschwei- ssung wird also von der bisher üblichen Naht schweissung abgegangen und somit die Befesti gung von Hartmetallplättchen in einfacher und vor allem fast spannungsfreier Weise er möglicht.
Die erfindungsgemässe Anwendung der Impulsschweissung bringt weiter den Vor teil mit, dass die Befestigung von Hartmetall oder Schnellstahlplättchen auf einem Stahl- träger in kürzester Zeit und: ohne langwierige anschliessende Wärmebehandlung durchzufüh- ren ist.
Die auf die Verbindungsstelle beschränkte Erhitzung durch Impulsschweissung kann er zielt werden, indem durch die aufeinander gelegten, zu verbindenden Stücke ein oder mehrere elektrische Stromstösse geschickt wer den. Es ist ohne weiteres möglich, diese Strom stösse entweder einmalig oder wiederholt so gross zu wählen, da.ss die Berührungsstellen rasch auf so hohe Temperaturen gebracht wer den, dass die Verbindung zustande kommt.
Die Temperaturerhöhung, die .auf die Verbin- dungsstelle beschränkt bleibt, ist eine Folge des schlechten elektrischen Kontaktes der lediglich aufeinandergelegten zu verbindenden Teile. Allerdings muss dafür gesorgt werden, dass der Kontakt der Stromzuführung zum Plättehen und zum Trägerkörper einen ge ringeren Übergangswiderstand) besitzt als die aufeinandergelegten Teile.
Dass rasche Erreichen der Temperatur, bei der die Verbindung zustande kommt, das heisst also: der Schweiss- bzw. Löttemperatur; wird unterstützt durch künstliche Verschlechterung des elektrischen Übergangswiderstandes an der Verbindungsstelle. Zu diesem Zweck können die Verbindungsflächen aufgerauht werden, wobei dieses Aufrauhen u. a. auch darin be stehen kann, dass die Flächen mit Rippen, Nocken oder dergleichen versehen werden.
Im letztgenannten Fall kann es zwischen den zu verbindenden Flächen zu einer punktförmi- gen Kontaktgabe kommen. Auch durch Ein bringen eines Lotes zwischen die Flächen kann der Übergangswiderstand vergrössert werden. Am zweckmässigsten ist es, ein Pulver gleichen oder niedrigeren Schmelzpunktes einzustreuen.
Das Pulver kann dabei auch zu Platten ge presst werden, oder es kann ein solches zwi schenzulegendes Formplättchen aus dem Pul ver, zweck mässigerweisse porös, gesintert wer den. Die Massnahmen des Aufrauhens einer seits Lind das Zwischenlegen eines Lotes ander seits können auch gemeinsam angewendet wer den, wobei vorteilhafterweise in diesem Falle mit einem verhältnismässig niedrigschmelzen- dien Zwischenstoff gearbeitet wird.
Das niedrig schmelzende Lot füllt hierbei die Zwischen räume aus, die zwischen den aufgerauhten Flächen entstehen. Das Lot kann auch in Form eines Drahtgitters, welches aus dem Lot metall hergestellt ist, eingebracht werden.
Gleichgültig, ob mit oder ohne Aufrauhen bzw. mit oder ohne Zwischenfugen. eines Löt- oder Schweissmittels gearbeitet wird, lässt sich auf diese Weise eine fast spannungsfreie und feste Verbindung erzielen, weil die erforder liche Temperaturerhöhung vollkommen auf die Verbindungsstelle beschränkt bleibt.
Insbeson dere der Stahlschaft oder sonstige Stahlkörper bleibt praktisch vollkommen kalt, und nimmt daher die durch die Erhitzung der Verbin dungsfläche entstehenden Spannungen in sich auf. Gelegentlich kann. es vorteilhaft sein, ins besondere empfindliche Harmetallplättchen in einem gewissen Umfang vorzuwärmen, ehe die Verbindung hergestellt wird.
Es kann von Vorteil sein, die Verbindung unter einem Schutzgas herzustellen, wobei eine Wasserstoffatmosphäre besonders zweckmässig ist. Im allgemeinen wird wegen der äusserst kurzen Erhitzungszeit diese Schutzmassnahme indes nicht erforderlich sein.
Die Stromstösse können auf beliebige Weise erzeugt werden, beispielsweise durch gitterge steuerte Transformatoren, durch Stosstrans formatoren oder durch Kondensatorentladun gen, wie dies an sich aus der Elektrotechnik bekannt ist.