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Festigkeitsgesteigerte Loetausfuehrung gegen verzoegerten Wasserstoffbruch bei Gleitlagern fuer Roentgenroehren

IP.com Disclosure Number: IPCOM000192701D
Original Publication Date: 2010-Feb-12
Included in the Prior Art Database: 2010-Feb-12
Document File: 3 page(s) / 337K

Publishing Venue

Siemens

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Abstract

Verschiedene Roentgenroehren besitzen Gleitlager, die aus Gruenden der korrosionsbestaendigkeit aus Molybdaen hergestellt werden. Damit solch ein Gleitlager vakuumdicht in die Roentgenroehre eingeschweisst werden kann, muss dessen Montageende aus einer schweissbaren, sogenannten thermischen Ausgleichslegierung bestehen, welche bis zu einer Temperatur von ca. 500 °C ungefaehr den gleichen Ausdehnungskoeffizienten wie Molybdaen hat. Abbildung 1 zeigt den Vergleich des thermischen Ausdehnungskoeffizienten so einer Ausgleichslegierung mit dem von Molybdaen. Ist die thermische Ausgleichslegierung aussen an der Lotnaht positioniert, kommt es oberhalb von 500 °C zu Zugspannungen.

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Festigkeitsgesteigerte Loetausfuehrung gegen verzoegerten Wasserstoffbruch bei Gleitlagern fuer Roentgenroehren

Idee: Dr. Eberhard Lenz, DE-Erlangen

Verschiedene Roentgenroehren besitzen Gleitlager, die aus Gruenden der korrosionsbestaendigkeit aus Molybdaen hergestellt werden. Damit solch ein Gleitlager vakuumdicht in die Roentgenroehre eingeschweisst werden kann, muss dessen Montageende aus einer schweissbaren, sogenannten thermischen Ausgleichslegierung bestehen, welche bis zu einer Temperatur von ca. 500 °C ungefaehr den gleichen Ausdehnungskoeffizienten wie Molybdaen hat. Abbildung 1 zeigt den Vergleich des thermischen Ausdehnungskoeffizienten so einer Ausgleichslegierung mit dem von Molybdaen. Ist die thermische Ausgleichslegierung aussen an der Lotnaht positioniert, kommt es oberhalb von 500 °C zu Zugspannungen.

In der Vergangenheit wurden die Ausgleichslegierung und das Molybdaen mittels Reibschweissung gefuegt. Dabei entsteht an der Phasengrenze, durch die Reaktion von Molybdaen mit dem Eisen der Ausgleichslegierung, ein kleiner, sproeder Gefuegesaum. Bei der, im Produktionsprozess folgenden, Gluehung unter Wasserstoffatmosphaere kann es zum verzoegerten Wasserstoffbruch kommen, wobei durch den sproeden Werkstoffbereich, die Wasserstoffzufuehrung und Zugspannungen lokale Risse entstehen, die zu Undichtigkeiten fuehren koennen. Dieser Ausfall macht sich jedoch erst bemerkbar, wenn das Bauteil fertig veredelt und meist bereits in der Roentgenroehre eingebaut ist. Bei diesem Verfahren betraegt der Ausschuss bezogen auf die fertigen Produkte etwa 5 bis 10%. Um die Fehlproduktion zu verringern wurde das Reibschweissverfahren durch einen Loetprozess ersetzt. Da das Loeten bei Temperaturen ueber 1100 °C erfolgt, bildet sich an der Phasengrenze des Molybdaens und des Lots ebenfalls ein etwa 3 bis 5 μm dicker sproeder Saum aus einer Molybdaen- Eisen-Verbindung, wie in Abbildung 2...