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Explosionsschweißen | ||
| Hauptgruppe | Pressschweißen | |
| Prozessnummer (ISO 4063) | 441 | |
| Schweißschutz | nicht nötig | |
| Zu schweißende Materialien | sehr vielfältig | |
Explosionsschweißen, ebenfalls Stoßwellenschweißen erwähnt ist eine Verbindungstechnik, die die Fusionsprinzip um zwei Materialien miteinander zu verbinden. Es ist ein äußerst gewalttätiger Prozess, der nur von spezialisierten Unternehmen durchgeführt werden kann.
Eigenschaften
Diese Schweißtechnik gehört zur Kategorie 'Pressschweißen'. Schmelzwärme spielt bei diesem Prozess keine wesentliche Rolle. Das Explosionsschweißen zeichnet sich dadurch aus, dass eine sehr kleine Schicht (0,1 mm) durch einen enormen Druck sehr kurz aufschmilzt. Diese Schicht verbindet die beiden Materialien in einer sogenannten Übergangsschicht miteinander. Die Technik wird hauptsächlich verwendet, um zwei Platten aus unterschiedlichen Materialien wie Stahl und Aluminium zu formen. zusammenschweißen. Beim Explosionsschweißen ist die Schweißnaht nur so stark wie das schwächste der verwendeten Teile.
Prozess
Das zu verbindende Plattenteil (1) wird in einem Winkel von 2° bis 30° zu einem anderen Plattenteil (3) gestellt. Auf das Plattenteil (1) ist ein gleichmäßig verteilter Sprengstoff (5) aufgebracht. Bei der Explosion (4) drückt die Stoßwelle das Plattenteil mit einer Geschwindigkeit von mehr als 100 m/s gegen das andere Plattenteil (3). Die dabei freigesetzte kinetische Energie wird lokal in Wärme umgewandelt. Dadurch entsteht ein lokaler Plasmastrahl (6). Dieser Plasmastrahl bläst die Oberfläche sauber. Dadurch werden vorhandene Oxide weggeblasen. Der Plasmastrahl macht auch eine dünne Schicht beider Oberflächen aus Kunststoff. Die auf beide Plattenteile ausgeübte Kraft sorgt auch dafür, dass die Atome zusammengepresst werden. Dadurch entsteht eine Atombindung.
Es gibt mehrere Theorien über den genauen Bindungsmechanismus. Es wird angenommen, dass sich die Materialien aufgrund der hohen Geschwindigkeit des Klebeprozesses für sehr kurze Zeit in der Schmelzphase befinden. Dadurch können Materialien mit unterschiedlichen Schmelzpunkten miteinander verbunden werden. Eine andere Theorie besagt, dass beide Oberflächen so verschmolzen (plastisch komprimiert) sind, dass die intermolekularen Kräfte halten die Bindung aufrecht.
Anwendungen
Industrielle Anwendungen sind:
- Titan auf Kupfer
- Aluminium auf Stahl - Im Schiffbau (aber auch in anderen Industrien) werden spezielle Bimetallstreifen verwendet, um Teile zu verbinden, die nicht direkt miteinander verschweißt werden können. Diese explosionsgeschweißten Bänder bestehen auf einer Seite aus Aluminium und auf der anderen Seite aus Stahl. So können Aluminium-Deckhäuser mit Stahlrümpfen verschweißt werden. Ein bekannter Hersteller in dieser Hinsicht ist Triclad.
Geschichte
Während der Erster Weltkrieg Es wurde festgestellt, dass Schrottstücke aus einer Pistole an die Schilde geschweißt waren. Später wurde dieses Phänomen in einem Labor simuliert. Erst nach dem Zweiter Weltkrieg Explosionsschweißen wurde in größerem Maßstab kommerziell verwendet.