DE443574C

DE443574C - Verfahren zur Verbindung von Metallteilen, insbesondere von Dampfturbinenteilen, durch Kupferlot

Info

Publication number: DE443574C
Application number: DEA44034D
Authority: DE
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1924-01-25
Filing date: 1925-01-27
Publication date: 1927-05-02

Description

Bekanntlich läßt sich in reduzierender Atmosphäre, z. B. in einem Wasserstoffofen, durch Kupferlot eine innige Verbindung zwischen Werkstücken aus Stahl oder Eisen hersi eilen, da das flüssige Kupferlot sehr leichtflüssig ist und in die kleinsten Spalten eindringt. Wenn jedoch einer der zusammenzufügenden Teile aus einer Zusammensetzung besteht, die mit dem Kupferlot leicht eine

ίο Legierung bildet, wie dies z. B. der Fall ist, wenn ein solcher Teil aus Monel-Metall besteht, das eine Legierung von Kupfer und Nickel ist, so ergibt sich der Nachteil, daß, wenn das Kupferlot zuerst den Lötstellen des Monel-Metalls zugeführt wird, es bei seiner Berührung mit dem letzteren schwerflüssig wird, so daß es nachgeschalteten Lötstellen von Werkstücken aus Stahl oder Eisen schwer zufließt. Dies ist darauf zurückzuführen, daß das flüssige Kupfer das Nickel aus dem Monel-Metall herauszieht und mit ihm eine Legierung eingeht, wodurch der Schmelzpunkt des Lötmittels heraufgesetzt wird. In einem solchen schwerflüssigen Zustande vermag es nicht mehr in die feinen Spalten zwischen den zusammenzufügenden Körpern einzudringen. Im Gegenteil, es staut sich nach den Stahlteiien zu an und entzieht dem Monel-Metall immer mehr Nickel. Dies führt zu einer unerwünschten Schwächung des Monel-Metalls an seiner Oberfläche, was insbesondere bei dessen Verwendung in schnelllaufenden Maschinen, z. B. Dampfturbinen, zu Betriebsstörungen führen kann.

Das beschriebene Beispiel bezieht sich auf einen praktisch häufig vorkommenden Fall, doch wird durch diese Erscheinungen die Lotung auch in jedem anderen Fall immer dann leiden, wenn das Lot mit einem der zu lötenden Teile leicht legierbar ist. -,

Gemäß der Erfindung wird in solchen Fällen eine einwandfreie Lötung dadurch erreicht, daß das geschmolzene Kupferlot zunächst die Verbindungsstellen zwischen den Werkstücken aus Eisen oder Stahl und dann erst die Verbindungsstellen durchfließt, die sich zwischen den Werkstücken aus der Kupfer- und Nickellegierung und den dieselben umgebenden Baustoffen befinden.

Hierdurch wird erreicht, daß das Lötmittel den Verbindungsstellen zwischen den Eisenoder Stahhverkstücken in vollständig reinem und leichtflüssigem Zustande zufließt und eine gute Lötverbindung bewirkt. Die Lötstellen für die Werkstücke aus der' Kupfer- und Nickellegierung sind also für den Fluß des

Kupferlotes so zu legen, daß sie entweder von den Verbindungsstellen zwischen den Eisen- oder Stahlwerkstücken abzweigen odef hinter diese geschaltet sind. Das Wesen der Erfindung in seiner Anwendung bei der Herstellung von Leitscheiben für Dampfturbinen sei an Hand der Zeichnung klargelegt.

Abb. ι stellt eine schaubildliche Ansicht ίο einer Turbinendüse dar.

Abb. 2 und 3 zeigen einen Leitkranz im Schnitt vor und nach dem Lötvorgang.

Abb. 4 veranschaulicht einen Schnitt nach der Linien-B der Abb. 3.

Die C-förmigen Halteringe a, b für die Düsen einer Turbinenleitscheibe sind mit Nuten c und d zur Aufnahme der Zwischenstücke e für die Leitschaufeln / versehen. Die Halteringe a, b und die Zwischenstücke e sind, wie üblich, aus Stahl hergestellt, während die Leitschaufeln / ganz aus Monel-Metall bestehen oder mit einem Überzug aus dieser Kupfer-Nickel-Legierung versehen sind. In den Leitringen a, b sind Bohrungen g vorgesehen, welche zur Aufnahme des Lötmittels, z. B. eines Kupferbolzens /;, dienen und bis zur Nut c hindurchgeführt sind. Nach dem Zusammenbau des Düsenkranzes und der Einführung des Kupferlotes in die hierfür vorgesehenen Bohrungen g wird das Ganze in einem Wasserstoffofen bis zum Schmelzpunkt des Kupferlotes erhitzt. Das geschmol^ zene Kupfer dringt in die Spalten zwischen den zu vereinigenden Stahlteilen a, b und e ein. Es verteilt sich erst in den oberen Nuten c und fließt an den lotrechten Wänden der Halteringe a, b abwärts in die Nuten οι. Zu den Lötstellen der Monel-Schaufeln gelangt das flüssige Kupfer durch die senkrechten Fugen zwischen den Distanzstücken e. Ein anderer Teil des' Lötmittelstromes zweigt sich von der lotrechten Wand der Halteringe ab und fließt an den Berührungsstellen der Schaufeln / mit den Zwischenstücken e entlang. Bei dieser Durchführung des Verfahrens reichen wohl die schmalen Querschnitte der Schaufeln auch bis an den Kupferfluß, entlang der lotrechten Wände der Halteringe. Sie bilden aber nur einen sehr kleinen Teil der Begrenzung dieses Flusses, daher ist ihre Einwirkung auf das Lot praktisch bedeutungslos. Doch kann nach der Erfindung die Berührung des Monel-Metalls mit dem Kupferfluß für die Stahlteile auch vollständig vermieden werden, indem z. B. statt der Zwischenlagen e zusammenhängende Eisenringe mit Vertiefungen für die Schaufelquerschnitte Verwendung finden und den Lötstellen der Schaufeln- das Lot durch besondere Bohrungen, z. B. von der Seite her, zugeführt wird. Da das Kupfer nicht über das Monel-Metall zu fließen, braucht, um zu den Lötstellen der Eisen- oder Stahlteile zu gelangen, so bleibt es dünnflüssig und ermöglicht eine feste Verbindung dieser Teile. Da ferner nur die zur Verlötung der Leitschaufel in den Zwischenstücken benötigte Menge des Lötmittels über eine Oberfläche ausMonel-Metall fließt, wird die Zersetzung dieser Nickel-Kupfer-Legierung an ihren Lötstellen auf ein Mindestmaß herabgesetzt, so daß auch hier eine gute Lötverbindung gewährleistet wird. Der fertige Düsenkranz ist in den Abb. 3 und 4 veranschaulicht, in welchen die Lötstellen durch, stärker ausgezogene Linien kenntlich gemacht sind.

Claims

Patentansprüche:

i. Verfahren zur Verbindung von Metallteilen miteinander durch Kupferlot, von denen mindestens einer aus einer Legierung von Kupfer und Nickel (Monel-Metall) oder anderen mit dem Lot _. leicht legierbaren Stoffen und die übrigen aus Eisen oder Stahl bestehen, insbesondere von Leitscheiben oder Laufrädern für Dampfturbinen, mit Monel-Metallschaufeln, dadurch gekennzeichnet, daß das

Verlöten der aus einer Kupfer- und Nikkellegierung bestehenden Werkstücke mit dem sie umgebenden Baustoff und der Werkstücke aus Eisen oder Stahl miteinander in einem Arbeitsgange derart erfolgt, daß das Lot zunächst die Verbindungssteilen zwischen den aus Eisen oder Stahl bestehenden Werkstücken und dann erst die Verbindungsstellen der aus der Kupfer- und Nickellegierung bestehenden Werkstücke mit dem dieselben umgebenden Baustoff durchfließt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lötmittelzufluß für die Lötstellen des Monel-Metalls von demjenigen für die zu verbindenden Eisen- und Stahlstücke abgezweigt ist.
3. Verfahren zur Herstellung der Verbindung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstücke aus Eisen oder Stahl mit bis zu den Lötstellen führenden Bohrungen versehen sind, in denen das in Stangen- oder Drahtform hergestellte Kupferlot vor der Erhitzung der miteinander zu verbindenden Metall-

■ teile eingesetzt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.