Kupfer schweissen

Hallo,

die geplante Anwendung ist etwas baufremd, aber hier findet sich bestimmt jemand, der sich mit dem Thema auskennt.

Wer kann sowas? Wie filigran darf es sein müssen?




Und ehe mir jemand Salamitaktik vorwirft:


Ich soll einen neuen Probenheizer für eine Pulsed-Laser-Deposition-Anlage konstruieren.

Dieser soll im Ultrahohvakuum unter Sauerstoffatmosphäre eingesetzt werden, durch eine 400W Halogenglühlampe werden Temperaturen von ca. 1000°C erzeugt, ohne Kühlung korrodieren da die Kontakte, die Glühlampe geht kaputt.

Durch seine hohe Wärmeleitfähigkeit bietet sich Kupfer als Material für eine Sockeleinfassung mit Wasserkühlung an.

Das Problem: Schraubverbindungen brauchen Platz, der Heizer soll aber sehr kompakt werden.
Die mir bekannten Kupferlote enthalten Metalle mit hohem Dampfdruck (z.B. Zinn, Zink), mit denen im Rezipienten erreicht man kein Ultrahochvakuum.

Bleibt also die Möglichkeit des Schweissens (unter Schutzgas).

 

Gegooglt hab ich natürlich, ich dachte ja erst, man könne Kupfer nur löten.

Gelernt habe ich dann, dass man wohl, auch ohne Flussmittel und Zusätze, schweissen kann, und dass es eine recht anspruchsvolle Arbeit ist.

Ich habe leider keine Aussage gefunden, wie es sich bei kleinen, feinwandigen Bauteilen anwenden lässt, wollte mich aber nicht extra in irgendeinem Schweisserforum anmelden.

Nieten geht nicht, braucht ja für den Nietschaft ähnlich viel Platz wie eine Schraube.

Kontakte vergolden ist auf jeden Fall einen Versuch wert, geht auch im Institut, da hätte ich auch selber drauf kommen können,danke.

Bis zur Promotion dauert es noch ein paar Jahre...

 

Danke für die Antworten.

Ich werde erstmal der Idee mit dem Vergolden nachgehen, die beste Kühlung ist schliesslich die, die man nicht braucht.

Mit Sicherheit werde ich nicht selber schweissen (ist ja nicht die Bastelecke); es geht ja erstmal darum, ein Gefühl dafür zu bekommen, was denn so möglich ist.
Was nützt der tollste Entwurf, wenn er nicht/sehr schwer umsetzbar ist.


Sauerstoffatmosphäre im UHV kann z.B. so aussehen:

Abpumpen bis 10^-10 mbar, dann bei laufenden Pumpen kontrolliert Sauerstoff zuführen und den Druck so auf 10^-8 mbar einregeln.
Auch im UHV enthält ein m³ noch mehrere Millionen Gasmoleküle.

 

Das scheitert ja eben am zu hohen Dampfdruck der Lote. Man kann sich dumm und dusslig pumpen ohne den Zieldruck zu erreichen. Zinn und Zink gehen nicht, Phosphorlote gibt es wohl, die dürften noch schlechter abschneiden (ich hab ja eigentlich von nichts Ahnung, 2.Sem.).

Geschweisst werden müsste sowieso unter Schutzgasatmosphäre (keine Zunderschichten?), und auf jeden Fall ohne "Fremdstoffe" (geht bei Kupfer).

Die Nähte müssen ja auch perfekt werden, so dass kein Kühlwasser ins UHV entweichen kann.

Vergolden wird wohl auch nicht funktionieren. Die Kontakte korrodieren auch im Lampenkörper, wodurch dann das Schutzgas entweicht. Einen Versuch werden wir (hoffentlich) trotzdem machen.

Die derzeit (im Hochvakuum) eingesetzten gelöteten Heizer sollten sich auch vom Fachmann schweissen lassen. Ich werde mir mal eine kleine, filigrane Variante ausdenken, es wird sich dann zeigen, ob es umsetzbar ist oder nicht. Soll der Handwerker doch sehen, wie er´s hinkriegt...

Danke für eure Antworten.


Nachtrag: Hab ich doch gerade ein Forum gefunden wo die Frage wesentlich besser hinpasst, muss ich nur deren Archiv durchwühlen, dann frag ich dort nochmal.

 

Falls es jemanden interessiert:

Einer meiner Professoren (von einem anderen Institut) sagte heute, dass bei denen Kupferhartlöten für Ultrahochvakuum Alltagsgeschäft sei, die verwenden ein spezielles Lot.

Damit hat sich die ganze Schweisserei erledigt (vorletztes Wort bitte aufmerksam lesen um Missverständnisse zu vermeiden).