PROCESS FOR MAKING A WELDED JOINT AND A TRANSITION PIECE FOR CARRYING OUT THE PROCESS

Abstract: 1. A method of production of a welded connection between a lightmetal part (35) and a heavy-metal part (32) by the employment of an intermediate part (P, P1 , P2 , P3 ) having one component (A) of metal corresponding with the light metal, which by way of extrusion is connected metallically to a material component (B) corresponding with the heavy metal, the corresponding areas of the intermediate part (P, P1 , P2 , P3 ) being brought into contact with the parts (32, 35) which are to be connected, and welded.

Description: Gegenstand aus einem Leichtmetallteil und einem Schwermetallteil Die Erfindung betrifft einen Gegenstand aus einem Leichtmetallteil und einem damit verbundenen Schwermetallteil. Bei Vorrichtungen aus Leichtmetall einerseits und Schwermetallpartnern andererseits entstehen erhebliche Probleme dadurch, dass Schweissverbindungen zwischen diesen Teilen nicht oder nur unter grossen Aufwand hergestellt zu werden vermögen. Aus diesem Grunde ist man dazu übergegangen, beispielsweise Stahl träger und Aluminiumplatten dort miteinander zu verschrauben, wo sich eine Verbindung der beiden Werkteile nicht umgehen lässt. Vor allen Dingen hat sich dies als nachteilig beim Schiffsbau erwiesen, da sich Leichtmetallaufbauten nicht dicht mit dem Stahlgerüst des Schiffsrumpfes verbinden lassen; Schraubverbindungen können hier auch dann nicht die optimale Lösung darstellen, wenn besondere Dichtungselemente gegen eindringendes Seewasser zwischengeschaltet werden. Die geschilderten Nachteile konnten nur teilweise dadurch vermindert werden, dass man die unterschiedlichen Metalle durch Explosionsschweissen miteinander verband. Durch die DE-OS 2 207 448 ist ein Verfahren der eingangs erwähnten Art bekanntgeworden, mittels dessen eine Aluminiumplatte am Boden eines Gefässes aus rostfreiem Stahl dadurch festgelegt wird, dass eine Einlage aus einer Aluminiumfolie einer Stärke von 0,02 bis 0,1 mm zwischen die untere Aussenfläche des Gefässbodens aus rostfreiem Stahl und die Oberfläche der die Sohle bildenden Platte eingefügt und durch Diffusionsschweissen verbunden wird. Ein derartiges Verfahren ist nur auf Gegenstände geringer Grössenordnung anwendbar. Darüber hinaus bleibt es auf bestimmte Formen beschränkt. Angesichts dieser Gegebenheiten hat sich der Erfinder das Ziel gesetzt, eine Schweissverbindung von Leichtmetallteilen einerseits und Schwermetallteilen andererseits zu schaffen, welche es erlaubt, insbesondere Metallplatten auch unterschiedlicher Stärke miteinander fluchtend oder aneinanderstossend zu verbinden. Zur Lösung dieser Aufgabe führt, dass zwischen dem Leichtmetallteil und dem Schwermetallteil ein Profil aus einem Leichtmetallträgerkomponente und wenigstens einer damit auf dem Wege des Strangpressens metallisch verbundenen Auflage aus der anderen Werkstoffkomponente vorgesehen ist sowie die beiden Werkstoffkomponenten mit jeweils entsprechenden Werkstoffen des Gegenstandes schmelzverschweisst sind, wobei eine Oberfläche des Profiles neben der Auflage eine Auflagefläche für den Leichtmetallteil aufweist. Dabei ist das Verbundprofil bevorzugt rechteckigen Querschnittes mit in einem Querschnittseck angeordneten Profilband, dessen freie Oberfläche mit der benachbarten Anlagefläche für den Leichtmetallkörper fluchtet oder dazu im Abstand parallel verläuft, also schulterartig abgesetzt ist. Die letztgenannte Ausführungsform dient zur Verbindung von Blechen unterschiedlicher Dicke; beide beschriebenen Profile erlauben das Aneinanderfügen von Blechen od. dgl. derart, dass deren nach aussen gerichtete Oberflächen miteinander fluchten. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die beiden Bleche od. dgl. unterschiedlichen Werkstoffes mit ihren Komponenten durch Punktschweissen verbunden. Bei derartigen Vorrichtungen treten keine Scherwirkungen auf. Die Sicherheit bei der Koppelung beider Metalle ist unverhältnismässig hoch. Im Rahmen der Erfindung liegt auch ein Verbundprofil mit Winkelquerschnitt und an wenigstens einem Schenkel vorgesehenem Profilband als Schenkeloberfläche. Dank dieser Massgaben können die Bleche od. dgl. unterschiedlichen Werkstoffes -- in Abhängigkeit vom Winkel des Winkelquerschnittes -- rechtwinkelig oder geneigt zueinander festgelegt werden. Wird beispielsweise ein Schenkel beidseits mit Profilband versehen, können auch Aufbauten mit zwei in Abstand zueinander angebrachten Leichtmetallblechen hergestellt werden, wobei der Abstandhalter gleichzeitig Befestigungselement am Stahlboden ist. Verwandt mit diesen erfindungsgemässen Verbundprofilen mit Winkelquerschnitt sind D-förmige Verbundprofile, deren einer Balken das Profilband/die Profilbänder trägt. Als günstig hat es sich erwiesen, wenigstens einen Schenkel des Winkelquerschnittes zu krümmen und damit beispielsweise in sich gekrümmte Seitenbleche von Automobilen am Stahlboden festzulegen. Insgesamt wird durch die erfindungsgemässe Ausgestaltung der Verbundprofile auf sehr einfache Weise der eingangs erwähnte Gegenstand hergestellt. Soweit die Begriffe Leichtmetalle und Schwermetalle einander gegenübergestellt sind, werden unter Schwermetallen alle Metalle verstanden, welche nicht zur Gruppe der Leichtmetalle gehören. Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in: Fig. 1: die Draufsicht auf ein Werkzeug zum Strangpressen von Verbundprofil; Fig. 2: den Schnitt nach Linie II - lider Fig. 1; Fig. 3: einen vergrösserten Schnitt durch eine Vorrichtung mit einem Verbundprofil; Fig. 4: eine der Fig. 3 entsprechende Darstellung durch ein weiteres Ausführungsbeispiel; Fig. 5: den Querschnitt durch eine Vorrichtung mit Winkel profil; Fig. 6: einen Teilquerschnitt durch eine weitere Ausfshrungs- form. Ein zylindrisches Werkzeug R zum Pressen von Verbundprofilen weist an einem Matrizenhalter 1 einen in dessen Ringwulst 2 eingefügten Matrizeneinsatz 3 auf. Im Zentrum der in Fig. 1 hervorgehobenen Einlauffläche 4 des Matrizenhalters 1 ist eine -- im Ausführungsbeispiel grundrisslich rechteckige -- Einlaufkammer 5 zu erkennen, welche sich in Pressrichtung x bzw. entlang der Werkzeugachse M unter Bildung einer geneigten Gleitfläche 6 verjüngt. An letztere schliesst ein ebenfalls rechteckiger Einlaufrahmen 7 an. Die dem Matrizeneinsatz 3 benachbarte Stirnfläche 8 des Matrizenalters 1 erzeugt innerhalb jenes Ringwulstes 2 einen flachen Kegel mit in die Werkzeugachse 8: und den Einlaufrahren 7 fallender Konstruktionsspitze. Der Stirnfläche 8 des Matrizenhalters 1 liegt eine entsprechend eingeformte Kegelfläche 9 des Matrizeneisatzes 3 an, in dessen Zentrum ein den Einsatzrahmen 7 -- mit diesem gegenüber engerem formgebendem Querschnitt -- fortsetzender Matrizendurchbruch 10 der höhe h angeordnet ist. Dieser geht in einen sich zur Werkzeugkopfseite 11 trichter ähnlich erweiternden Auslaufkanal 12 über. In die Kegelfläche 9 des Matrizeneinsatzes 3 sind (wie insbesondere in Bereich des Ausschnittsfeldes F in Fig. 1 erkennbar) auf einem gemeinsan.en Werkzeugdurchmesser D der beispielsweisen Länge von 300 mm zwei flache Nuten 13 der Breite (beispielsweise 20 mm.) eingeformt, die zusammen mit der sie überspannenden Stirnfläche 8 des jatrizenhalters 1 Führungskanäle 14 für während des Pressvorganges dem Ma trizenÅaurchbruch 10 radial zuzuführende Profilbänder B ergeben. An den vibergängen zwischen den Kanälen 14 und dem Matrizendurchbruch 10 sind in Ausnehmungen 15 Räder 16 angebracht, deren Umfangswandung 17 jene Profilbänder B während ihres Transportes durch das Werkzeug R im Bereiche eines Um schlingungswinkels w (Fig. 2) aufliegen. Die Breite des Profilbandes B ist grösser als deren achsparallele Länge, so dass das Profilband B die Stirnfläche 18 des Rades 16 beidseits überragt und im Bereich des atrizendurchbruches 10 die Ausnehmung 15 für das Rad 16 überdeckt. Bei dem im lçlatrizendurchbruch 10 des Werkzeuges R entstehenden Verbundprofil P liegen eine Leichtmetall-Matrix A das Profilband B aus unplattiertem Bandstahl aneinander und haften durch metallischen Verbund. ríit dem Werkzeug R werden sogenannte Schweisskupplungsprofile P besonders günstig hergestellt. So zeigt Fig. 3 ein Verbundprofil P rechteckigen Querschnitts, dessen Bandkomponente 3 in einem Querschnittseck untergebracht und an die mit Hilfe einer Schweisszange 31 ein Stahlblech 32 bei 33 durch Punktschweissen angeschlossen ist. Das an die x) Aluminiumkomponente A bei 34 angeschweisste Aluminiumblech 35 fluchtet mit dem Stahlblech 32. Ist das Aluminiumblech 35 dicker als das Stahlblech 32, wird ein Verbundprofil Pl verwendet, dessen Bandkomponente 3 die benachbarte Oberfläche 36 der Aluminiumkomponente A um den Differenzbetrag der Blechdicken überragt. Das Winkelprofil P2 mit an einem Schenkel 37 vorgesehenem Stahlband B dient zum Verbinden zueinander winkelig stehender Bleche 32, 35. Das querschnittlich gekrümmte Verbundprofil P3 verbindet einen Stahlboden 32 eines nicht weiter dargestellten Fahrzeuges mit einer gebogenen Seitenwand 35r aus Aluminiumblech. x)Anlageflache 38 der...

Claims: PATENTANSPRÜCHE 1. Gegenstand aus einem Leichtmetallteil und einem damit verbundenen Schwermetallteil, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Leichtmetallteil (35) und dem Schwer metallteil (32) ein Profil (8) aus einer Leichtmetall trägerkomponente (A) und wenigstens einer damit auf dem Wege des Strangpressens metallisch verbundenen Auflage (B) aus der anderen Werkstoffkomponente vor gesehen ist sowie die beiden Werkstoffkomponenten mit jeweils entsprechenden Werkstoffen des Gegenstandes schmelzverschweisst sind, wobei eine Oberfläche des Profiles neben der Auflage eine Auflagefläche für den Leichtmetallteil aufweist. 2. Gegenstand nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Profil (B,B1) rechteckigen Querschnittes mit in ei nen Querschnittseck angeordnetem Profilband (B) als Auflage, dessen freie Oberfläche der benachbarten Oberfläche (38) der Leichtmetallkomponente (A) fluch tet oder dazu in Abstand parallel verläuft. 3. Gegenstand aus einem Leichtmetallprofil und einem damit verbundenen Schwermetallteil, dadurch gekenn zeichnet, dass zwischen dem Leichtmetallteil (35) und dem Schwermetallteil (32) ein Profil (P) aus einer Leichtmetallträgerkomponente (A) und wenig stens einer damit auf dem Wege des Strangpressens metallisch verbundenen Auflage (B) aus der anderen Werkstoffkomponente vorgesehen ist sowie die beiden Werkstoffkomponenten mit jeweils entsprechenden Werkstoffen des Gegenstandes schmelzverschweisst sind, wobei das Profil (B2,B3) einen Winkelquerschnitt aufweist und wenigstens einer der Schenkel (37) an einer Fläche mit der als Profilband (B) ausgebil deten Auflage versehen ist. 4. Gegenstand nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der eine Schenkel (37) des Winkelprofils an seiner Aussenfläche mit dem Profilband (B) versehen ist. 5. Gegenstand nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn zeichnet, dass wenigstens ein Schenkel des Winkelpro fils (B3) gekrümmt ist.

Inventors: AMES, ADOLF, HODEL, ULF, DIPL.-ING., WAGNER, ALFRED
Applicants: SCHWEIZERISCHE ALUMINIUM AG
Application year: 1981
Main classification: B23K11
IPC codes: B23K11