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Kaltpressschweißen ist ein Schweißverfahren wo Werkstücke ohne Temperaturerhöhung geschweißt werden. Dies geschieht durch Auftragen sehr hoher Druck. Im Gegensatz zum Schmelzschweißen gibt es keine Flüssigphase auf.

Wirkmechanismus

Wenn sich zwei Materialstücke berühren, kommen sich die Atome der gegenüberliegenden Objekte so nahe, dass sie sich anziehen und spontan zu einem zusammenhängenden verschmelzen Kristallgitter. Dies ist eine einzigartige Eigenschaft reiner Metalle. Dies funktioniert natürlich am besten, wenn beide Oberflächen eine sehr saubere und glatte Oberfläche haben, die vorzugsweise nicht von a Oxidhaut bereitgestellt wird, und in Vakuum.

Geschichte

Das Phänomen des Kaltpressschweißens wurde in den 1940er Jahren entdeckt. Es wurde festgestellt, dass zwei saubere glatte Oberflächen aus einem reinen Metall, die Vakuum wurden aneinander gepresst, blieben aneinander hängen.

Ein Nugget. Diese entstehen in der Natur durch Kaltpressschweißen kleinerer Goldpartikel, beispielsweise wenn sie sich in Flüssen berühren.

Im Gegensatz zum Kaltpressschweißen im Makromaßstab, das einen sehr hohen Druck erfordert, fanden Wissenschaftler heraus, dass sehr dünn Goldfäden (Durchmesser kleiner als 10nm) lassen sich durch einfachen mechanischen Kontakt innerhalb von Sekunden zusammenschweißen.^[1] Messungen mit a Transmissionselektronenmikroskop zeigten, dass nahezu perfekte Schweißnähte mit der gleichen Kristallorientierung, Festigkeit und elektrischen Leitfähigkeit wie bei den übrigen Nanodrähten entstanden waren, die später auch mit Nanodrähten aus Silber-, und mit Fäden aus Gold und Silber untereinander.

Tatsächlich findet der Prozess in der Natur statt, ohne entdeckt zu werden: Edelmetalle haben keine Oxidschicht, die die Verbindung behindert. Goldkörner in der Natur können daher unter Druck leicht zu größeren verschmelzen Gold Nuggets.

Anwendungen

• Dieses Schweißverfahren wird kaum noch verwendet. Eine noch gängige Anwendung ist die Verbindung von elektrischen Leitungen, zum Beispiel an Drahtwicklungen.
• Eine weitere Anwendung ist in der Pulvermetallurgie: Pulver haben eine sehr große Oberfläche und daher eine hohe Wahrscheinlichkeit einer gegenseitigen Verbindung, wenn sie komprimiert werden. Bei der Sintern dies wird angewendet, obwohl dort Wärme zugeführt wird.
• Es ist auch möglich, Kunststoffe zum Kaltschweißen: insbesondere PVC („Vinyl“) wird auf diese Weise miteinander verschweißt, obwohl dort Mittel („Schweißflüssigkeit“) hinzugefügt werden, um die Oberfläche dafür geeignet zu machen.

Unerwünschte Anwendungen

• Kaltschweißen tritt auch (unbeabsichtigt) dort auf, wo glatte und saubere Metalloberflächen über einen längeren Zeitraum unter hohem Druck zusammengeführt wurden, zum Beispiel an einer Schraube und einer Mutter von rostfreier Stahl die gewaltsam verdreht sind. Dies wird auch als 'Essen' erwähnt. Wird eine solche Mutter später gelöst, kann es vorkommen, dass ein Teil der Oberfläche abreißt. Um dies zu verhindern, können Gleitmittel verwendet werden.
• Ein weiterer Ort, an dem Kaltschweißen unbeabsichtigt und unerwünscht auftritt, ist die Herstellung von Nanopartikel.
• Es gibt auch Spekulationen, dass Kaltschweißen im Alien Platz kommt vor, zum Beispiel in Satelliten. Schließlich gibt es keine Atmosphäre auf Trennflächen vorhanden sind, werden sehr glatte Edelmetalle verwendet und es bildet sich nicht spontan eine Oxidschicht auf Nichtedelmetallen. Für unbeabsichtigt spontan gebildete Kaltschweißnähte im Weltraum wurden jedoch nie wirkliche Beweise erbracht.

Siehe auch

• Schweißen
• Fressen (Kaltschweißen)

Verweise