DD156561A1 - Verbindungsverfahren fuer teller und achse einer roentgenroehrendrehanode - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Roentgenroehrendrehanoden, die aus den hochschmelzenden Metallen Wolfram, Rhenium und/oder Molybdaen sowie Graphit ggf. als Verbundkoerper bestehen. Gegenueber bekannten Schweissverbindungen soll aufgabengemaess die Bildung unkontrolliert niedrigschmelzender Eutektika vermieden werden. Erfindungsgemaess geschieht dies durch eine Diffusionsschweissung bei 0,9 T tief s der Komponente mit dem niedrigsten Schmelzpunkt, wobei der erforderliche Anpressdruck an der Schweissstelle durch die hoehere Waermedehnung der Achse gegenueber dem Teller erzeugt wird.

Description

-Ί-

227802 1

Roswitha Domaiiowski P 793

Günter Polten IPK: H 01 Jj 35/10

16.02.1981

Titel der Erfindung

Verbindungsverfahren für Teller und Achse einer Röntge nröhrendrehanode

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Röntge nröhrendrehanoden, die aus den hochschmelzenden Metallen Wolfram, Rhenium und/ oder Molybdän sowie Graphit ggf. als Verbundkörper bestehen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Naheliegend ist eine Schraubverbindung von Teller und Achse dieser Röntgenröhrendrehanoden mittels einer Mutter (DE 1»789.048). Diese Schraubverbindung hat den Nachteil, sehr aufwendig zu sein. Die zur Befestigung erforderliche Mutter auf der Tellerplanfläche wirkt sich hochspannungstechnisch sehr ungünstig aus, die Gewindeteile sind bruchempfindlich· Bei den vorkommenden hohen Temperaturen und Temperaturwechseln im Betrieb lockert sich die ursprünglich

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feste Verbindung schnell·

Weit verbreitet sind-auch Schrumpfverbindungen zwischen Teller und Achse (bspw_e DE 2#613·060), Die Befestigung eines Achsenteiles durch Schrumpfverbindung am Achsstummel ist sehr unsicher, da durch die bei Betrieb der Röhre auftretenden Temperaturen die Möglichkeit besteht, daß sich die Verbindung löste Insbesondere für den Fall, daß der Teller und damit der Achsstumme1 aus Graphit besteht, ist durch den ca» doppelt so größen Wärmeausdehnungskoeffizienten des Achsrohres gegenüber Graphit eine feste Verbindung im Betriebszustand nicht gewährleistet.

Einlöten oder Einschweißen rohrförmiger Achsen in eine zentrische Bohrung des Tellers (in DE 2_e425.082 wird eine Verbindung zwischen Teller und Achse durch Löten und/ oder Schweißen mit Zusatzwerkstoff Zr oder V an einzelnen, von einander beabstandeten Punkten beschrieben) gewährleistet an sich starre Verbindungen« Jedoch bilden die für die Lot- und Schweißverfahren üblichen Zusatzwerkstoffe mit den Tellermaterialien niedrigschmelzende Eutektika, so daß diese Lot- und Schweißverbindungen den im Betrieb der Röhre auftretenden Temperaturen nicht standhalten»

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines einfachen Verbindungsverfahrens für Teller und Achse von Röntgenröhrendrehanoden, das die geschilderten Mangel des Standes der Technik vermeideti

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein stoffschlüssiges Verbindungsverfahren für die o. g. Teile zu schaffen, das die Bildung unkontrolliert niedrigschmelzender Eutektika vermeidet,

~ 3 —

LL· I Q U L· I

- 3 - ρ 793

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Diffusionsschweißung bei 0,9 T der Komponente mit dem niedrigsten Schmelzpunkt bzw. des Eutektikums der beteiligten Metalle gelöst, wobei der erforderliche Anpreßdruck an der Schweißstelle durch die höhere Wärmedehnung der Achse gegenüber dem Teller erzeugt wird.

Es kann dabei zweckmäßig sein, wenn der Anpreßdruck bei Schweißtemperatur zusätzlich durch eine entsprechende Durchmesserdifferenz bei der Bearbeitung und Temperaturdifferenz beim Fügen erhöht wird*

Die Schweißverbindungen können durch die Anwendung geeigneter Zwischenschichten optimal gestaltet werden_e

Ausführungsbeispiele Beispiel 1:

Wolframtellei? mit Molybdänachse

Anodenteller und Achse werden in der üblichen Weise gefertigt, der Teller mit einer zentrischen Bohrung versehen. Bohrung und Achse werden so bearbeitet, daß ein negatives Spiel vorhanden ist; die Oberflächenbehandlung erfolgt durch Schleifen; die Rauhtiefen sollten daher etwa 8 pm nicht überschreiten.

Das vorbereitende Fügen der Achse im Teller für das Schweissen erfolgt durch Dehn-/Schrumpf verbindung. Das System'wird bei 23OO - 240O⁰C in Vakuum oder in Schutzgasatmosphäre verschweißt. Die Schweißdauer beträgt 1 - 2 h; die Abkühlung erfolgt ebenfalls im Vakuum oder unter Schutzgas·

Beispiel 2;

WRe - Graphit - Verbundteller mit Molybdän - Achse

Verbundanodenteller und Achse werden in der üblichen V/eise gefertigt, der Teller wird mit einer zentrischen Bohrung /ver~

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sehen,, Auf Grund der erheblich größeren Wärmedehnung der Molybdän-Achse gegenüber dem Graphitkörper ist es nicht erforderlich, die Tellerbohrung geringer zu dimensionieren als die Achse_β Die Vorbereitung der zu verschweißenden Oberflächen erfolgt wie im Ausführungsbei-, spiel 1 beschrieben. Die Achse wird in die Tellerbohrung eingepreßt und das System bei ca« 2000⁰G im Vakuum oder in Schutzgasatmosphäre (jedoch kein Wasserstoff) verschweißto Die übrigen Schweißbedingungen entsprechen den im Ausf ührungsbei spiel 1 angegebenen«,

Bs ist zweckmäßig, zwischen Achse und Graphitkörper diffusionshemmende Zwischenschichten, bspw_e Rhenium oder Tantalkarbid zu bringen, um eine weitergehende Carburierung des Achsenmaterials während des Herstellungsprozesses und iia Betrieb der Röhre und damit eine Zerstörung der Verbindung zu verhindern*

Bei Verwendung von Wolfram anstelle Molybdän als Achsenwerkstoff muß bei Einhaltung aller angeführten Schweißbedingungen mit Zwischenschichten aus Molybdän-Folie gearbeitet werden©

Claims (2)

22 7 - 5 - P 793 Erfindungsanspruch

1. VerMndungsverfahren für Teller und Achse einer Röntgenröhrendrehanode durch Fügen der Achse in die zentrische Bohrung des Tellers und Verschweißen, gekennzeichnet durch eine Diffusionsschweißung bei 0,9 T₀ der Komponente mit dem niedrigsten Schmelzpunkt bzw. des Eutektikums der beteiligten Metalle , wobei der erforderliche Anpreßpunkt an der Schweißstelle durch die höhere Wärmedehnung der Achse gegenüber dem Teller erzeugt wird*

2· Verbindungsverfahren nach Punkt 1., gekennzeichnet dadurch, daß der Anpreßpunkt bei Schweißtemperatur zusätzlich durch eine entsprechende Durchmesserdifferenz bei der Bearbeitung und Temperaturdifferenz beim Fügen erhöht wird.