DE1565472B1 - At high temperatures, a gas-tight connection between a magnesium material and another pure or alloyed metal - Google Patents

At high temperatures, a gas-tight connection between a magnesium material and another pure or alloyed metal

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DE1565472B1 DE19651565472D DE1565472DA DE1565472B1 DE 1565472 B1 DE1565472 B1 DE 1565472B1 DE 19651565472 D DE19651565472 D DE 19651565472D DE 1565472D A DE1565472D A DE 1565472DA DE 1565472 B1 DE1565472 B1 DE 1565472B1
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Claims (4)

Die Erfindung betrifft eine bei hoher Temperatur ten, kegelstumpfförmigen Steckerabschnitt aufweist, gasdichte Verbindung zwischen einem hülsenförmi- die ineinandergesteckt sind, und daß die beiden gen Werkstück aus reinem oder legiertem Magnesium Werkstücke mit einem die Ringnut ausfüllenden Auf- und einem steckerartigen Werkstück aus einem reinen tragsmetall untereinander verschweißt sind,
oder legierten anderen Metall. 5 Vorteilhafte Ausführungsarten der Erfindung, die Solche Verbindungen sind zur Herstellung dichter einzeln oder in Verbindung miteinander angewandt Durchführungen von Thermoelementen durch die werden können, bestehen darin, daß das andere Mate-Hüllen von zur Verwendung in einem Atomkern- rial eine Zirkonlegierung, beispielsweise eine unter der reaktor bestimmten Atomkernbrennstoffelementen Handelsbezeichnung Zirkaloy bekannte Zirkonlegienotwendig. Das Herstellen von gas-, dampf- und io rung, Nickel, eine Nickellegierung, beispielsweise eine flüssigkeitsdichten, gegenüber hohem Druck bei hoher unter der Handelsbezeichnung Inconel bekannte Temperatur beständigen Verbindungen zwischen Nickellegierung, oder rostfreier Stahl ist; das Schweikreiszylindrischen Bauteilen und von ihnen durch- ßen im Lichtbogen unter Neutralgasatmosphäre, insdrungenen Kesselwandungen durch Einschweißen der besondere Argon, durchgeführt wird; das andere zum kreiszyHndrischen Bauteile im Lichtbogen unter einer 15 Auftragen bestimmte Material ein Magnesium-Man-Schutzgasabdeckung ist bereits allgemein bekannt gandraht oder ein Magnesium-Zirkoniumdraht ist.
(deutsche Patentschrift 1142 977). Auch ist es bereits Die Erfindung wird nun an Hand eines Ausfühbekannt, dünnwandige Rohrstutzen in dickwandige rungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung näher Behälter in der Weise einzuschweißen, daß das erläutert. In der Zeichnung ist die einzige Figur ein Schweißgut um den Rohrstutzen herum in eine im ao axialer Schnitt einer erfindungsgemäßen Verbindung, dickwandigen Behälter vorgesehene Ringnut mit Wie in der Figur gezeigt, soll ein Thermoelement 1 kegelförmigen Begrenzungsflächen eingefüllt wird durch einen Magnesiumkörper 2 dicht in das Innere (deutsche Patentschrift 690 630). Weiterhin sind aus eines geschlossenen Volumens geführt werden. Das der DIN-Norm 1912 eine Reihe von Schweißnähten Thermoelement 1 ist an einem Stück 3 angelötet, das bekannt, darunter auch eine Schweißnaht mit halb- 25 bei 12 durch Elektronenbeschuß auf einem Körper 4 rundem, breiterem Nahtgrund, die sogenannte J-Naht. aus rostfreiem Stahl, Zirkaloy, Inconel oder Nickel Alle diese Vorveröffentlichungen betreffen jedoch angeschweißt ist. Ein bei 6 am Stück 3 angelöteter offensichtlich nur das Schweißen von Stahl und Eisen Stopfen 5 ermöglicht die Vervollkommnung der Ab- oder anderen leicht miteinander zu verschweißenden dichtung zwischen dem Thermoelement 1 und dem Materialien. 30 Körper 4.The invention relates to a high temperature th, frustoconical connector section, gas-tight connection between a sleeve-shaped which are nested, and that the two work pieces made of pure or alloyed magnesium work pieces with a ring groove filling and a plug-like workpiece made of a pure support metal are welded to one another,
or alloyed other metal. 5 Advantageous embodiments of the invention, which can be used individually or in connection with one another for the production of more dense such connections, consist in that the other material sheaths of a zirconium alloy for use in an atomic core rial, for example one under the reactor-specific atomic nuclear fuel elements trade name zircaloy known zirconium alloy necessary. The production of gas, steam and ionization, nickel, a nickel alloy, for example a liquid-tight connections between nickel alloy, or stainless steel, which are resistant to high pressure at high temperature known under the trade name Inconel; the welded circle cylindrical components and through them penetrate in an arc under a neutral gas atmosphere, penetrated boiler walls by welding the special argon; the other material intended for circular-cylindrical components in the arc under a 15 application is a magnesium-man shielding gas cover, which is already well known, or is a magnesium-zirconium wire.
(German patent specification 1142 977). Also it is already The invention is now known by means of an embodiment, thin-walled pipe socket in thick-walled approximately example in conjunction with the drawing to weld closer container in such a way that this explains. In the drawing, the only figure is a weld metal around the pipe socket in an annular groove provided in the ao axial section of a connection according to the invention, thick-walled container.As shown in the figure, a thermocouple 1 is supposed to be filled with conical boundary surfaces through a magnesium body 2 tightly into the interior (German patent 690 630). Furthermore are to be guided from a closed volume. The DIN standard 1912 a number of welds thermocouple 1 is soldered to a piece 3, which is known, including a weld with a half-25 at 12 by electron bombardment on a body 4, round, wider seam base, the so-called J-seam. made of stainless steel, zircaloy, inconel or nickel. All these prior publications concern however welded on. A at 6 on the piece 3 soldered obviously only the welding of steel and iron plug 5 enables the completion of the seal or other easily welded seal between the thermocouple 1 and the materials. 30 body 4. Bekannt ist es auch noch, Bauteile jeweils aus Ma- Dieser Körper 4 weist einen präzisionsbearbeiteten gnesium im Schutzgaslichtbogen mit abschmelzender kegelstumpfförmigen Steckerteil 7 auf, dessen Win-Elektrode zu verschweißen (F. Erdmann-Jes- kel an der Kegelspitze beispielsweise 5° betragen nitzer, »Werkstoff und Schweißung«, Bd. 3, Aka- kann. Dementsprechend weist der Körper 2 einen demie-Verlag Berlin 1959, S. 1840 unten). 35 kegelstumpfförmigen Hülsenabschnitt 8 auf, der eben-Es ist auch schon versucht worden, eine bei hoher falls präzisionsbearbeitet ist und den gleichen Kegel-Temperatur gasdichte Verbindung zwischen einem Spitzenwinkel wie der kegelstumpfförmige Stecker-Werkstück aus Magnesium und einem solchen aus teil besitzt. Dieser kegelstumpfförmige Hülsenabrostfreiem Stahl dadurch herzustellen, daß die mit- schnitte mündet in eine schalenförmige Ringnut9, einander zu verbindenden Teile auf mechanischem 4° deren konkaver Boden 10 ebenfalls präzisionsbear-Wege, nämlich durch Drücken und Fließverformung beitet ist. Am Schnittpunkt zwischen dem kegeldes Magnesiums, verbunden wurden. Eine solche stumpfförmigen Hülsenabschnitt 8 und der Ringnut 9 Verbindung ist aber ebenso wie eine Lötverbindung ist ein ringförmiger Schnabel 13 ausgebildet, der vor von Magnesium und rostfreiem Stahl nur bis hoch- allem zur Erzielung einer guten Benetzung des kegelstens 250° C beständig und genügt auch nicht höhe- 45 stumpfförmigen Steckerteils 7 durch das Auftragsren Dichtungsanforderungen. metall 1 und das teilweise geschmolzene Metall der Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, dichte Ver- Oberfläche der Vertiefung 9 dient. Beispielsweise bindungen zwischen Bauteilen aus reinem oder legier- kann die Vertiefung 9 durch die Wand eines Kreistem Magnesium einerseits und Zirkonlegierungen, kegeis mit einem Spitzenwinkel von 45°, die an einen Nickel bzw. Nickellegierungen oder rostfreiem Stahl 5o konkaven Boden K) von 2 mm Krümmungsradius andererseits zu schaffen, die sehr hohen Abdichtungs- anschließt, gebildet sein.It is also known that components are made of machined material. This body 4 has a precision machined Magnesium in a protective gas arc with a melting frustoconical plug part 7, its win-electrode to be welded (F. Erdmann-Jeskel at the tip of the cone, for example, be 5 ° nitzer, "Material and Welding", Vol. 3, Aka- can. Accordingly, the body 2 has a demie-Verlag Berlin 1959, p. 1840 below). 35 frustoconical sleeve section 8, the flat-Es Attempts have also been made, one at high if precision machined and the same cone temperature gas-tight connection between a point angle such as the frustoconical connector workpiece made of magnesium and one such from part. This frustoconical sleeve rustproof To produce steel by making the cuts open into a bowl-shaped annular groove9, Parts to be connected to each other on a mechanical 4 ° whose concave bottom 10 is also precision-machined, namely is processed by pressing and flow deformation. At the intersection between the kegeldes Magnesium. Such a frustum-shaped sleeve section 8 and the annular groove 9 Connection is just like a soldered connection, an annular beak 13 is formed, the front From magnesium and stainless steel only up to the highest - especially to achieve good wetting of the cone 250 ° C and does not meet the 45 stump-shaped plug part 7 due to the application of sealing requirements. metal 1 and the partially molten metal of The object of the invention is therefore to provide a dense surface of the recess 9. For example Connections between components made of pure or alloyed can be made through the recess 9 through the wall of a circle Magnesium on the one hand and zirconium alloys, kegeis with an apex angle of 45 °, which on one Nickel or nickel alloys or stainless steel 5o concave bottom K) with a radius of curvature of 2 mm on the other hand, to create the very high sealing connection, be formed. anforderungen auch bei hohen Drücken und bei Tem- Wenn der kegelstumpfförmige Steckerabschnitt 7 peraturen bis über 600° C genügen. des Körpers 4 in den kegelstumpfförmigen Hülsen-Diese Aufgabe wird bei einer Verbindung zwischen abschnitt 8 des Körpers 2 vollkommen eingesetzt ist, einem hülsenförmigen Werkstück aus reinem oder 55 füllt man den Ringraum der Vertiefung 9 mit einem legiertem Magnesium und einem steckerartigen Werk- Auftragsmetall 1 aus, das von einem Magnesiumstück aus einem reinen oder legierten anderen Metall Mangan- oder Magnesium-Zirkonium-Draht her ererfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das hülsenför- halten werden kann und im Lichtbogen unter Neumige Werkstück einen präzisionsbearbeiteten kegel- tralgasatmosphäre, beispielsweise Argon, derart verstumpfförmigen Hülsenabschnitt aufweist, der von $0 schweißt wird, daß man es in aufeinanderfolgenden einer schalenförmigen Ringnut umgeben ist, wobei Lagen von Boden 10 der Vertiefung 9 her aufträgt,
die Schale aus einem nach oben erweiterten kegel- Eine solche erfindungsgemäße Verbindungsstelle förmigen Teil, dessen unteres Ende durch eine kon- ist gegenüber Helium bis zu einer Temperatur von kave Oberfläche von kleinem Krümmungsradius mit mindestens 600° C dicht,
dem kegelstumpfförmigen Hülsenabschnitt verbun- 65 v .. ,
den ist, besteht, daß das steckerartige Werkstück aus Fatentansprucne:
dem anderen Metall einen dem kegelstumpfförmigen 1. Bei hoher Temperatur gasdichte Verbindung Hülsenabschnitt entsprechenden präzisionsbearbeite- zwischen einem hülsenf örmigen Werkstück ausIf the frustoconical plug section 7 temperatures up to over 600 ° C are sufficient, even at high pressures and temperatures. of the body 4 in the frustoconical sleeves-This task is fully used in a connection between section 8 of the body 2, a sleeve-shaped workpiece made of pure or 55 you fill the annulus of the recess 9 with an alloyed magnesium and a plug-like work-order metal 1 from , which is solved according to the invention from a piece of magnesium made of a pure or alloyed other metal, manganese or magnesium-zirconium wire, in that the sleeve can be held and in the arc under a new workpiece a precision-machined cone-neutral gas atmosphere, for example argon, such a stump-shaped sleeve section has, which is welded from $ 0, that it is surrounded in successive a dish-shaped annular groove, with layers from the bottom 10 of the recess 9 applied,
The shell consists of an upwardly widened conical part, the lower end of which is in the form of a conical surface with a small radius of curvature of at least 600 ° C against helium up to a temperature of kave surface,
connected to the frustoconical sleeve section 65 v .. ,
den is, that the plug-like workpiece consists of Fatentansprucne:
the other metal has a precision machining corresponding to the frustoconical 1. At high temperature gas-tight connection sleeve section between a sleeve-shaped workpiece reinem oder legiertem Magnesium und einem steckerartigen Werkstück aus einem reinen oder legierten anderen Metall, dadurch gekennzeichnet, daß das hülsenförrnige Werkstück (2) einen präzisionsbearbeiteten, kegelstumpfförmigen Hülsenabschnitt (8) aufweist, der von einer schalenförmigen Ringnut (9) umgeben ist, wobei die Schale aus einem nach oben erweiterten kegelförmigen Teil, dessen unteres Ende (10) durch eine konkave Oberfläche von kleinem Krümmungsradius mit dem kegelstumpfförmigen Hülsenabschnitt (8) verbunden ist, besteht, daß das steckerartige Werkstück (4) aus dem anderen Metall einen dem kegelstumpfförmigen Hülsenabschnitt entsprechenden präzisionsbearbeiteten, kegelstumpfförmigen Steckerabschnitt (7) aufweist, die ineinandergesteckt sind, und daß die beiden Werkstücke mit einem die Ringnut (9) ausfüllenden Auftragsmetall (11) untereinander verschweißt sind.pure or alloyed magnesium and a plug-like workpiece made from a pure or alloyed other metal, characterized that the sleeve-shaped workpiece (2) is a precision-machined, frustoconical Has sleeve portion (8) which is surrounded by a cup-shaped annular groove (9), wherein the shell of an upwardly widened conical part, the lower end (10) through a concave surface of small radius of curvature with the frustoconical sleeve portion (8) is connected, there is that the plug-like workpiece (4) from the other metal a precision-machined corresponding to the frustoconical sleeve section, frustoconical plug portion (7) which are nested, and that the two workpieces with an application metal (11) filling the annular groove (9) with one another are welded. 2. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das andere Metall eine Zirkonlegierung, Nickel, eine Nickellegierung oder rostfreier Stahl ist.2. Compound according to claim 1, characterized in that that the other metal is a zirconium alloy, nickel, a nickel alloy or stainless Steel is. 3. Verbindung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schweißen im Lichtbogen unter Neutralatmosphäre, insbesondere Argon, durchgeführt ist.3. A compound according to claim 1 or 2, characterized in that the welding in Arc is carried out under a neutral atmosphere, in particular argon. 4. Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennnzeichnet, daß das Auftragsmetall ein Magnesium-Mangan- oder Magnesium-Zirkoniumdraht ist.4. A compound according to any one of the preceding claims, characterized in that the deposit metal is a magnesium-manganese or magnesium-zirconium wire. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen Copy For this 1 sheet of drawings Copy
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