DE2135690A1

DE2135690A1 - Elektronenstrahlschmelzanlage

Info

Publication number: DE2135690A1
Application number: DE19712135690
Authority: DE
Inventors: Bons E Mowtschan Bons A Kiew Belenkij Alexandr M Toscht schew Alexandr M Kasan Tichonowskij Alexsej Kurapow Jurij A Misjura Rostislaw S Kutscherenko Pawel P Kiew Paton, (Sowjetunion) M
Original assignee: Institut elektroswarki lmem E O Patona Akademn Nauk Ukrainskoj SSR, Kiew (Sowjetunion)
Priority date: 1970-07-17
Filing date: 1971-07-16
Publication date: 1972-01-20
Also published as: FR2101825A5; AT308299B; SU337034A1; US3800850A; DE2135690C3; DE2135690B2

Description

rVionKino

ZELLENHN υ. LUYKEN

feCCO München TI

Institut Ölektrosvarki imeni E.O. Patona P..39 413/2 Akademii Nauk Ukrainskoj SSR ^ ■ j_ui± 1971

Kiew/UdSSR ^RZ/Br

ELEKTROlIEliSTRAHLSCiaiELZAlIlAGE

Die Erfindung bezieht sich auf die Elektrometallurgie und ist zur Herstellung von monolithischen und mehrschichti- p-.on !tinmen und Rohren großen Durchmessers und großer Länge mit Hilfe von Elektronenstrahlanlagen bestimmt.

Bekannt ist eine Elektronenstrahlanlage zur Erzeugung von Rohren, die eine Vakuumkammer mit der Beschickungseinrichtung und in der Kammer befindliche« Elektronenkanonen sowie v/assergekühlteiT) Zwischengefäß und Gefäß zur Er^3tajrj:.unj von Metall mit vertikalen Abzug enthält.

Der Innendurchmesser des Rohres in dieser Konstruktion v;ird mit Hilfe einer wassergekühlten Kupferstange au3gebil-

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defc, öio in das Zentrum des Er^sta.rjrvn^.i^-gefäße.s eingeführt v/ird.

Jedoch.haftet dieser Anlage eine Reihe von Nachteilen an.

Die wassergekühlte Kupferstange, die sich in der Umgebung von Schmelzgut befindet, nimmt viel Wärmeenergie auf, was die Fertigung von Rohren großen Durchmessers unmöglich macht.

Außerdem kann die Stange be.i der Abkühlung des unteren Rohrteiles festgeklemmt werden, was die Bildung von Aufrissen und Rissen an der Innenfläche des hergestellten Rohres nicht ausschließt.

Auf dieser Anlage können auch keine mehrschichtigen Gußstücke erzeugt worden.

Das Ziel der Erfindung ist die Beseitigung

der erwähnten Schwierigkeiten.

Der Erfindung ist die Aufgabe zugrundegelegt, eine EIeK-tronenstrahlanlage zu schaffen, die es gestattet , monolithische und mehrschichtige Ringe und Rohre großen Durchmessers und großer Länge herzustellen.

Diese Aufgabe ist durch Schaffung einer Elektronenstrahlanlage zur Herstellung von Ringen und Rohren gelöst, die eine Vakuumkammer mit Beschickungseinrichtung und mit in der Kammer befindlichen Elektronenkanonen sowie wassergekühltem Zwischengefäß und Gefäß zur fr^staürtf"^ von Metall enthält, wobei erfindungsgemäß das Gefäß zur Er-^staxirung von Me-

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tail als Impfscherbe ausgebildet ist, die mit dor einen Seite an dor Stirnfläche der sich drehenden Wolle starr befestigt ist, die durch die Seitenwand dor Vakuumkammer durchgeführt ist, und mit der anderen Seite an einen Uiil.ewoglichen Sektor anstoßt, an dessen zylindrischer überflache, die dem Zwischengefäß "zugewandt ist, eine L-fb'rmige IHrriore für das Schmolzgut vortikal verschiebbar angeordnet ist.

Zur Herstellung von Rohren großen Durchmessers ist die I:Φfscheibe als spiralförmige Windung ausgeführt und mit einer Vorrichtung zur Drehung der Scheibe und deren LLlngsverschicbung längs der V/ellenanchse verbunden.

Diese konstruktive Ausführung der Anlage gestattet es, monolithische und mehrschichtige Ringe und Rohre großen Durch nccsers und großer Länge zu gewinnen.

nachstehend werden Ausführungsbeispiele der

Erfindung unter Bezugnahme auf iie Zeichnungen betrachtet; *s zeigt:

Fig. 1 - die Anlage gemäß der Erfindung in teilweisem

Fig. 2 - die Anlage mit einer anderen AusfülirungsVariante des Gefäßes zur £iv starrt» ng von LIetall gemäß der Erfindung, teilweise aufgeschnittene Gesamtansicht.

Die Elektronen-trahlanlage enthält eine Vakuumkammer 1 (Fig. 1), die mit Vakuumpumpen und einem elektrischen Spei-

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sotoil C nicht abgebildet) verseilen ist. In Innern der Vakuumkammer 1 sind ülektronenkanonen 2, 3, 4 angeordnet.

An der Seitenwand der Vakuumkammer 1 lot die Beschickung· einrichtung ( nicht abgebildet) für die Zuführung eines zu verbrauchenden Materials 5 /M dfa Schmelszone angeordnet, in welche die Elektronenkanone 2 gerichtet ist, die zum Abschmelzen des zu verbrauchenden Materials 5 bestimmt ist. Zur Aufnahme des abfließenden eingeschmolzenen lietalls ist in der Vakuumkammer 1 ein wassergekühltes Zwischengofäß

η angeordnet, in dessen Innere die Elektroenkanone 3 gerichtet

Das Zwischengefäß 6 ist auf einer durch die Seitenwand

der Vakuumkammer 1 durchgc-füHrtdn hohlen Stange 7 befestigt,

die

durch deren Innenraum Zu- und Abführung des das Zwischengefäß 6 abkühlenden V/assers erfolgt.

Unter dem Zwischengefäß 6 ist ein wassergekühltes Gefäß 8 zur E r/sta j* c υ ng von Metall angeordnet, auf welches die dritte Elektronenkanone 4 gerichtet ist.

Das Gefäß 8 zur Er^-stax.trυncj , von Metall ist von einer Impfscheibe 9, -die mit einer Stirnseite auf der durch die hintere Wand der Vakuumkammer 1 durchge-fuh cten horizontalen Hohlwelle IO befestigt und mit e±ner Vorrichtung ( nicht abgebildet) zur Drehung ' verbunden ist, oinem unbeweglichen Metallsektor 11, dor 'an die freie Stirnseite

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dor I-ipfscheibe 9 anstößt und auf durch dio Vorderwand der Vakuumkammer 1 öui'Gh^Qfühften hohlen Stangen 12 befestigt lot, und oino L-fürmigo Barriere 13 begrenzt, dio an der .".ylindrioclien Oberfläche des unbeweglichen Sektors 11 angelirac'^t und dem ZwiGchengefäß 6 zugewandt ist. Die L-förni,;o Karriere ist mittels hohler Stangen 14, die durch den oberen Deckel der Vakuumkammer 1 durcligofwii^t sind, mit Gir.or nicht dar^Gstelltcn Vorrichtung zur vertikalen Vcrccliiobun;; verbunden.

Die Hohlwelle 10 und die hohlen Stangen 12, 14 sind in die Vakuumkammer durch Dichtungen eingeführt und sind auch nur l'.u- und Abführung des Kühlwassers jeweils in die Impfscheine 9, den unbeweglichen Sektor 11 und die L-förmige Barriere 13 beatirant.

2⁷iur Herstellung von monolithischen und mehrschichtigen Icohren großen Durchmessers ist im Gefäß 8 (Fig. 2) zur Er- ztcxjuivng von Lie tall die Impfscheibe als spiralförmige V/indung 15 mit einem Absatz 16 ausgeführt, dessen Länge der Inrienlänge einer Wand 17 der L-förmigcn Barricro 13 gleich ist.

Die Einrichtung arbeitet folgenderweisG.

Vor dem Schmolzbeginn wird in dio ImpfscheibG 9 (Fig. l) ein Impfstift 18 eingesetzt und vor der L-förmigcn Barriere 13 angeordnet.

Llittolo der Beschickungseinrichtung ( nicht abge-

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-β-

bildet) wird das zu verbrauchende Material 5 eier Vakuumkammer 1 zugeführt, wo es unter Einwirkung von Eloktronenstr^üilcn der Elektronenkanone 2 geschmolzen wird und in das Zv;i:-.c:ien_r;efäß 6 abfliei3t, das durch Elcktronenütrahlon der Elektronenkanone 3 beheizt wird. So.balJ das Zwicchengcxüß 6

voll " läuft das flüssige Metall auf die zylindrische Oberfläche des wassergekühlten unbeweglichen Sektors 11 ab, die an einer Seite durch die Impfscheibe 9 und an den beiden anderen durch die L-förmige Barriere 13 begrenzt ist. Ein sich bildendes Metallband 19 wird durch Elektronenstrahlcn der Elektronenkanone 4 beheizt.

llach dem Aufschmelzen einer ersten Portion von Metall und Er-^staüj: t/wJ desselben vorbindet der Inpfstift 18

(vor de.Ei Schmelzbeginn in der ifähc der Metallbaues 19 angeordnet) einen auszubildenden Rohling 20 fest mit der Impfscheibe 9. Der Welle IO und der mit ihr verbundenen Impf-

ei'ne

scheibe 9 wird Drehbewegung erteilt, wodurch der auszubildende Rohling 20 anfängt, sich von der L-fb'rmigen Barriere 13 zu entfernen. Der auf der zylindrischen Oberfläche des unbeweglichen Sektors 11 entstehende Hohlraum \vird vom aus dem Zwischengefäß 6 neu ankommenden Metall gefüllt usw.

!lach der Beendigung der Ausbildung der ersten Schicht des Rohlings 20 wird die L-fö'rmige Barriere 13 mit Hilfe der nicht abgebildeten Vorrichtung zur vertikalen Verschiebung derselben allmählich angehoben. Hierbei gleitet sie an der

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Kante dos auszubildenden Ringrohlingo und wird i:: eine Höhe /gehoben, die der Stärke der ersten ausgebildeten Schicht des Rohlings 20 gleich ist. Der entstehende Hohlraum v;ird mit flüssigem Metall gefüllt, wonach man zur Ausbildung dor zweiten Schicht übergeht usw.

Zur Herstellung von monolithischen und mehrschichtigen Rohren großen Durchmessers und großer Länge wird die L-fümige barriere 13 (l^pig. 2) auf der zylindrischen Oberflüche des v;assc 1-,"0IiUhIton unbeweglichen Sektors 11 neben dem Absatz 16 angeordnet, der in Gestalt der spiralförmigen Y/indung 15 der Impfscheibe 9 ausgeführt ist, wonach man nun, sobald die erste Impfportion des flüssigen lie tails er^staxrt ist, nit dor Ausbildung des Rohrrohlings 20 durch aufeinanderfolgende Formierung von spiralförmigen Windungen beginnt.

llach der Ausbildung der ersten Schicht des Rohrrolilings 20 dor vorgegebenen Länge wird die L-förmige Barriere in eine Höhe gehoben, die der Dicke der ersten Schicht des Rohlings 20 gleich ist, die Impfscheibe 9 wird in die anfängliche Lage zurückgebracht, e3 beginnt die Ausbildung der zweiten Schicht usw.

Im Ergebnis des Prozesses können monolithische und mehrschichtige Ringe und Rohre großen Durchmessers und großer Länge hergestellt worden.

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Claims

'■■■■ -8- * 39 413/2 - 16. JuIi 1971 PATEliEAliSPirüCHE; EZ/Br

1. Elektronenstrahlschmelzanlage zur Herstellung von

und Rohren, die eine Vakuumkamr.ier mit Beschickungseinrichtung in der Kammer befindlichen Elektronenkanone^ sov;ie wassergekühltem Zwischengefäß und Gefäß zur ir^-stax-n/ng von Lie tall enthält, dadurch gekennzeichnet, dai3 das Gefäß (8) zur Er/starnung von 1.1ctall von einer Impfscheibe (9), die mit einer Seito auf dor Stirnfläche einer sich drehenden durch die Seitenwand der Vakuumkammer (1) durchfiefüh ft en Welle (10) starr befosti/yt ist, einen unbeweglichen Sektor (11 ) der an die freie Seite der Impfscheibe (9) anstößt, und einer L-förmi^en Barriere (13) begrenzt is I, die auf der zylindrischen Oberfläche des unbeweglichen Sektors (11) vertikal verschiebbar angeordnet ist.

2. Elektronenstrahlanlagen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung von Rohren großer Ι^'έχψ,,ο die Impf scheibe (9) als

spiralförmige Windung (15) ausgeführt und mit einer

idrer

Vorrichtung zur- Drehung der Impfscheibe und zv Längsverschiebung entlang der Achse der Welle (10) verbunden ist.

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