Verfahren zum Aufschweissen von Folien aus Aluminium oder Aluminiumlegierung auf Metallbleche, deren Schmelzpunkt über dem- des Aluminiums liegt. Eisenbleche zu veraluminieren, beziehungs weise Eisenbleehe mit dünnen Aluminium überzügen zu versehen, war bisher nicht möglich. Man behalf sich zur Darstellung derartiger Bleche damit, dass man auf Eisen- platinen Aluminiumbleche aufschweisste und diese dann mit Aluminium überzogenen Pla- tinen im kalten Zustande zu Blechen aus walzte. Die Ausführung dieses Verfahrens war insofern schwierig, als beim Auswalzen die Eisenplatinen hart wurden und durch ent sprechende Zwischenglühungen wieder weich gemacht werden mussten.
Um Eisen wieder weich zu glühen, muss dasselbe auf zirka 800 C erhitzt werden. Diese Erhitzung ver trägt das mit Aluminium überzogene Eisen natürlich nicht, da Aluminium zwischen zirka 600 bis 700 C schmilzt. Das Ausglühen ge schah hier nun derart, dass die Glühtempera- tur um zirka 50 C unter diese letzteren Tem peraturen herabgesetzt und die Glühdauer entsprechend verlängert wurde.
Die genaue Einhaltung dieser Glühtemperaturen, die na- türlich möglichst hoch, also nahe an den Schmelzpunkt des Aluminiums, getrieben werden müssen, ist technisch schwierig zu bewerkstelligen, wozu weiter kommt, dass durch das Glühen sowohl, wie durch das kalte Auswalzen der Bleche der verschweisste Ver- band des Aluminiums mit dem Eisen sich lockert, so dass mnit diesem Verfahren in Praxis des vielen Ausschusses halber nur un wirtschaftlich zu arbeiten war.
Die fortschreitende Technik hat. es nun ermöglicht, Aluminium in verhältnis- mässi- einfacher Weise zu dünnen, dichten Blättchen, sogenannten Folien, in Stärke von zirka (>.005 bis<B>0,100</B> nim auszuwalzen. Diese Folien lassen nun ein direktes Belegen der damit zu überziehenden Eisenbleche zu, so dass das vorgenannte Plattierv erfahren inWeg- fall kommen kann.
Beim Aufschweissen der Aluminium folien auf das dünne Eisenblech sind die Verhältnisse nun anders als wie beim Auf schweissen vorgenannten Aluminiumbleches
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auf <SEP> @lii, <SEP> Eisei_platine. <SEP> Hier <SEP> geschah <SEP> das <SEP> Auf #ch@@-@-il@en <SEP> da@liir@@h, <SEP> da.ss <SEP> bei <SEP> einer <SEP> Erhitzung
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<tb> #tarlceni <SEP> @@"a1z@ <SEP> udruclL <SEP> zusammengepresst <SEP> wur den. <SEP> wo@liei <SEP> ili@= <SEP> Platine <SEP> und <SEP> das <SEP> Aluminium
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<tb> ili@ <SEP> Tüte <SEP> der <SEP> ,-z.-liweissung. <SEP> Je <SEP> stärker <SEP> nämlich
<tb> die <SEP> tre < hun@@ <SEP> hei <SEP> genannter <SEP> Temperatur <SEP> war,
<tb> desi" <SEP> inniger <SEP> war <SEP> die <SEP> Verschweissung <SEP> beider
<tb> Melalle.
<tb> Bei <SEP> den <SEP> liier <SEP> in <SEP> Frage <SEP> stehenden <SEP> dünnen
<tb> Eisenblechen <SEP> und <SEP> Folien <SEP> war <SEP> es <SEP> nun <SEP> tech nis@Ii <SEP> nicht <SEP> möglich, <SEP> derartige <SEP> grössere <SEP> Strek kun--en <SEP> mittelst <SEP> der <SEP> gewöhnlichen <SEP> Walz werke <SEP> zu <SEP> erreichen.
<SEP> Die <SEP> Folien <SEP> hielten <SEP> daher
<tb> auf <SEP> der <SEP> Eisenunterlage <SEP> nicht <SEP> stand <SEP> und <SEP> blät terten <SEP> bei <SEP> der <SEP> Verarbeitung <SEP> derartiger <SEP> Ble che <SEP> ab.
<tb> Es <SEP> ist <SEP> nun <SEP> von <SEP> der <SEP> Erfinderin <SEP> beobachtet
<tb> worden, <SEP> dass <SEP> eine <SEP> feste <SEP> Verschweissung <SEP> des
<tb> I@i@ < ns <SEP> mit <SEP> dem <SEP> Aluminium <SEP> nur <SEP> eintritt,
<tb> wenn <SEP> die <SEP> sielt <SEP> berührenden <SEP> Schweissflächen
<tb> eine <SEP> feinkörnige, <SEP> gleichmässige <SEP> Rauhung <SEP> zei <U>('</U>en.
<SEP> Diese <SEP> Rauliung <SEP> erklärt <SEP> sich <SEP> daher, <SEP> dass
<tb> beide <SEP> Metalle <SEP> bei <SEP> dein <SEP> vorgenannten <SEP> Strek ken <SEP> beim <SEP> Schweissverfahren <SEP> sich <SEP> gegenseitig
<tb> rauh <SEP> reiben <SEP> und <SEP> hierdurch <SEP> eine <SEP> Verfilzen der"elben <SEP> bedingt <SEP> wird.
<tb> Um <SEP> nun <SEP> diese <SEP> Ersebeinung <SEP> auch <SEP> bei <SEP> Alu niiiliunifoliei) <SEP> und <SEP> dünnen <SEP> Eisenblechen <SEP> zli
<tb> eira@iclien, <SEP> trifft <SEP> die <SEP> Erfinderin <SEP> die <SEP> Auswahl
<tb> der <SEP> liier <SEP> zii <SEP> verwendenden <SEP> Mittel <SEP> auf <SEP> Grund
<tb> d:
@- <SEP> besondervii <SEP> technologischen <SEP> Verhaltens
<tb> de= <SEP> Aluminiums <SEP> beim <SEP> Schweissen. <SEP> Dieses
<tb> näitili@-li <SEP> von <SEP> dem <SEP> im <SEP> allgemeinen <SEP> bei
<tb> der <SEP> Suliweissung <SEP> anderer <SEP> Metalle <SEP> beobachteten
<tb> ab, <SEP> als <SEP> sieh <SEP> das <SEP> Aluminium
<tb> und <SEP> das <SEP> Eii#r=ii <SEP> an <SEP> den <SEP> Sehweissfläehen <SEP> niebt
<tb> li@r <SEP> duri-h-lringen <SEP> oder <SEP> legieren, <SEP> sondern
<tb> <B>(</B>l,d:
@ <SEP> nur <SEP> eint- <SEP> (-il#entüinliclie, <SEP> feine <SEP> Ineinander raiibun- <SEP> der <SEP> (_)berfläehen.- <SEP> beider <SEP> Metalle
<tb> c <SEP> l@ <SEP> .f@n <SEP> und <SEP> Aluminium) <SEP> stattfindet. <SEP> Der
<tb> C@riuid <SEP> für <SEP> abweichende <SEP> Verhalten <SEP> er .icli <SEP> liier <SEP> mrs <SEP> denn <SEP> Unterschied <SEP> der <SEP> Er beider <SEP> Metalle <SEP> beim <SEP> Schweissen, indem bei der hier in Frage kommenden Er- bsitzung auf zirka 500 bis 600 C das Eisen viel zu hart bleibt, um eine Durchdringung mit dem hierbei schon sehr weichen Alu minium zuzulassen.
Weitere Beobachtungen der Erfinderin ergaben, dass eine Verfilzeng, beziehungs weise ein festes Zusammenbalten der beiden Metalle nur dann erreicht werden konnte, wenn beide aufeinander ruhenden Metall flächen eine gewisse, gleichmässige, fein körnige Rauhung aufwiesen. Diese Raubeng wird nun selbsttätig bei dem vorgenannten Platinenschweissverfahren dadurch erreicht, dass bei der Schweisseng durch den starken, beide Metalle streckenden Walzendruck die selben siele gegeneinander reiben und somit muhen.
Man verfuhr bei dein genannten Platinenschweissverfahren hier bisher eben empirisch, als man diese heisse Walzeng der Eisenplatine mit dem Aluminium so lange fortsetzte, bis das Aluminum auf dem Eisen festhaftete, also bis die genügend feine Rau- hung hierzu erreicht worden war.
Die Beobachtung der Erfinderin, dass nur genannte feine Ineinanderrauhung beider Metalle einen festen Verband ergibt, wobei diese feine Raubeng zum Beispiel durch fortgeetzies Walzen dieser Metalle gegen einander in an sich bekannter Weise erziel bar ist, bildete für sie die Grundlage für die vorliegende Erfindung. Sie stellte weiter fest, dass diese hier notvendige feine Rauhnng auch dadurch herzustellen ist, dass man die Bleche unter sieh, wie auch die Folien unter sich im blanken Zustande hallt gebeneinander walzt, da bekanntlich bei der artiger Walzeng die bezüglichen Flächen stets rauh werden.
Somit lag der Gedanke für die Erfinderin nicht fern, derartig gerauhte Bleche und Aluminiumfolien für das Schweissverfahren von vorneherein anzuwenden, um mit einem niederen Walzendruck eine Verfilzung und somit einen festen Verband beider 112etalle zu erzielen.
Da hier, wie schon erwiilnii, eine grössere Streckung der dünnen Eiseii- bleehe nicht erfolgt, dagegen das liierliei sehr weiche Aluminium immerhin eine weit grössere Streckung als das Eisenblech erfährt, so tritt hier, wenn die Schweissflächen in der vorgenannten Weise geraubt worden sind, eine feste Verbindung beider Metalle ein: Die hierbei stattfindende ganz geringe Strek- kung der Eisenbleche hat keinen Einfluss auf die Qualität des Eisens, so dass die Bleche ihre ursprüngliche Weichheit und Dehnbar keit behalten und somit flicht mehr weich geglüht zu werden braueben.
Bei Verwendung eines Walzwerkes zur Ausführung dieses Schweissverfahrens wird der Walzendruck zweckmässigerweise derartig eingestellt, dass die Eisenbleche eine gerade beginnende Streckung zeigen, in welchem Falle dann die für die Verfilzung der Berührungsflächen nütige Streckung der Aluminiumfolien von selbst erreicht wird.
Da bei den Verfahren meist sehr dünne Aluminiumfolien verwendet werden, muss in diesem Fall ihre Streckung bis nahe der Zer reissgrenze getrieben werden; jedoch lässt sich bei Verwendung eines Walzwerkes durch entsprechende Anstellung des Walzendruckes dieser finit Sicherheit so regeln, dass die Zer reissgrenze der Aluminiumfolien nicht über schritten wird. Werden dickere Folien ver wendet, so tritt die Verfilzung bei entspre chend geringeren Streckungen der Folien ein.
Natürlich ist das Mass der Streckung für jede Dicke der Aluminiumfolien durch Vorver suche festzustellen; ebenso selbstverständlich ist es, dass Aluminiumfolien nicht verwendet werden dürfen, deren Widerstandsfähigkeit gegen Zerreissen nicht hinreicht, uni die er- fotderliehe Verfilzung zu erreichen, ein Fall, der allerdings praktisch kaum in Frage kommt.
Nach dem Aufschweissen ist nun nicht das Eisenblech, sondern die Aluminiumfolie naturgemäss etwas hart geworden, so dass ein Ausglühen der Bleche für ein Weichmacken der Folie auch hier nicht zu umgehen ist. Dieses Glühen zum Weichmacken der Folien ist jedoch nicht mit jenem des genannten Platinenschweissverfahrens zu vergleichen, da beim Glühen zum Weichmacken der Folien nur eine Temperatur bis zirka 500 C er forderlich ist und dieselbe nach oben natür lich einen viel weniger empfindlichen Spiel raum besitzt als die Temperaturen beim vor genannten Weichglühen der Eisenbleche finit Aluminiumüberzug, die unbedingt stets nahe unter der Schmelztemperatur des Aluminiums bleiben müssen.
lach der vorliegenden Erfindung werden somit die zu verschweissenden Fluchen von Blechen und Folien mit einer äusserst fein körnigen Raulung versehen und hierauf bei einen zum Beispiel durch Walzen erzeug ten Druck miteinander verschweisst, der eine für die Verfilzung der Berührungsflächen nötige Streckurg der Folien bewirkt. Die äüsserst feinkörnige Rauhung der zu ver schweissenden Flächen bezeichnet man in der Technik gewöhnlich mit dem Namen "Mat tierung" .Dieselbe kann, wie schon erwähnt, durch Gegeneinanderwalzen blanker Folien, bezw. blanker Bleche in kalten Zustande her gestellt werden.
Es ist an sieh bekannt, dass bei dem Auf sehweissen von dünnen Metallblättchen auf Blechtafeln letztere vollständig luftdicht mit den Blättchen eingehüllt werden müssen, um eine Oxydation der Blechtafeln in der Hitze zu versleiden. Diese Einhüllung ge- schalt bisher meistens von Hand vor dem Schweissprozess. Im Gegensatz hierzu kann nen bei dein vorliegenden Verfahren die Be legung der Bleche finit den Folien dadurch bewirkt werden, dass man die mit der mat tierten Fläche aufeinander-elegten Bleche und Folien vor der Schweissung kalt zusam menwalzt.
Die Ausführung des vorliegenden Ver- falirens gesehielt zum Beispiel folgender massen: Die Blecbe, z. B. Eisenbleche, mit fein geglätteten Oberflächen werden in grö sserer Stückzahl übereinandergelegt, zu Pa keten vereinigt und in diesem Zustand durch Hindurchführen durch ein Walzwerk bei ge ringer Streelzun- des Werkstoffes unter ent- sprecliendenl Druck gegeneinander raub ge-
u-alzt. Die Folientafeln oder I[Zolienstreifen.- zum Beispiel aus reinem Alumiiiiuin, werden in gleicher Weise, aber nur paarweise, über- einainderbelegt und raub gewalzt, da die äusslere Seite für das weitere Arbeitsverfahren nicht mattiert zu sein braucht.
Nachdem beide Metalle dann wieder weichgeglüht sind, wer den die Eisenbleche an ihren beiden Seiten- flfchen mit den Aluminiumfolien luftdicht belergt, wobei die mattierten Seiten der Alu minumfolien nach innen gegen die mattierten Blechseiten zu liegen kommen müssen. Hierauf erfolgt die Zusammenschweissung durch Hin durchführen der in bekannter Weise auf zirka 500 bis 600 C erhitzten, mit Alumi niumfolien belegten Eisenbleche durch ein Heilwalzwerk unter einem derart geregelten Druck, dass dabei die für die Verfilzung der Berührungsflächen nötige Streckung der Fo lien ohne wesentliche Streckung der Eisen bleche erfolgt.
Vorzugsweise wird dies Druckhausübung dadurch erreicht, dass die Walzen vorher auf eine gerade beginnende Streckung der Eisenblechtafel eingestellt werden, in welchem Falle dann die Folien-
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stre-kung <SEP> die <SEP> liier <SEP> notwendige <SEP> wird. <SEP> Nach
<tb> erfol-#ter <SEP> \V <SEP> alzung <SEP> werden <SEP> dann <SEP> die <SEP> mit <SEP> Alu riinhim <SEP> überzo-enen <SEP> Bleche <SEP> zum <SEP> Weichglü lieii <SEP> cl@>r <SEP> aufbecliweissten <SEP> Aluminiumfolien <SEP> bei
<tb> ein@ir <SEP> Temperatur <SEP> von <SEP> zirka <SEP> <B>500'</B> <SEP> C <SEP> kurze <SEP> Zeit
<tb> ,eiüht. <SEP> Die <SEP> derart <SEP> behandelten <SEP> Eisenblech ta+'@@ln <SEP> besitzen <SEP> einen <SEP> gleichmässig <SEP> festha.ften deii. <SEP> fehlerlosen <SEP> Aluininiumül;
erzug <SEP> bei <SEP> hier bei <SEP> unvc-ränclert <SEP> gebliebener <SEP> Tafelform <SEP> und
<tb> auch <SEP> elif#nfalls <SEP> unverändert <SEP> gebliebener
<tb> Giii- <SEP> des <SEP> Eisens.
<tb> 1 <SEP> ia.<B>-#</B> <SEP> 3htttiE.i:-n <SEP> der <SEP> Eisenbleche <SEP> kann <SEP> natür lic@i@ <SEP> ;i <SEP> ii@-li <SEP> cliii.-li <SEP> andere <SEP> Mittel, <SEP> wie <SEP> Bearbei tui@_ <SEP> Bürsten <SEP> oder <SEP> mit <SEP> dein
<tb> Sai;@I@tiahl < @t-1:;@se <SEP> erzielt <SEP> werden.
<tb> v(i-(';iliien <SEP> ist <SEP> anwendbar <SEP> auch <SEP> auf
<tb> al <SEP> 1 <SEP> i <SEP> @ <SEP> <B>(11u</B> <SEP> aus <SEP> Aluminiumlegierung <SEP> be sb-lien,oferii <SEP> diese <SEP> die <SEP> hier <SEP> notwendigen
<tb> "leg <SEP> Aluminiums <SEP> noch <SEP> besitzen;
<tb> f@@rn@r <SEP> ertr@@@#lct <SEP> es <SEP> sich <SEP> ausser <SEP> auf <SEP> Eisen li@f,lir <SEP> :
@ucli <SEP> :iuf <SEP> 1Tetallbleehe <SEP> anderer <SEP> Art,
<tb> rleri#ii <SEP> Schmelzpunkte <SEP> über <SEP> dem
<tb> (1-s <SEP> Aluminiums <SEP> (zirka <SEP> 600 <SEP> bis
<tb> <B>700</B> <SEP> " <SEP> C) <SEP> 1i(,;(#11. Die Mattierung der Schweissflächen der Bleche und der Folien ist weiter insofern von Vorteil, als sie ermöglicht, die Bleche ohne Schwierigkeit mit den Folien luftdicht zu belegen. Die dünne Aluminiumfolie ist sehr leicht zerreissbar und ihre Handhabung höchst umständlich, so dass das "Einhüllen" der Bleche mit Folien, wie die früheren Verfah ren es erforderten, Schwierigkeiten bot.
Bis her wurde das Einhüllen derart ausgeführt, dass das Blech zwischen zwei Folien gelegt wurde, worauf die überstehenden Ränder der Folien doppelt zusammengelegt und umge- bördeltwurden, um ein luftdichtes Einhüllen der Eisenblechtafel zu erzielen. Die oben ge nannte geringe Haltbarkeit der Folie er- sehwerte diese Arbeit ungemein und hinderte somit eine Massenfabrikation.
Die mattierten Flächen ermöglichen nun schon bei einem geringen Druck ein Haften der dünnen Aluminiumfolie auf dem Blech, so dass ein luftdichter Belag nicht mehr durch Umlegen und Bördeln der F olienränder bewirkt zu werden braucht, vielmehr die auf das Blech gelegte Folie unmittelbar durch Aufwalzen unter ganz geringem Walzen druck luftdicht aufgepresst werden kann. Hierdurch wird auch Folienmaterial gespart, insofern die überstehenden zusammenzubör- delnden Folienräinder fortfallen.
Da weiter Aluminiumfolien in sogenann ten endlosen Bändern von entsprechender Breite angefertigt und aufgewickelt werden können, ist ihr Aufwalzen auf Blechtafeln. z. h. Eisenblechtafeln, unmittelbar durch ein entsprechendes Walzwerk unter Abwicklung der aufgewickelten Aluminiumfolienbänder möglich, ohne dass die Folie erst noch in die Hand genommen zu werden braucht.
Die mattierten Flächen bewirken, dass der Walzendruck nur sehr bering zu sein braucht, umn die Folie luftdicht auf das Blech aufzu pressen, mithin das Blech keine nennenswer ten Streckungen, die seine ursprüngliche Festigkeit und Dehnbarkeit beeinträchtigen. dadurch erfährt. Die Mattierung ermöglicht daber auch ein einfaches, ausschusslo.e-:. anuh in der Glühhitze haltbar ltiftdiclite@ Belegen der Bleche, somit eine Massenfabrikation in grösstem Umfange.